Актуальные вопросы аэротехногенной безопасности промзон: фактор озеленения

АКТУАЛЬНЫЕ 

ВОПРОСЫ 

АЭРОТЕХНОГЕННОЙ 

БЕЗОПАСНОСТИ 

ПРОМЗОН 

ФАКТОР 

ОЗЕЛЕНЕНИЯ

Н.Н. КРУПИНА

Е.Н. КИПРИЯНОВА

Москва
ИНФРА-М

2020

МОНОГРАФИЯ

УДК 504.06(075.4)
ББК 20.1
 
К84

Крупина Н.Н.
К84  
Актуальные вопросы аэротехногенной безопасности промзон: 
фактор озеленения : монография / Н.Н. Крупина, Е.Н. Киприянова. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 188 с. — (Научная мысль). — 
DOI 10.12737/1006761.

ISBN 978-5-16-014826-7 (print)
ISBN 978-5-16-107334-6 (online)
С позиции междисциплинарного подхода в монографии обсуждаются 
состояние, проблемы и перспективы развития озелененных территорий 
промзон индустриальных городов. Обозначены функции и роль барьерных 
территорий в каркасе современного города с позиции задач национального 
проекта «Чистый воздух», приемы планировочной организации и подходы 
к оценке комплекса экосистемных эффектов. Предложены новые оценки 
пространственного фактора локализации ущерба от аэротехногенного воздействия и рационализации построения сети постов мониторинга качества 
воздуха в ситуации неоднородности загрязнения и наложения потоков выбросов от одновременно работающих многочисленных источников промзон. Рассмотрены методологические аспекты инновационной модернизации барьерных территорий.
Будет интересна специалистам в области градостроения, промышленной экологии и санитарии, городского управления, аэротехногенной безопасности, студентам, аспирантам и преподавателям соответствующих 
дисциплин, а также всем интересующимся вопросами управления экосистемными услугами озелененных территорий.

УДК 504.06(075.4)
ББК 20.1

Р е ц е н з е н т ы:
Власова Е.Я., доктор экономических наук, профессор кафедры 
стратегического и производственного менеджмента Уральского государственного горного университета;
Овчаров С.Н., доктор технических наук, профессор кафедры технологии переработки нефти и промышленной экологии Северо-Кавказского федерального университета

ISBN 978-5-16-014826-7 (print)
ISBN 978-5-16-107334-6 (online)
© Крупина Н.Н., 
Киприянова Е.Н., 2020

Принятые сокращения

ЗВ — загрязняющее вещество
ИЗА — источник загрязнения атмосферы
СИ — стандартный индекс
НП — наибольшая повторяемость
ПДВ — предельно допустимый выброс, норматив допустимых 

выбросов

ПДУ — предельно допустимый уровень физического воздействия

ВСВ — временно согласованный выброс
ВОЗ — всемирная организация здравоохранения
СЗЗ — санитарно-защитная зона
ФЗ — федеральный закон
ВРП — валовой региональный продукт
КОП — категория опасности предприятия
КОВ — критерий опасности вещества
ПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ

ОБУВ — ориентировочный безопасный уровень воздействия загрязняющих веществ

КоАП — кодекс административных правонарушений
ЗАЗ — зона активного загрязнения
ПЭК — производственный экологический контроль
ИТС — информационно-технический справочник по наилучшим 

доступным технологиям

НДТ — наилучшие доступные технологии
АИС — автоматизированные информационные системы
КЭР — комплексное экологическое разрешение

Введение

По оценке экспертов ВОЗ ежегодно умирает шесть миллионов 

человек в связи с тем, что загрязнено более 90% воздуха Земли. 
Уровень загрязнения воздуха оценивается с помощью данных, собранных с трех тысяч постов мониторинга по всему Земному шару.

В десятку городов России с «грязным воздухом» входят индустриальные центры (Екатеринбург, Красноярск, Магнитогорск, Норильск, Челябинск и др.). Одна из причин — сложная градостроительная ситуация, при которой промзоны, ранее находившиеся 
на окраине городов, в процессе развития урбанизации оказались 
в центре, внедрились в жилые районы, садово-дачные участки, 
рекреационные зоны. Возникают ситуации, когда на территории 
санитарно-защитных зон, предназначенных для разделения промплощадок и селитебы, в нарушение законодательства, находятся 
жилые кварталы, общественные и административные здания. 
В данной работе авторы определяют такие критические участки 
городской территории, как правило примыкающие к промзонам, 
как стыковые.

Имеется настоятельная необходимость в конструктивном ана
лизе известных научных исследований по прикладным вопросам 
защиты атмосферного воздуха от негативного воздействия промышленных предприятий. Эта задача имеет особое значение 
в реализации национального проекта «Чистый воздух».

Авторская гипотеза связана с предположением о неодоли
мости индустриальной урбанизации и усиления роли промзон как 
центров восстановительного роста экономики и как части общественного пространства промышленных городов. Часть населения 
страны вынуждена длительное время работать и проживать в непосредственной близости от промзон на стыковых территориях, попадая в зону прямого техногенного воздействия. В этой ситуации 
обязательной природоохранной мерой является создание специального озеленения этих территорий. Их включение в общее городское пространство вынуждает находить научно обоснованные 
инженерные и управленческие решения, при которых техногенные 
объекты не создают критического дискомфорта окружающей среде, 
а также не провоцируют рост заболеваемости.

Результат от принимаемых воздухоохранных решений обеспечивается:

– четким категорированием объектов промзон и обозначением 

зон активного загрязнения в прилегающей жилой зоне;

– корректировкой ущерба по его реальному пространственному 

распределению;

– внедрением наилучших доступных технологий отраслевого 

производства и газоочистки;

– рациональным размещением постов мониторинга качества 
воздуха;

– планировкой полос зеленых насаждений и подбором их видового состава;

– учетом условий, определяющих барьерный потенциал стыковых территорий.
Авторы попытались систематизировать известные мнения, идеи, 

результаты научных исследований и практического опыта по вопросам снижения уровня воздействия промышленных выбросов, 
озеленения специального назначения, организации единых санитарно-защитных зон, производственного экологического контроля.
Выражаем признательность рецензентам профессору Вла
совой Е.Я. и профессору Овчарову С.Н. за конструктивные замечания в ходе подготовки рукописи. Будем признательны всем 
за критическое мнение и предложения, направленные по адресам: 
krupina_n17@mail.ru и kipr53@ya.ru.

Глава 1  
ОСНОВЫ ПРОЕКТА «ЧИСТЫЙ ВОЗДУХ»

1.1. КОНЦЕПЦИЯ ПРОЕКТА «ЧИСТЫЙ ВОЗДУХ»

1.1.1. Воздух — основа жизни
Сделайте города такими, чтобы ими можно 

было гордиться, чтобы в них можно было работать, думать и отдыхать… Нужно, чтобы 
город был создан на обдуманном разнообразии 
отдельных частей. В нем должны быть памятники, сады, фонтаны, повороты улиц и лестниц, 
перспективы, — чтобы всюду были свет, тишина, 
ветер и воздух.
(Константин Паустовский)

Атмосферный воздух — это жизнеобеспечивающий природный 

элемент, ежегодная потребность в котором для города в среднем 
30 млн т. Его слой высотой до 100 м от поверхности земли, где осуществляется дыхание, называют приземным. В нем наблюдаются 
вертикальные градиенты скорости ветра, температуры, влажности, 
а его верхняя граница часто совпадает с верхней границей приземных инверсий температуры, радиационных туманов, смога.
Атмосфера — это особая смесь газов (ключевые — азот, кислород, 

аргон, углекислый газ), паров воды и аэрозолей, сложившаяся в ходе 
эволюции Земли и деятельности человека, отличающаяся постоянством состава, высокой подвижностью и изменчивостью множества 
неосновных примесей. Ее важные жизнеобеспечивающие функции:

– поддерживает дыхание живых организмов, является источ
ником химического сырья и энергии, а также углекислого 
газа для фотосинтеза растений;

– задерживает более половины губительных космических излучений;

– определяет давление, влажность, ветровую нагрузку, темпе
ратуру и тепловой баланс, переносит водяные пары по планете, формирует и регулирует климат;

– обеспечивает тепло-, влаго- и массообмен, процессы терморегуляции;

– циклы воды и всех ключевых элементов проходят атмосферную стадию;

– прозрачность атмосферы определяет проницаемость сол
нечных излучений видимой части спектра, а интенсивность 
солнечной энергии определяет интенсивность фотосинтеза, 
единственного природного процесса фиксации солнечной 
энергии;

– влияет на режим рек, почвенно-растительный покров, экзогенные процессы рельефообразования, регулирует соотношение тепла и влаги;

– циркуляция атмосферы определяет рассеивание, ассими
ляцию и самоочищение приземного слоя, трансформирует 
газообразные продукты обмена веществ;

– участвует в формирование рекреационного потенциала территории;

– является средой обитания живых организмов;
– защищает поверхность земли от падающих метеоритов.
Проблема загрязнения атмосферы возникла вместе с ростом го
родов, появлением промышленности и транспорта.

Согласно ФЗ загрязнение атмосферного воздуха — это поступ
ление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы 
качества атмосферного воздуха [1]. Оно включает тепловые и физические воздействия (шум, вибрация, излучения и др.). В результате подвижности воздушных масс происходит непрерывная 
миграция и круговорот ЗВ, которые способны существовать длительное время, накапливаться и обнаруживаться повсеместно.

Под качеством атмосферы понимают совокупность определенных физико-химических свойств воздуха, его газовый состав, 
температуру, влажность и электрический потенциал. Разработан 
гигиенический норматив качества атмосферного воздуха по отношению к человеку. Нормирование ЗВ ведется по концентрации, 
т.е. по количеству вещества в единице объема воздуха при нормальных условиях (мг/м3). Выделяют:
1. Предельно допустимые концентрации (ПДК, мг/м3) количе
ственно характеризуют такое содержание ЗВ в атмосферном воздухе, при котором на человека и окружающую среду не оказывается ни прямого, ни косвенного вредного воздействия [2].

2. Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ,  
мг/м3) — это временный (3 года) гигиенический норматив, утверждаемый постановлением Главного Государственного санитарного 
врача России [3].
Различают следующие виды ПДК:
– максимальная разовая (ПДКмр) устанавливается для преду
преждения рефлекторных реакций у человека (ощущение 

запаха, изменение биоэлектрической активности головного 
мозга, световой чувствительности глаз и др.) при кратковременном (до 20 мин) воздействии атмосферных загрязнений. 
Выступает основной характеристикой опасности вещества, 
наибольшая концентрация которого в приземном слое атмосферы (См) не должна превышать ПДКмр, то есть См ≤ ПДКмр.

– среднесуточная (ПДКсс) устанавливается (за год) с целью 

предупреждения общетоксического, канцерогенного и мутагенного влияния вещества на организм человека (при накоплении). Предотвращение неблагоприятного влияния на здоровье населения длительного поступления атмосферных 
загрязнений в организм обеспечивается соблюдением среднесуточных ПДКсс.

– в рабочей зоне (ПДКрз) устанавливается для предупреждения 

негативных воздействий ЗВ в течение рабочего времени в период всего рабочего стажа. Рабочая зона — пространство высотой 2 м над местом, где работает человек.

Все ЗВ делятся на классы опасности: 1 — чрезвычайно опасные; 

2 — высоко опасные; 3 — умеренно опасные; 4 — малоопасные. 
Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости 
от норм и показателей, приведенных в табл. 1 [4].

Загрязнение атмосферы в индустриальных городах остается 

очень высоким, здоровье человека зависит от образа жизни и от состояния окружающей среды, загрязнение которой повышает уровень заболеваемости.

Таблица 1
Значения норм для веществ различных классов опасности [4] 

Наименование
показателя
Норма для класса опасности

1
2
3
4

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ПДКрз),  
мг/м3

Менее 
0,1
0,1–1,0
1,1–10,0
Более 
10,0

Средняя смертельная доза при 

введении в желудок, мг/кг

Менее 
15
15–150 151–5000
Более 
5000

Средняя смертельная доза при 

нанесении на кожу, мг/кг

Менее 
100
100–
500
501–2500
Более 
2500

Средняя смертельная концен
трация в воздухе, мг/ м3
Менее 
500
500–
5000
5001– 
50 000

Более 
50 000

Наименование
показателя
Норма для класса опасности

1
2
3
4

Коэффициент возможности 
ингаляционного отравления 
(КВИО)

Более 
300
300–30
29–3
Менее 3

Зона острого действия
Менее 
6,0
6,0–
18,0
18,1–54,0
Более 
54,0
Зона хронического действия
Более 
10,0
10,0–
5,0
4,9–2,5
Менее 2,5

Интоксикация организма происходит в результате прямого 

контакта с загрязненным воздухом и в результате вторичного загрязнения вод, почв, продуктов. Токсиканты вызывают респираторные заболевания, аллергии, ухудшение деятельности сердечнососудистой системы, изменяют состав крови и кровяное давление. В течение жизни человек пропускает через легкие свыше 
600 тыс. м3 воздуха, поэтому присутствующие ЗВ постепенно подтачивают здоровье.

Потенциал загрязнения атмосферы зависит от наличия приземных инверсий, малой скорости ветра (менее 1 м/с), барьеров 
в виде многоэтажных домов и высоких сооружений, способствующих образованию «застойных участков», туманов и смога. 
Торцы отдельных зданий способствуют образованию локальных 
вихревых зон, которые объединяются в единую область замкнутой 
циркуляции воздушных масс, охватывающей все уличное пространство, что приводит к повышенной загазованности воздуха 
[5, 6]. Особенно важно контролировать качество воздуха в промзонах, где сосредоточены многочисленные низкие организованные 
и неорганизованные источники выбросов.

Субъект хозяйствования должен соблюдать нормативы ПДК 

и лимиты на предельно допустимые выбросы (ПДВ). Их превышение рассматривается как экологическое правонарушение, 
что может привести к ограничению или запрету деятельности. 
Контроль качества воздуха осуществляется на стационарных или 
передвижных постах. Концентрация примеси в приземном слое атмосферы не должна превышать ПДК. Соблюдение норматива ПДВ 
в жилых кварталах обеспечивает безопасность населения (риc. 1).

В Государственном докладе «О состоянии санитарно-эпиде
миологического благополучия населения в Российской Федерации в 2017» [7] отмечен высокий уровень загрязнения в городах Сибирского, Уральского, Дальневосточного регионов 
(табл. 2).

Окончание таблицы 1

Таблица 2
Превышение уровня нормативного загрязнения атмосферного воздуха 
городских территорий в отдельных субъектах за период  
с 2015 по 2017 год

Субъект РФ
Темп 
прироста 
к 2015 г., 

%

Субъект РФ
Темп 
прироста 
к 2015 г., 

%
Республика Бурятия 
(СФО)
– 34.4
Иркутская область 
(СФО)
+ 948,8

Саратовская область 
(ПФО)
– 17,9
Хабаровский край 
(ДФО)
+ 66,7

Курская область 
(ЦФО)
– 31,0
Челябинская область 
(УФО)
+ 100,0

Красноярский край 
(СФО)
– 33,9
Республика Крым 
(КФО)
+ 340,0

Республика Тыва 
(СФО)
– 72,0
Кемеровская область 
(СФО)
+ 104,1

Для индустриально развитых территорий типична ситуация 

создания промышленных зон и промышленных узлов, где на ограниченной территории сконцентрировано множество различных 
источников выбросов ЗВ (высоких и низких, нагретых и холодных, 
стационарных и передвижных).

В промышленных городах России проживает 58,1 млн чел. Летом 
увеличивается вероятность возникновения фотохимического смога 
и повышенной загрязненности воздуха, а в осенне-зимнее время 
часто наблюдается смог «лондонского типа», т.е. сочетание газообразных загрязнителей (в основном сернистого газа), пылевых 
частиц и тумана (риc. 2). Известен «лос-анджелесский смог» или 
«фотохимический туман» — сухой туман с влажностью около 70%. 
Он возникает при солнечном свете, вызывающем сложные фотохимические превращения в смеси углеводородов и оксидов азота 
автомобильных выбросов. Высокая плотность застройки приводит 
к снижению скорости ветра, уменьшению проветриваемости и увеличению загазованности атмосферы.

Итак, требования к качеству атмосферного воздуха городов [1]:
– допустимой признается концентрация вещества в воздухе, 

которая не оказывает на человека прямого или косвенного 
вредного либо неприятного действия;

– критерии безопасности и безвредности атмосферного воздуха 

для человека, в том числе ПДК химических, биологических 
веществ и микроорганизмов в воздухе, устанавливаются санитарными правилами;