Complex assessment of ambient particulate matter in a small settlement with coal-handling port

Abstract

Актуальность. В последние годы экспорт российского угля непрерывно растет, причем на работу с углем перешли дальневосточные порты, изначально не приспособленные для отгрузки пылящих грузов. Перевалка угля открытым способом приводит к увеличению содержания твердых частиц в воздухе и различным экологическим проблемам. Цель: изучение и анализ содержания микроразмерных частиц в атмосферном воздухе и в смыве с хвои в поселке Посьет (Приморский край), где работает крупный угольный терминал. Методы. Химический состав атмосферных взвесей был изучен непосредственно на поверхности хвои методом рентгенофлуоресцентного анализа и в смыве с проб хвои с помощью рамановской спектроскопии и энергодисперсионного анализа. Концентрации PM2.5 и PM10 измеряли с помощью автоматических метеостанций. Результаты и выводы. Исследование показало, что в химическом составе преобладают частицы минералов (кальцит, силикаты и др.), но также отмечается наличие углесодержащих частиц (до 8,3 %) и частиц металлов. Усредненные данные по концентрации частиц PM2.5 и PM10 находятся в пределах российских и зарубежных санитарных норм и правил, но подбираются к их верхним границам. Концентрации обеих измеренных фракций взвешенных частиц были наиболее высоки в зимние месяцы (а также в марте, который на Дальнем Востоке традиционно является холодным), затем наблюдалось их постепенное снижение. В исследовании получены новые данные о годовом ходе концентраций взвешенных в воздухе частиц PM2.5 и PM10, а также об основном составе частиц взвеси с поверхности древесной растительности (хвои) как индикаторе состояния загрязнения атмосферы в данном населенном пункте

Relevance. Russian coal exports have been steadily increasing in recent years, and Far Eastern ports, originally not adapted to dusty cargoes, have switched to coal operations. Unoptimized coal handling leads to increased content of coalcontaining particles in the air and to various environmental problems. Aim. To analyze the concentration of particulate matter in the air and the chemical composition of particles on the surface of conifer needles in the Posyet settlement (Primorsky Krai, Russia), where a large coal terminal operates. Materials and methods. The chemical composition was studied on the surface of conifer needles by X-ray fluorescence and in washout of conifer needle samples using Raman spectroscopy and energy dispersive analysis. Concentrations of particles with the diameter of 2.5 and 10 μm (PM2.5 and PM10, respectively) were measured using automatic monitoring stations. Results and conclusions. Chemical composition was dominated by mineral particles (calcite, silicates, etc.). However, the presence of coal particles (up to 8.3%) and metal particles was also observed. Mean concentrations of PM2.5 and PM10 were within the Russian and international health standards, but close to their upper limits. Concentrations of both measured particle fractions were highest during the winter months (as well as in March, which is traditionally a cold month in the Far East), followed by a gradual decrease. The study obtained new data on the annual variations of concentrations of PM2.5 and PM10, as well as on the basic composition of particles from the surface of woody vegetation (needles) as an indicator of the state of air pollution in this settlement