От решаващо значение за разработването на мерки за подобряване на екологичната обстановка в градовете е наличието на пълна, обективна, конкретна информация по този проблем. От 1992 г. такава информация се публикува в годишните държавни доклади на Министерството на природните ресурси на Руската федерация „За състоянието и опазването на природната среда на Руската федерация“, доклади на Министерството на природните ресурси и опазване на околната среда на правителството на Москва „За състоянието на околната среда в Москва“ и други подобни документи.

Според тези документи „замърсяването на околната среда остава най-актуалният екологичен проблем, който има приоритетно социално и икономическо значение за Руската федерация“.

Постоянният екологичен проблем в градските райони е замърсяването на въздуха. Основното му значение се определя от факта, че чистотата на въздуха е фактор, който пряко влияе върху здравето на населението. Атмосферата оказва интензивно въздействие върху хидросферата, почвената и растителната покривка, геоложката среда, сградите, конструкциите и други обекти, създадени от човека.

Сред антропогенните източници на замърсяване на повърхностната атмосфера най-опасните включват изгарянето на различни видове горива, битови и промишлени отпадъци, ядрени реакции при производството на атомна енергия, металургията и обработката на горещи метали, различни химически производства, включително обработка на газ, нефт и въглища. Строителните обекти, транспортът и моторните превозни средства допринасят за замърсяването на въздуха в градовете.

Например в Москва, според данни за 1997 г., източници на замърсяване на въздуха са около 31 хиляди промишлени и строителни съоръжения (включително 2,7 хиляди автомобилни транспортни съоръжения), 13 топлоелектрически централи и техните клонове, 63 районни и блокови топлоцентрали, повече над 1 хиляди малки котелни, както и над 3 милиона превозни средства. В резултат на това в атмосферата се отделят около 1 милион тона замърсители годишно. В същото време общият им брой нараства всяка година.

Трябва също така да се има предвид, че в големите градове отрицателното въздействие на общото състояние на атмосферата се утежнява от факта, че по-голямата част от населението прекарва до 20-23 часа на ден на закрито, докато нивото на замърсяване вътре в сградата превишава нивото на замърсяване на външния въздух с 1,5-4 пъти.

Основните замърсители на атмосферата са азотен диоксид, въглероден оксид, суспендирани вещества, серен диоксид, формалдехид, фенол, сероводород, олово, хром, никел, 3,4-бензапирен.

Според данни на Росстат за 2007 г. повече от 30 хиляди предприятия изхвърлят в атмосферата замърсители с отпадъчни газове от стационарни източници. Количеството на замърсителите, излъчвани от тях, е 81,98 милиона тона; изхвърлени в атмосферата без пречистване - 18,11 млн. тона от получените в пречиствателните съоръжения 74,8% са уловени и неутрализирани.

Около 58 милиона души живеят в градове с високи нива на замърсяване на въздуха, включително 100% в Москва и Санкт Петербург, и повече от 70% от населението в областите Камчатка, Новосибирск, Оренбург и Омск. В градовете, чиято атмосфера съдържа високи концентрации на азотен диоксид, живеят 51,5 милиона души, суспендирани вещества - 23,5, формалдехид и фенол - повече от 20, бензин и бензол - повече от 19 милиона души. Освен това от края на 90-те години. Увеличава се броят на градовете с високи и много високи нива на замърсяване на въздуха.

До началото на 90-те години промишлените предприятия имат основен принос за замърсяването на въздуха. През този период населените места с най-високи нива на замърсяване на въздуха включват такива „фабрични градове“ като Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Нижни Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов на Дон, Толиати, Норилск и др. Въпреки това, със спада, а след това известен подем и пренасочване на промишленото производство, от една страна, и ускореното нарастване на автомобилния парк, протичащо в съответствие със световните тенденции, от друга страна, настъпиха промени в списъка на приоритетните фактори, влияещи върху състоянието на атмосферата на населените места.

Това се отрази предимно на екологията на големите градове. И така, в Москва през 1994-1998 г. основните тенденции в промените в състоянието на околната среда се характеризират с "...намаляване на влиянието на промишлеността върху състоянието на всички природни среди. Делът на замърсяването на въздуха от промишлени съоръжения намаля до 2-3% от общия обемът на вредните емисии (енергетика, водоснабдяване, изгаряне на отпадъци и др.) също е намалял рязко и възлиза на около 6-8%. настояще и за следващите 15-20 години.”

Шест години по-късно, през 2004 г., в Москва доставките на замърсители от промишлените предприятия се увеличиха до 8%, приносът на топлоенергийните съоръжения остана почти непроменен - ​​5%, а делът на автомобилния транспорт се увеличи още повече - 87%. (През същия период средното за Русия съотношение е различно: емисиите от моторни превозни средства възлизат на 43%.) Към днешна дата автомобилният парк на столицата е над 3 милиона единици. Общата емисия на замърсители в атмосферата на града е 1830 тона/година или 120 кг на жител.

В Санкт Петербург приносът на автомобилния транспорт към брутните емисии на замърсители е около 77% през 2002 г. През 90-те години паркът в града се увеличава 3 пъти. През 2001 г. техният брой е 1,4 милиона единици.

Ускореният растеж на автомобилния транспорт оказва рязко негативно влияние върху състоянието на околната среда в градовете, което не се ограничава само до замърсяването на въздуха със съединения като азотен диоксид, формалдехид, бензопирен, суспендирани частици, въглероден оксид, фенол, оловни съединения и др. , Този фактор води до замърсяване на почвата, шумов дискомфорт, потискане на растителността в близост до магистрали и др.

В Русия неконтролираното нарастване на автомобилния парк е придружено от намаляване на броя на единиците екологичен обществен транспорт - тролейбуси и трамваи. В допълнение, моторизацията на населението засяга състоянието на околната среда по-силно, отколкото в други индустриални страни, тъй като се случва в условия на изоставане на екологичните показатели на домашните превозни средства и използваните моторни горива от световното ниво, както и изоставане в развитието и техническото състояние на пътната мрежа. В тази връзка основният въпрос на екологичната политика в големите градове на Русия е „озеленяването“ на автомобилния транспортен комплекс, което означава не само самите автомобили, но и стратегията за развитие на обществения транспорт, политиката за градско планиране, стратегия за опазване на природния комплекс, система от правни актове, икономически механизми за "изместване" на въглеводородни горива (с изключение на природния газ) и др.

Изпращането на вашата добра работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Въведение

Замърсяването на въздуха от естествени и антропогенни емисии в селскостопански и индустриализирани райони и особено в големите градове се превърна във важен проблем, чиято тежест непрекъснато нараства от година на година. Емисиите от нарастващия автомобилен парк, топлоелектрическите централи, строителната и минната промишленост, битовия сектор, използването на торове в селското стопанство и други източници водят до факта, че приземните слоеве на атмосферата на големи площи са силно замърсени с различни съставки. Всичко това влошава екологичните условия на живот на населението и се отразява негативно на здравето и продължителността на живота на хората. По този начин спокойните и слаби ветрове, инверсионните слоеве в атмосферата и мъглите допринасят за увеличаване на концентрациите на примеси, създавайки значително замърсяване на атмосферата в определени региони. Умерените и силни ветрове водят до разпръскване на примесите и транспортирането им на големи разстояния. Продължителните продължителни дъждове почистват добре атмосферата, докато проливните дъждове имат по-слаб отмиващ ефект поради краткотрайността си. Синоптичните ситуации, като комплекс от различни метеорологични и метеорологични условия, интегрално определят режима на замърсяване на определена територия. В тази връзка решаването на проблема с опазването на чистотата на атмосферния въздух в градовете до голяма степен зависи от разбирането на ролята на метеорологичните условия и правилното отчитане на способността на атмосферата да се самопречиства.

Целта на тази курсова работа е да проучи въз основа на литературни източници въпроса за замърсяването на атмосферния въздух, както и да проучи замърсяването на въздуха в град Балаково през есенните сезони на 2006-2007 г.

1 . Метеорологични условия за формиране на нивото на замърсяване на въздуха

Както е известно, неблагоприятните метеорологични условия водят до рязко повишаване на концентрациите на вредни вещества в приземния слой на атмосферата. Вече е установено, че има известна връзка между нивата на замърсяване на въздуха и климатичните фактори. Върху степента и интензивността на замърсяването на въздуха влияят релефът, посоката и скоростта на вятъра, влажността, количеството, интензивността и продължителността на валежите, циркулацията на въздуха, инверсиите и др.

В определени периоди, неблагоприятни за разпръскването на емисиите, концентрациите на вредни вещества могат да се увеличат рязко спрямо средното или фоновото градско замърсяване. Честотата и продължителността на периодите на високо замърсяване на атмосферния въздух ще зависи от режима на емисии на вредни вещества (еднократни, аварийни и др.), както и от характера и продължителността на метеорологичните условия, които допринасят за увеличаване на концентрация на примеси в приземния слой на въздуха.

За да се избегне повишаване на нивата на замърсяване на атмосферния въздух при метеорологични условия, неблагоприятни за разпространението на вредни вещества, е необходимо тези условия да се прогнозират и отчитат. Понастоящем са установени фактори, които определят промените в концентрациите на вредни вещества в атмосферния въздух при промяна на метеорологичните условия.

Прогнозите за неблагоприятни метеорологични условия могат да се правят за града като цяло, за групи от източници или за отделни източници. Обикновено има три основни вида източници: силни с горещи (топли) емисии, високи със студени емисии, ниски.

Обикновено има три основни вида източници: силни с горещи (топли) емисии, високи със студени емисии, ниски. За посочените видове източници на емисии в таблица 1 са дадени аномално неблагоприятни условия за разпръскване на примеси.

Таблица 1 Комплекси от неблагоприятни метеорологични условия за различни видове източници

Източници	Топлинна стратификация на долните слоеве на атмосферата	Скорост на вятъра (m/s) на ниво	Вид на инверсията, височина над източника на емисия, m
Висока с горещи емисии	нестабилен			Повишени, 100-200
Висока със студени емисии	нестабилен			Повишени, 10-200
	устойчиви			Приземная, 2-50

В допълнение към комплексите от неблагоприятни климатични условия, дадени в табл. 1 можете да добавите следното:

За големи източници с горещи (топли) емисии:

а) височината на смесителния слой е по-малка от 500 m, но по-голяма от ефективната височина на източника; скоростта на вятъра на височината на източника е близка до опасната скорост на вятъра;

б) наличие на мъгла и скорост на вятъра над 2 m/s.

За големи източници със студени емисии: наличие на мъгла и тишина.

За източници с ниски емисии: комбинация от спокойствие и повърхностна инверсия. Трябва също така да се има предвид, че когато примесите се транспортират до гъсто застроени райони или в труден терен, концентрациите могат да се увеличат няколко пъти.

1.1 Влиянието на ветровите условия върху нивото на замърсяване на атмосферата. Режисиранскорост на вятъра

Напоследък изследванията на моделите на разпределение на атмосферните примеси и характеристиките на тяхното пространствено-времево разпределение в зависимост от ветровия режим на територията придобиха голямо значение. Те са в основата на обективна оценка на състоянието и тенденцията на изменение на замърсяването на въздуха, както и разработване на възможни мерки за осигуряване на чистотата на атмосферата.

Характерът на транспорта и разпръскването на примесите зависи главно от режима на вятъра, както и от източника на емисиите.

При ниски и неорганизирани източници на емисии, образуването на повишено ниво на замърсяване на въздуха възниква при слаби ветрове поради натрупване на примеси в повърхностния слой на атмосферата, а при много силни ветрове концентрациите намаляват поради бърз пренос.

В градове с голям брой ниски източници, повишаване на нивата на замърсяване настъпва, когато скоростта на вятъра намалее до 1-2 m/s. Така е установено, че концентрациите на прах. S02, CO и NO2 се повишават с 30-40% в сравнение с нивото при други скорости на вятъра. Особено неблагоприятни условия се създават, когато слабите ветрове продължават дълго време и се наблюдават на голяма територия.

При емисиите от промишлени предприятия с високи комини се наблюдават значителни концентрации на примеси близо до земята при така наречените „опасни“ скорости на вятъра. За тръби на големи електроцентрали тази скорост е 4-6 m / s (в зависимост от параметрите на емисиите), а за относително студени емисии от вентилационни устройства на химически и други предприятия опасната скорост на вятъра е 1-2 m / s.

Посоката на вятъра оказва голямо влияние върху формирането на нивата на замърсяване на въздуха. В градовете, където източниците на емисии са разположени в една и съща зона, най-високата фонова концентрация на примеси ще се наблюдава, когато има ветрове от тези източници. В случай на дифузни източници на емисии концентрациите на замърсители имат малка или никаква зависимост от посоката на вятъра. Често зоната на най-голямо замърсяване на въздуха се среща в центъра на града. Въпреки това, поради уникалността на терена, всеки град реагира на ветровите условия по различен начин, особено когато теренът е сложен.

Зависимостта на нивото на замърсяване на въздуха в града от посоката на вятъра е доста проста. Ако предприятията са разположени в покрайнините или извън града, тогава концентрациите в градските райони се увеличават, тъй като емитираните примеси се пренасят от източници на емисии. Въпреки това, дори и в такива прости случаи, влиянието на посоката на вятъра върху нивото на замърсяване на въздуха в града трябва да бъде специално проучено, тъй като трябва да се има предвид, че въздушният поток може да бъде изкривен под въздействието на сложен терен, резервоари, както и прякото топлинно въздействие на големи индустриални комплекси. Неблагоприятните посоки на вятъра също могат да бъдат открити, когато източниците са равномерно разпределени в целия град поради различни ефекти от припокриващи се емисии.

В някои градове, които имат форма, близка до правоъгълник или елипса, замърсяването на въздуха се увеличава, когато вятърът е насочен по този правоъгълник или по голямата ос на елипсата. В зависимост от скоростта на вятъра на ниво ветропоказател се установява наличието на два максимума на замърсяване на въздуха: при затишие и при скорост на вятъра около 4 - 6 m/s, което се свързва с действието на два класа източници, високи и ниско. Максимумът при спокойни условия се проявява по-ясно при наличие на повърхностна инверсия, максимумът при умерени ветрове - при липсата му.

Ситуацията, когато няма повърхностна инверсия при спокойни условия, е свързана с относително намалено замърсяване на въздуха в града като цяло.

Следните модели са характерни за различните градове и сезони:

· при стабилна стратификация, замърсяването на въздуха намалява с увеличаване на скоростта на вятъра;

· при нестабилна стратификация се наблюдава максимално замърсяване на въздуха при скорост на вятъра, близка до опасната за основните източници на емисии, разположени в града.

Скорости на вятъра от приблизително 500 - 1000 m могат да характеризират интензивността на премахването на горната част на градската „димна шапка“ извън града. Установено е, че с усилването на ветровете на тези височини замърсяването на въздуха средно леко намалява. В същото време ефектът на намаляване на концентрациите се проявява при установяване на много слаб вятър (1 - 2 m/s) при посочените нива. Това може да се дължи на увеличаване на издигането на прегрят въздух над града.

1.2 Атмосферна стабилност

Съществуват множество индикации за формиране на повишени нива на замърсяване на въздуха със стабилна стратификация на долния слой на атмосферата, предимно при наличие на повърхностни и ниско разположени повдигнати инверсии. При условия на повишени инверсии, разпространението на примеси във вертикална посока е ограничено. Концентрациите на замърсители на въздуха се увеличават, ако повишената инверсия е придружена от нестабилна стратификация. Зависимостта на замърсяването на въздуха от стабилността на атмосферата се определя до голяма степен от скоростта на вятъра.

Замърсяването на въздуха зависи в най-голяма степен от термичната стратификация при много слаби повърхностни ветрове. В същото време, с увеличаване на стабилността, концентрацията на примеси се увеличава. При умерени ветрове, 3-7 m/s, с повишена устойчивост, замърсяването на въздуха намалява. При силни ветрове и атмосферна стабилност практически няма връзка между тях. Естеството на съвместното влияние на топлинната стратификация и скоростта на вятъра за различните градове и всички сезони на годината е приблизително еднакво.

1.3 Термична устойчивост на атмосферата. Температура на въздуха

Термичната стабилност се характеризира с вертикалната разлика в температурата на въздуха? Открива се зависимост на параметъра P от?T в слоя от земната повърхност до ниво AT925gPa или AT500gPa. Връзката между P и ?T е най-значима при условия на инверсия, като възниква обратна линейна корелация.

Средно замърсяването на въздуха се увеличава, когато спокойствието е придружено от повърхностна инверсия, тоест в ситуация на стагнация на въздуха. По време на стагнация практически няма пренос на въздух и вертикалното му смесване е рязко отслабено.

В същото време в условия на стагнация не винаги се наблюдава високо ниво на замърсяване на въздуха. При такива условия периоди с Р>0,2 се наблюдават само в 60 - 70% от случаите. Това означава, че наред с процеса на транспортиране и разпръскване на примеси, има и други фактори, които определят нивото на концентрация на примеси в града.

Един от тези фактори е топлинното състояние на въздушната маса, характеризиращо се с температура на въздуха. През зимата нивата на замърсяване най-често се увеличават с падането на температурите. Това е характерно преди всичко за антициклоналното време, когато се установява стабилна термична стратификация при ниски температури на въздуха. Освен това с понижаване на температурата количеството изгорено гориво се увеличава и съответно количеството вредни вещества, изпускани в атмосферата. По този начин увеличаването на замърсяването на въздуха с понижаване на температурата е свързано не само с топлинното състояние на въздушната маса, но и със свързани фактори.

При слаби ветрове замърсяването на въздуха в града в някои случаи се увеличава с повишаване на температурата на въздуха. Това се проявява най-ясно през зимата при условия на застоял въздух, който се запазва през целия ден. По този начин ситуацията на стагнация на въздуха в комбинация с относително високи температури е неблагоприятна. Значително замърсяване на въздуха през зимата се установява и когато относително високи температури са придружени от вятър със скорост не повече от 4-5 m/s. Такива условия обикновено се наблюдават в топлите сектори на циклоните.

Неблагоприятните метеорологични условия включват също температурни инверсии, които характеризират стратификационните характеристики на долния слой на тропосферата. Инверсиите, които се образуват на определена височина от земната повърхност (повдигнати инверсии), създават бариера (таван) за вертикален обмен на въздух. Увеличаването на приземната концентрация на примеси от емисии от високи източници в този случай значително зависи от височината на местоположението на долната граница на инверсията над източника и от височината на самия източник. Ако инверсионният слой е разположен непосредствено над тръбата, тогава се създават необичайни, много опасни условия на замърсяване поради ограничаването на нарастването на емисиите и препятствието за тяхното проникване в горните слоеве на атмосферата. Увеличението на максималната концентрация на примеси в близост до земята при тези условия е приблизително 50-70%. Ако слоят с отслабена турбулентност е разположен на достатъчно голяма надморска височина от източника (200 m или повече), увеличението на концентрацията на примеси ще бъде малко. С увеличаване на разстоянието от източника се увеличава влиянието на слоя на забавяне. В същото време слой с температурна инверсия, разположен под нивото на емисиите, ще предотврати преноса на примеси към земята.

За градски условия, при наличие на голям брой нискоемисионни източници, се създават опасни условия за натрупване на примеси при повърхностни и повдигнати инверсии, тъй като и двете водят до отслабване на вертикалното разпръскване и транспорт на примеси.

1.4 Валежи. Мъгли

Основният механизъм за отстраняване на примесите от атмосферата е отмиването им от валежите. Ефективността на пречистването на въздуха по този начин е свързана основно с тяхното количество и продължителност. Това се отнася за общоградското замърсяване на въздуха, за концентрациите, образувани извън прякото влияние на източниците на емисии. Когато примесите се прехвърлят от предмети, ефектът на измиване на примесите от въздуха се проявява в по-малка степен.

Валежите измиват примесите от атмосферата. Възстановяването на първоначалното ниво на замърсяване на въздуха в града става постепенно, в рамките на около 12 часа.

Въздухът е най-чист веднага след валежите. В първите 12 часа след валежите честотата на високите концентрации е по-малка, отколкото в следващите часове. Степента на пречистване на въздуха зависи от количеството на валежите - колкото повече валежи падат, толкова по-чист е въздухът.

Посочените зависимости се отнасят за общоградско замърсяване на въздуха, за концентрации, формирани извън прякото влияние на източниците. Когато емисиите се пренасят директно от източници, ефектът от измиването на примесите от въздуха е по-слабо изразен.

Влиянието на мъглата върху съдържанието и разпределението на примесите във въздуха е много сложно и разнообразно. Тук доста често се наблюдават специфични метеорологични условия (инверсии, штил или слаб вятър), които сами по себе си допринасят за натрупването на примеси в приземния слой, а примесите се абсорбират и от капки. Тези примеси с капчици остават в приземния слой въздух. Поради създаването на значителни градиенти на концентрация (извън капчиците), примесите се прехвърлят от околното пространство в областта на мъглата, така че общата концентрация на вещества се увеличава. Значителна опасност представлява разположението на димни стълбове над слоя мъгла, които под въздействието на този ефект се разпространяват в приземния слой въздух.

Натрупването на примеси в атмосферата, причинено от слаби ветрове в голяма дебелина на атмосферата и инверсии, се увеличава при мъгливи условия. Мъглите, съдържащи частици дим и вредни вещества, се наричат ​​смог. Наличието на смог се свързва с периоди на особено опасно замърсяване на въздуха, съпроводено с повишаване на заболеваемостта и смъртността сред населението. Има смогове, свързани с отлагането на вредни вещества върху капките мъгла и такива, образувани в резултат на фотохимични реакции на вредни вещества.

При мъгли се наблюдава ефектът на натрупване на примеси от горните и подлежащите слоеве. В резултат на този ефект се увеличава концентрацията на примеси във въздуха и капчици в мъглата. Когато примесите се абсорбират от влагата, се образуват нови, по-токсични вещества.

При ниски температури на въздуха (-35 ° C и по-ниски) емисиите от топлоелектрически централи и котелни допринасят за образуването на мъгла, съдържаща частици замръзнала влага с високо съдържание на сярна киселина.

При наличие на инверсия и мъгла съдържанието на примеси е с 20-30% по-високо, отколкото само при мъгла, а 6 часа след появата на мъгла при наличие на инверсия тази разлика е 30-60%.

Опасни условия на замърсяване на въздуха също се развиха с фотохимичен смог. Окислителите, включително озонът, са продукти на реакциите между азотни оксиди и въглеводороди. Химичните реакции, водещи до образуването на фотохимичен смог, са много сложни и техният брой е голям. Озонът и атомарният кислород, взаимодействайки с органичните съединения, образуват вещество, което е основният видим и най-вреден краен продукт на фотохимичния смог – пероксиацетил нитрат (PAN). Тъй като концентрациите на PAN обикновено не се измерват, интензивността на смога се характеризира с концентрацията на озон. Обикновено слаб смог се наблюдава при концентрация на озон 0,2-0,35 mg/m3. Образуването на фотохимичен смог възниква в райони, където притокът на слънчева радиация е най-голям, а интензивността на автомобилния трафик причинява високи концентрации на азотни оксиди и въглеводороди.

1.5 Инерционен фактор

Р Р Р(или друг общ показател за замърсяване на въздуха в града) е високо, тогава замърсяването на въздуха през текущия ден по правило е повишено. Обратната ситуация възниква, когато стойността на показателя за замърсяване, обобщена за града за предходния ден, е малка ( Р?<0,1). В этом случае в последующие дни загрязнение воздуха чаще всего понижено, в том числе и в такой неблагоприятной ситуации, как застой воздуха. Коэффициент корреляции между значениями параметра Рв съседните дни е 0,6-0,7.

Действието на горния фактор до голяма степен се определя от метеорологичната инерция, което означава тенденцията за поддържане на атмосферни процеси, които определят нивото на концентрациите. Някои от метеорологичните фактори, влияещи върху концентрациите на замърсители във въздуха, може да са неизвестни и при отчитане на стационарното ниво на замърсяване на въздуха те се вземат предвид до известна степен автоматично. Самата инерция на замърсяването на въздуха също може да играе важна роля.

1.6 Метеорологичен потенциал за самопречистване на атмосферата

Влиянието на метеорологичните фактори върху нивото на замърсяване на въздуха се проявява по-ясно, ако се разглежда комбинация от метеорологични величини. Напоследък, наред с такива сложни характеристики като потенциала на атмосферно замърсяване (APP) и дисперсионната способност на атмосферата (SCA), се използва коефициентът на самопречистване на атмосферата.

Потенциалът за замърсяване на въздуха е съотношението на средните нива на концентрации на вредни примеси за дадени емисии в конкретна qср. ази условно qavg за областта:

RSA е реципрочната стойност на PZA. Коефициентът на самопречистване на атмосферата K се определя като съотношението на честотата на условията, благоприятстващи натрупването на примеси, към честотата на условията, благоприятстващи отстраняването на примесите от атмосферата:

където Рш 0 честота на вятъра 0 0 1 m/s, Рт 0 честота на вятъра 6 m/s, Рo 0 честота на валежите 0,5 mm.

В тази форма обаче K характеризира условията на натрупване, а не на разпръскване. Следователно е по-добре да се разглежда стойността K2, обратната на K, като коефициент на самопречистване на атмосферата.

За тези райони, в които честотата на мъглата е ниска, но честотата на повърхностните задържащи слоеве (SLL) е значителна, има смисъл при изчисляването на K2 да се вземе предвид вместо честотата на мъглата (Pt), честотата на SLR (Рин). Тогава

Rv + Ro

K2 =--------------

Rsh + Rin

При K2???0,33 условията са изключително неблагоприятни за дисперсия;< K2???0,8 - неблагоприятные, при 0,8 < K2??1,25 - ограниченно благоприятные и при К2?>1.25 - благоприятни условия.

Коефициентът на самопречистване на атмосферата позволява да се оцени приносът на метеорологичните величини и явления за формирането на нивото на замърсяване на въздуха.

2 Оценка на замърсяването на атмосферния въздух в града.Балаково през есенните сезони на 2006-2007 г

В момента, за да се оцени нивото на замърсяване на въздуха в Русия, е създадена Държавната мрежа за мониторинг на замърсяването на въздуха (GSMZA), която обхваща 264 града (659 станции Roshydromet и 64 ведомствени станции - 1996 г.).

Основните цели на Федералната система за мониторинг на замърсяването на въздуха са цялостна и пълна оценка на състоянието на замърсяването на въздуха в руските градове за вземане на решения относно екологичната безопасност, наблюдение на ефективността на мерките за намаляване на емисиите, идентифициране на райони с опасно високи нива на замърсяване, които представляват риск за здравето и живота на населението. Съветът на Европейската икономическа общност през 1996 г. препоръча списък на веществата, чиито концентрации трябва да се контролират във всички страни: серен диоксид, азотен диоксид, суспендирани частици с диаметър по-малък от 10 микрона (PM-10), общо суспендирани твърди вещества, олово , озон, бензен, въглероден окис, кадмий, арсен, никел, живак, ароматни въглеводороди, включително бензо(а)пирен. Концентрациите на PM-10 и озон в момента не се определят от този списък в Русия; концентрациите на кадмий и арсен се измерват от време на време. В повечето градове има 205 стационарни поста (ПНП), в големите градове с население над 1 млн. жители - над 10. Редовни наблюдения се провеждат и на маршрутни постове с помощта на оборудвани за целта превозни средства.

Наблюденията на стационарни постове се извършват по една от трите програми: пълна, непълна и съкратена. Наблюденията по пълната програма се извършват четири пъти на ден: в 1, 7, 13, 19 часа местно време, по непълна програма - три пъти на ден: в 7, 13, 19 часа, при съкратено програма - в 7 и 13 часа.

Във всеки град се определят концентрациите на основните и най-характерни вещества за емисии от промишлени предприятия. Например, в района на алуминиев завод се оценяват концентрациите на флуороводород, в района на предприятията, произвеждащи минерални торове, се определят концентрациите на амоняк и азотни оксиди и др. Правилата за извършване на работа, свързана с организацията и експлоатацията на мрежа за мониторинг на замърсяването на въздуха, са отразени в „Насоки за контрол на замърсяването на въздуха“.

В момента се работи много за създаване на автоматична мрежа за наблюдение и мониторинг на околната среда (ANCOS), с помощта на която се определят пет замърсителя и четири метеорологични параметъра. Информацията постъпва в събирателния център на компютър, който я обработва и възпроизвежда на телевизионен екран.

2.1 Общи показатели за замърсяване на въздуха

За оценка на степента на замърсяване на въздуха в града като цяло се използват различни общи показатели. Един от най-простите интегрални показатели за замърсяване на въздуха е нормализираната (безразмерна) концентрация на примеси (q), осреднена за целия град и за всички периоди на наблюдение:

където q аз - среднодневна концентрация на аз- тази точка, q sz.sez.. -средна сезонна концентрация в същата точка, N е броят на стационарните точки (PNS) в града.

Нормализирането към средната сезонна концентрация елиминира влиянието на промените в общата концентрация от година на година, което дава възможност да се използва за анализ на редица наблюдения в продължение на няколко години.

За характеризиране на замърсяването на въздуха в града като цяло параметърът на фоновото замърсяване се използва като общ показател по препоръка на Държавната географска обсерватория

Р = m/n,

Къде п- общият брой наблюдения на концентрацията на примеси в града за един ден във всички стационарни точки, м- количество наблюдения през същия ден с повишена концентрация q, която надвишава средносезонната стойност qav.sez повече от 1,5 пъти (q>1,5 qav.s.)

Въз основа на материалите от наблюденията за предходни години се изчислява q среден сезон за зимата, пролетта, лятото и есента за всеки стационарен пост поотделно за всяка година.

При изчисляване на параметъра РЗа да се използва като характеристика на фоновото замърсяване на въздуха, е необходимо броят на стационарните постове в града да бъде най-малко три, а броят на наблюденията на концентрацията на примеси във всички точки през деня е най-малко 20. .

Параметър Рсе изчислява за всеки ден за отделни примеси и за всички примеси заедно. За много градове параметърът Рможе да се изчисли въз основа на няколко примеси (прах, серен диоксид, въглероден оксид, азотен диоксид). Необходимо е само да се изключат онези специфични примеси, които се измерват в отделните петролни рафинерии. Параметър Рможе да варира от 1 (всички измерени концентрации надвишават 1,5 qav.sec) до нула (нито една от концентрациите не надвишава 1,5 qav.sec).

Има три нива на замърсяване на въздуха в града:

Висока (I група) - Р>0,35;

Повишена (II група) - 0,20<Р?0,35

Намален (III група) - Р?0,20.

При ниска повторяемост на стойностите Р>0,35 се счита за високо ниво Р>0,30 или Р>0,25, а за намалена - Р?0,15 или Р?0,10.

Опции рИ Пса относителни характеристики и не зависят от средното ниво на замърсяване на въздуха. Следователно техните стойности се определят главно от метеорологичните условия.

Понастоящем, за да се характеризира качеството на въздуха в градовете и да се идентифицират веществата, които имат най-голям принос за замърсяването на въздуха, както и за сравнителна оценка на замърсяването на въздуха в отделни райони или градове, е обичайно да се използва стандартният индекс (SI) и изчерпателният индекс на замърсяване на въздуха (CIPA).

SI е най-високата концентрация на вещество, измерена за кратък период от време (20 минути), разделена на максималната единична максимално допустима концентрация (MPC m.r.). Със SI< 1 загрязнение воздуха не оказывает заметного влияния на здоровье человека и окружающую среду. При СИ >10 Замърсяването на въздуха се характеризира като високо.

Изчерпателният индекс на замърсяване на въздуха (CIPA) ви позволява да определите колко пъти общото ниво на замърсяване на въздуха от няколко примеси надвишава допустимата стойност. За тази цел нивата на замърсяване от различни вещества водят до ниво на замърсяване от едно вещество (обикновено серен диоксид). Това намаление се извършва с помощта на показателя C аз . Индекс на замърсяване на въздуха за ъъъот това вещество (IZA) се изчислява по формула (1):

където q сраз - средна концентрация на даден примес за месец, сезон, година, ПДКc.c.i - средноденонощна максимално допустима концентрация на същия примес.

Следните стойности на Ci са получени за вещества от различни класове на опасност

За да намалим степента на замърсяване от всички вещества до замърсяване с вещество от третия клас на опасност (серен диоксид), можем да напишем формулата KIZ (2), като вземем предвид n вещества:

Така KIZA е сумата от средните концентрации q за месец, сезон, година, разделена на MPCs.c.i сраз обикновено пет вещества, намалени до концентрацията на серен диоксид във фракции от максимално допустимата концентрация. Съгласно съществуващите методи за оценка нивото на замърсяване се счита за ниско, ако CIZA е под 5, повишено, ако CIZA е от 5 до 6, високо, ако CIZA е от 7 до 13, и много високо, ако CIZA е равно на или по-голямо от 14.

Степента на замърсяване на въздуха в града като цяло е свързана с инерционния фактор. Замърсяване на въздуха в града Рзависи от стойността му в предходния ден Р?. Ако в предишния ден стойността на параметъра Р(или друг общ показател за замърсяване на въздуха в града) е високо, тогава замърсяването на въздуха през текущия ден по правило е повишено. Обратната ситуация възниква, когато стойността на показателя за замърсяване в целия град през предходния ден е малка ( Р?<0,1). В этом случае в последующие дни загрязнение воздуха чаще всего понижено, в том числе и в такой неблагоприятной ситуации, как застой воздуха. Коэффициент корреляции между значениями параметра Рв съседните дни е 0,6-0,7.

2.2 Кратко описание на град Балаково

Град Балаково, голям индустриален център на Саратовска област, се намира на левия бряг на Волга, на границата на Средна и Долна Волга, на 181 км от Саратов, на 260 км от Самара. Постоянното население към 1 януари 2009 г. е 198.00 хил. души.

Градът е разделен на три части: островна, канална и централна. Бизнес Балаково е представен от две дузини предприятия в химическата, машиностроителната, енергийната, строителната и хранително-вкусовата промишленост.

Гербът на града изобразява символизирана лодка със сноп пшеница, плаваща по Волга. Поволжието е зърнен район. А съвременните символи на града са химическият ретор, строителната мистрия и мирният атом. Балаково е град на химици, енергетици и строители.

Географската близост на Балъков до редица големи регионални центрове осигурява стабилни икономически връзки между града и съседните региони и допринася за разширяване на гамата от индустриални пазари.

Градът е разположен на железопътната линия Сеная-Волск-Пугачов, свързана с градовете и близките населени места чрез пътни маршрути.

Благоприятното географско положение на Балаково на пресечната точка на главната железопътна линия с главната река на европейската част предопредели местоположението на голямо речно пристанище в града. Продължителността на навигацията е 7-8 месеца. Водната площ е 31,9 хиляди хектара.

Климатът на Балаково е умерено континентален и сух. Характерна черта на климата е преобладаването на ясни и частично облачни дни през цялата година, умерено студена и малко снежна зима, кратка суха пролет и горещо сухо лято. Напоследък климатът има тенденция към затопляне през зимата. Броят на дните без замръзване в Балаково достига 150-160 годишно, което се дължи на близостта на широката водна повърхност на Волга. Количеството на валежите е неравномерно, варира от 50 до 230% от нормалното през годината, със среден годишен пад от 340 до 570 mm.

Регионът се характеризира с доста голямо разнообразие от ландшафти. Основният източник на битово и промишлено водоснабдяване в град Балаково са водите на река Волга.

Промишленост на града: Балаковска атомна електроцентрала, Саратовска водноелектрическа централа, Балаковска ТЕЦ-4, Балаковски пътнически автомобилен завод OJSC, Аргонов завод (производство на въглеродни влакна), Балаковска резинотехника, Балаковски минерални торове LLC, Волжски дизел на името на. Maminykh (Бивш Волгодизелмаш и завод Дзержински в СССР), Корабостроителница, ZEMK GEM, Химформ ЗАО, Балаковски хоросан и бетонов завод OJSC (BRBZ OJSC).

2.3 Анализ на резултатите от изследване на замърсяването на атмосферния въздух в града.Балаково през есенния сезон2006 г

Материал за анализ на замърсяването на въздуха в град Балаково бяха данни от три точки, разположени в различни райони на града (Приложение).

PNZ-01 се намира на кръстовището на улиците Титов и Ленин близо до бреговете на Волга. В близост се намира Саратовската водноелектрическа централа и ЗАО "Химформ". PNZ-04 се намира на кръстовището на улиците Trnavskaya и Rose Boulevard и характеризира състоянието на атмосферния въздух в близост до улици с интензивен автомобилен трафик, Балаковски минерални торове LLC и Балаковска атомна електроцентрала. PNZ-05 се намира на кръстовището на Vokzalnaya и Saratovskoe магистрали в близост до железопътните линии. Също така наблизо са Balakovo CHPP-4, Аргоновият завод (производство на въглеродни влакна) и Балаковорезинотехника OJSC.

Наблюденията на замърсяването на въздуха се извършват по непълна програма в 07, 13, 19 часа местно време за основните примеси: прах, въглероден окис и серен и азотен диоксид. Освен това във всички точки се вземат проби за специфични вредни примеси: в PNZ-01 - азотен оксид, сероводород; при PNZ-04 - въглероден дисулфид, флуороводород, амоняк, формалдехид; при PNZ-05 - сероводород, фенол, амоняк, формалдехид. За анализ на замърсяването на въздуха са използвани концентрации на примеси в mg/m3, измерени в отделни петролни рафинерии.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Основни замърсители на въздуха и глобални последици от замърсяването на въздуха. Природни и антропогенни източници на замърсяване. Фактори на атмосферното самопречистване и методи за пречистване на въздуха. Класификация на видовете емисии и техните източници.

презентация, добавена на 27.11.2011 г


Оценка на качеството на въздуха въз основа на съдържанието на отделни замърсители. Комплексна оценка на степента на замърсяване на въздуха по обобщен санитарно-хигиенен критерий - индекс на замърсяване на въздуха. Оценка на степента на замърсяване на въздуха в градовете.

тест, добавен на 03/12/2015


Състав на атмосферния въздух. Особености на разузнавателния метод за получаване на представителна информация за пространствената и времева изменчивост на замърсяването на въздуха. Задачи на маршрутни и мобилни постове за наблюдение на замърсяването на въздуха.

презентация, добавена на 10/08/2013


Основни източници на замърсяване на въздуха и последици за околната среда. Средства за защита на атмосферата: сухи и мокри прахоуловители, филтри. Абсорбция, адсорбция, каталитично и термично пречистване на въздуха. Изчисляване на циклон TsN-24 и бункер.

курсова работа, добавена на 17.12.2014 г


Замърсяване на атмосферата в резултат на антропогенна дейност, промени в химичния състав на атмосферния въздух. Естествено замърсяване на въздуха. Класификация на замърсяването на въздуха. Вторични и първични промишлени емисии, източници на замърсяване.

резюме, добавено на 12/05/2010


Структура и състав на атмосферата. Замърсяване на въздуха. Качество на атмосферата и особености на нейното замърсяване. Основните химически примеси, които замърсяват атмосферата. Методи и средства за опазване на атмосферата. Класификация на системите за пречистване на въздуха и техните параметри.

резюме, добавено на 11/09/2006


Параметри на източници на емисии на замърсители. Степента на влияние на замърсяването на атмосферния въздух върху населените места в зоната на влияние на производството. Предложения за разработване на норми за МДГ за атмосферата. Определяне на щети от замърсяване на въздуха.

дисертация, добавена на 11/05/2011


Метеорологичните условия, влияещи върху формирането на замърсяване на въздуха в градската среда. Оценка и сравнителен анализ на състоянието на въздушната среда в градовете Вологда и Череповец. Организиране на контрол и наблюдение на нивата на замърсяване.

дипломна работа, добавена на 16.09.2017 г


Санитарно-хигиенни норми за допустими нива на йонизация на въздуха. Състояние на качеството на атмосферния въздух, източници на замърсяване на въздуха. Държавен и ведомствен контрол върху спазването на санитарните стандарти и правила. Морфология на въздуха.

резюме, добавено на 13.12.2007 г


Количеството вредни вещества, изпуснати в атмосферата. Разделяне на атмосферата на слоеве според температурата. Основни замърсители на въздуха. Киселинен дъжд, въздействие върху растенията. Нива на фотохимично замърсяване на въздуха. Прашна атмосфера.

Замърсяване на атмосферния въздух е всяка промяна в състава и свойствата му, която има отрицателно въздействие върху здравето на хората и животните, състоянието на растенията и екосистемите. Замърсяването на въздуха е един от най-важните проблеми на нашето време

Основните замърсители (замърсители) на атмосферния въздух, образувани по време на промишлени и други човешки дейности - серен диоксид, азотни оксиди, въглероден оксид и прахови частици. Те представляват около 98% от общите емисии на вредни вещества. В допълнение към основните замърсители, в атмосферата на градовете се наблюдават повече от 70 вида вредни вещества, включително - формалдехид, флуороводород, оловни съединения, амоняк, фенол, бензен, въглероден дисулфид и др.. Най-често обаче концентрациите на основните замърсители (серен диоксид и др.) надвишават допустимите норми.

емисии в атмосферата на четирите основни замърсители (замърсители) на атмосферата - емисии в атмосфера от серен диоксид, азотни оксиди, въглероден оксид и въглеводороди. В допълнение към тези основни замърсители, много други много опасни токсични вещества навлизат в атмосферата: олово, живак, кадмий и други тежки метали(източници на емисии: автомобили, топилни заводи и др.); въглеводороди(CnHm), сред тях най-опасен е бензо(а)пиренът, който има канцерогенен ефект (изгорели газове, изгаряне на котли и др.), алдехидите и преди всичко формалдехид, сероводород, токсични летливи разтворители(бензини, алкохоли, етери) и др.

Най-опасното замърсяване на въздуха е радиоактивен.В момента тя се причинява главно от глобално разпространени дългоживеещи радиоактивни изотопи - продукти от тестове на ядрени оръжия, проведени в атмосферата и под земята. Повърхностният слой на атмосферата се замърсява и от емисии на радиоактивни вещества в атмосферата от действащи атомни електроцентрали при нормалната им експлоатация и други източници.

Друга форма на замърсяване на въздуха е местното излишно внасяне на топлина от антропогенни източници. Признак за термично (топлинно) замърсяване на атмосферата са така наречените топлинни зони, например „топлинни острови“ в градовете, затопляне на водни тела и др. стр.

13. Екологични последици от глобалното замърсяване на въздуха.

Парников ефект– повишаване на температурата на повърхността на планетата в резултат на топлинна енергия, която се появява в атмосферата поради нагряване на газове. Основните газове, които водят до парниковия ефект на Земята, са водните пари и въглеродният диоксид.

Парниковият ефект ни позволява да поддържаме температура на повърхността на Земята, при която е възможно възникването и развитието на живот. Ако нямаше парников ефект, средната повърхностна температура на земното кълбо щеше да е много по-ниска от сегашната. С увеличаването на концентрацията на парникови газове обаче се увеличава непропускливостта на атмосферата за инфрачервени лъчи, което води до повишаване на температурата на Земята.

Озонов слой.

В атмосферата има озонов слой на 20 - 50 километра над земната повърхност. Озонът е специална форма на кислород. Повечето молекули на кислорода във въздуха се състоят от два атома. Молекулата на озона се състои от три кислородни атома. Озонът се образува под въздействието на слънчевата светлина. Когато фотони на ултравиолетова светлина се сблъскат с кислородни молекули, от тях се отделя кислороден атом, който, присъединявайки се към друга молекула 02, образува Oz (озон). Озоновият слой на атмосферата е много тънък. Ако целият наличен атмосферен озон покрие равномерно площ от 45 квадратни километра, резултатът ще бъде слой с дебелина 0,3 сантиметра. Малко озон прониква с въздушни течения в долните слоеве на атмосферата. Когато светлинните лъчи реагират с вещества, съдържащи се в отработените газове и промишлените изпарения, също се образува озон.

Киселинният дъжд е следствие от замърсяването на въздуха. Димът, образуван при изгарянето на въглища, нефт и бензин, съдържа газове - серен диоксид и азотен диоксид. Тези газове навлизат в атмосферата, където се разтварят във водни капки, образувайки слаби киселинни разтвори, които след това падат на земята като дъжд. Киселинните дъждове причиняват убийства на риби и увреждат горите в Северна Америка и Европа. Те също развалят посевите и дори водата, която пием.

Растенията, животните и сградите са увредени от киселинния дъжд. Тяхното въздействие е особено осезаемо в близост до градове и индустриални зони. Вятърът носи облаци с водни капчици, в които са разтворени киселини, на големи разстояния, така че киселинният дъжд може да падне на хиляди километри от мястото, където първоначално е възникнал. Например, по-голямата част от киселинните дъждове, които падат в Канада, са причинени от дим от фабрики и електроцентрали в САЩ. Последствията от киселинните дъждове са доста ясни, но никой не знае точно механизма на тяхното възникване.

Въпрос 14Посочените принципи на формиране и анализ на различни форми на екологичен риск за общественото здраве са въплътени в няколко взаимосвързани етапа: 1. Идентифициране на риска за определени видове промишлени и селскостопански натоварвания, подчертаване на химични и физични фактори в тяхната структура според ниво на екологична безопасност и токсичност. 2. Оценка на реалното и потенциалното въздействие на токсичните вещества върху хората в отделни територии, като се вземе предвид комплексът от замърсители и природни фактори. Особено значение се отдава на настоящата гъстота на селското население и броя на градските селища. 3. Идентифициране на количествени модели на реакция на човешката популация (различни възрастови кохорти) на определено ниво на експозиция. 4. Рискът за околната среда се счита за един от най-важните компоненти на специалните модули на географската информационна система. В такива модули се формират проблемни медицински и екологични ситуации. ГИС блоковете включват информация за съществуващи, планирани и предложени промени в структурата на териториалните производствени комплекси. Информационна база с такова съдържание е необходима за извършване на подходящо моделиране. 5. Характеристика на риска от кумулативното въздействие на природни и антропогенни фактори върху общественото здраве. 6. Идентифициране на пространствени комбинации от природни и антропогенни фактори, които могат да допринесат за по-детайлно прогнозиране и анализ на възможната динамика на локални и районни рискови комбинации на регионално ниво. 7. Диференциация на териториите според нивата и формите на екологичен риск и идентифициране на медико-екологични зони според регионалните нива на антропогенен риск. При оценката на антропогенния риск се взема предвид комплекс от приоритетни токсиканти и други антропогенни фактори.

15 въпрос СМОГ Смог (на английски smog, от smoke - дим и fog - мъгла), силно замърсяване на въздуха в големите градове и индустриални центрове. Смогът може да бъде от следните видове: мокър смог от лондонски тип - комбинация от мъгла с примес на дим и газови отпадъци от производството. Аляски тип леден смог е смог, образуван при ниски температури от пара от отоплителните системи и емисии на битови газове. Радиационната мъгла е мъгла, която се появява в резултат на радиационно охлаждане на земната повърхност и масата на влажния повърхностен въздух до точката на оросяване. Обикновено радиационната мъгла се появява през нощта в условия на антициклон с безоблачно време и лек бриз. Радиационната мъгла често възниква при условия на температурна инверсия, което предотвратява издигането на въздушната маса. Екстремна форма на радиационна мъгла, смог, може да възникне в индустриални зони. Сухият смог от типа на Лос Анджелис е смог в резултат на фотохимични реакции, които възникват в газовите емисии под въздействието на слънчевата радиация; постоянна синкава мъгла от корозивни газове без мъгла. Фотохимичният смог е смог, чиято основна причина се счита за автомобилните изгорели газове. Автомобилните изгорели газове и замърсяващите емисии от предприятията при условия на температурна инверсия влизат в химична реакция със слънчевата радиация, образувайки озон. Фотохимичният смог може да причини увреждане на дихателните пътища, повръщане, дразнене на очите и обща летаргия. В някои случаи фотохимичният смог може да съдържа азотни съединения, които увеличават вероятността от рак. Фотохимичният смог ПОДРОБНО: Фотохимичната мъгла е многокомпонентна смес от газове и аерозолни частици от първичен и вторичен произход. Основните компоненти на смога включват озон, азотни и серни оксиди и многобройни органични съединения с пероксидна природа, наричани общо фотооксиданти. Фотохимичният смог възниква в резултат на фотохимични реакции при определени условия: наличие в атмосферата на висока концентрация на азотни оксиди, въглеводороди и други замърсители, интензивна слънчева радиация и спокойствие или много слаб обмен на въздух в повърхностния слой с мощен и повишена инверсия за поне един ден. Стабилното тихо време, обикновено придружено от инверсии, е необходимо за създаване на високи концентрации на реагенти. Такива условия се създават по-често през юни - септември и по-рядко през зимата. По време на продължително ясно време слънчевата радиация причинява разграждането на молекулите на азотния диоксид, за да се образуват азотен оксид и атомарен кислород. Атомарният кислород и молекулярният кислород дават озон. Изглежда, че последният, окислявайки азотния оксид, трябва отново да се превърне в молекулярен кислород, а азотният оксид в диоксид. Но това не се случва. Азотният оксид реагира с олефините в отработените газове, които се разделят при двойната връзка и образуват фрагменти от молекули и излишък от озон. В резултат на продължаващата дисоциация нови маси азотен диоксид се разграждат и произвеждат допълнителни количества озон. Протича циклична реакция, в резултат на която озонът постепенно се натрупва в атмосферата. Този процес спира през нощта. На свой ред озонът реагира с олефини. В атмосферата се концентрират различни пероксиди, които заедно образуват окислителите, характерни за фотохимичната мъгла. Последните са източник на така наречените свободни радикали, които са особено реактивни. Такива смогове са често срещано явление над Лондон, Париж, Лос Анджелис, Ню Йорк и други градове в Европа и Америка. Поради физиологичното си въздействие върху човешкия организъм, те са изключително опасни за дихателната и кръвоносната система и често причиняват преждевременна смърт на градските жители с лошо здраве. Смогът обикновено се наблюдава при слаба турбулентност (завихрени въздушни течения) на въздуха и следователно при стабилно разпределение на температурата на въздуха по височина, особено при температурни инверсии, при слаб вятър или затишие. Температурни инверсии в атмосферата, повишаване на температурата на въздуха с височината вместо обичайното й понижение за тропосферата. Температурни инверсии възникват както на земната повърхност (повърхностни температурни инверсии), така и в свободната атмосфера. Приземните температурни инверсии се формират най-често в безветрени нощи (през зимата, понякога през деня) в резултат на интензивно излъчване на топлина от земната повърхност, което води до охлаждане както на нея, така и на съседния слой въздух. Дебелината на повърхностните температурни инверсии е десетки до стотици метри. Повишаването на температурата в инверсионния слой варира от десети от градуса до 15-20 °C или повече. Най-мощните зимни повърхностни температурни инверсии са в Източен Сибир и Антарктида. В тропосферата, над повърхностния слой, температурните инверсии се образуват по-често в антициклон

16 въпросВ атмосферния въздух са измерени концентрациите на веществата, определени от приоритетния списък на вредните примеси, установен в съответствие с "Временни препоръки за съставяне на приоритетния списък на вредните примеси, подлежащи на контрол в атмосферата", Ленинград, 1983 г Измерени са 19 замърсители: основни (суспендирани вещества, серен диоксид, въглероден оксид, азотен диоксид) и специфични (формалдехид, флуорни съединения, бензо(а)пирен, метали, живак).

Въпрос 17В Казахстан има 7 големи реки, всяка от които е с дължина над 1000 км. Сред тях: река Урал (горното й течение се намира в Русия), която се влива в Каспийско море; Сирдаря (горното му течение се намира на територията на Киргизстан, Узбекистан и Таджикистан) - в Аралско море; Иртиш (горното му течение е в Китай; на територията на Казахстан има големи притоци Тобол и Ишим) пресича републиката и вече на територията на Русия се влива в Об, който се влива в Северния ледовит океан; Река Или (горното й течение се намира в Китай) се влива в езерото Балхаш. В Казахстан има много големи и малки езера. Най-големите от тях са Каспийско море, Аралско море, Балхаш, Алакол, Зайсан, Тенгиз. Казахстан включва по-голямата част от северното и половината от източното крайбрежие на Каспийско море. Дължината на брега на Каспийско море в Казахстан е 2340 км. В Казахстан има 13 резервоара с обща площ от 8816 km² и общ воден обем от 87,326 km³. Страните по света са осигурени с водни ресурси изключително неравномерно. Следните държави са най-надарени с водни ресурси: Бразилия (8 233 km3), Русия (4 508 km3), САЩ (3051 km3), Канада (2902 km3), Индонезия (2838 km3), Китай (2830 km3), Колумбия (2132 km3). ), Перу (1913 km3), Индия (1880 km3), Конго (1283 km3), Венецуела (1233 km3), Бангладеш (1211 km3), Бирма (1046 km3).

Въведение

Атмосферата е средата, в която атмосферните замърсители се разпространяват от своя източник; Освен това влиянието на всеки даден източник се определя от продължителността на времето, честотата на изпускане на замърсяване и концентрацията, на която е изложен всеки обект. От друга страна, метеорологичните условия играят незначителна роля за намаляване или елиминиране на замърсяването на въздуха, тъй като, първо, те не променят абсолютната маса на емисиите, и второ, в момента все още не сме в състояние да повлияем на основните процеси, протичащи в атмосферата, която определя степента на разпръскване на замърсителите. Проблемът със замърсяването на атмосферата може да се реши в три посоки: а) чрез премахване на образуването на отпадъци; б) чрез инсталиране на оборудване за улавяне на отпадъците на мястото на образуването им; в) чрез подобряване на разпръскването на емисиите в атмосферата.

Ако приемем, че най-добрият начин за премахване на атмосферното замърсяване е да се контролират източниците на неговото образуване, тогава практическата задача се свежда до привеждане на разходите за намаляване на степента на замърсяване в съответствие с обема на работа, която намалява количеството на отпадъците до приемливо ниво. Необходимото за това намаление на абсолютната маса на емисиите на замърсяване от даден източник зависи пряко от метеорологичните условия и техните промени във времето и пространството в дадена област.

Основните параметри, които определят разпределението и разсейването на замърсителите в атмосферата, могат да бъдат описани качествено и полуколичествено. Такива данни позволяват да се сравнят различни географски местоположения или да се определи възможната честота на условията, при които ще настъпи бърза или бавна дифузия в атмосферата. Най-характерното свойство на атмосферата е нейната непрекъсната променливост: температурата, вятърът и валежите варират в широки граници в зависимост от географската ширина, времето на годината и топографските условия. Тези условия са добре проучени и представени доста подробно в литературата.

Други важни метеорологични параметри, влияещи върху концентрацията на атмосферно замърсяване, а именно турбулентна структура на вятъра, ниски нива на температура на въздуха и градиенти на вятъра, са по-слабо проучени и описани в литературата. Тези параметри варират значително във времето и пространството и всъщност са почти единствените метеорологични фактори, които човек може да промени значително и то само локално.

Замърсяването на атмосферния въздух в населените райони обикновено се счита за резултат от индустриализацията, но то включва не само веществата, отделяни по време на промишленото производство, но и естественото замърсяване в резултат на вулканични изригвания (Wexler, 1951), прашни бури (Warn, 1953) и океана прибой (Holzworth, 1957), горски пожари (Wexler, 1950), образуване на спори по растенията (Hewson, 1953) и т.н. Естеството на природните замърсители, а често и техните източници, обикновено са по-добре проучени.

За да се оцени ролята на атмосферата като разсейваща среда, е необходимо да се вземат предвид физическите процеси, които допринасят за разпръскването на различни вещества в атмосферата, както и значението на такива не-метеорологични фактори като топография и география на областта.

Въздушни течения

Основният параметър, който определя разпространението на атмосферните замърсители, е вятърът, неговата скорост и посока, които от своя страна са свързани помежду си с вертикални и хоризонтални градиенти на температурата на въздуха в големи и малки мащаби. Основният принцип е, че колкото по-висока е скоростта на вятъра, толкова по-голяма е турбулентността и толкова по-бързо и по-пълно се разпръсква замърсяването от атмосферата. Тъй като вертикалните и хоризонталните температурни градиенти се увеличават през зимата, скоростта на вятъра обикновено се увеличава. Това е особено вярно в умерените и полярните ширини и е по-слабо изразено в тропиците, където сезонните вариации са малки. Но понякога през зимата, особено във вътрешността на големите континенти, могат да настъпят дълги периоди на слабо движение на въздуха или пълно затишие. Проучване на честотата на дълги периоди на слабо движение на въздуха на северноамериканския континент на изток от Скалистите планини установи, че подобни ситуации се случват най-често в края на пролетта и началото на есента. Над големи части от европейския континент слаби ветрове се наблюдават в края на есента и началото на зимата (Jalu, 1965). В допълнение към сезонните вариации, много области изпитват ежедневни промени в движението на въздуха, които могат да бъдат още по-забележими. В повечето континентални райони обикновено има постоянно, слабо движение на въздуха през нощта. В резултат на влошените условия за вертикално разпространение на атмосферното замърсяване, последното се разсейва бавно и може да се концентрира в относително малки обеми въздух. Слабият променлив вятър, който допринася за това, може дори да доведе до обратното разпространение на замърсяването към неговия източник. За разлика от това през деня ветровете се характеризират с по-голяма турбулентност и скорост; вертикалните течения се засилват, така че в ясен слънчев ден се получава максимално разпръскване на замърсители.

Местните ветрове могат значително да се различават от общия въздушен поток, типичен за даден район. Температурната разлика между сушата и водата по бреговете на континентите или големите езера е достатъчна, за да предизвика местни въздушни движения от морето към сушата през деня и от сушата към морето през нощта (Pierson, I960); Шмид, 1957). В умерените географски ширини такива модели на движение на морския бриз са ясно видими само през лятото; през другото време на годината те са маскирани от общи ветрове. Въпреки това, в тропическите и субтропичните райони те могат да бъдат характерна черта на времето и да се появяват с почти ежечасова редовност от ден на ден.

В допълнение към моделите на движение на морския бриз в крайбрежните райони, много важни фактори са и топографията на района, местоположението на източниците на замърсяване или обектите на тяхното влияние. Трябва да се отбележи обаче, че затвореното пространство не е необходимо условие за създаване на екстремно ниво на атмосферно замърсяване, ако в това пространство има достатъчно интензивен източник на замърсяване. Най-доброто доказателство за това е случайната токсична мъгла (смог) в Лондон, където топографските условия играят малка или никаква роля. Въпреки това, с изключение на Лондон, всички големи въздушни бедствия, причинени от замърсяване на въздуха, за които знаем, са настъпили там, където движението на въздуха е било значително ограничено от терена, така че движението на въздуха е настъпило само в една посока или в относително малка площ (Firket, 1936 г.; US Public Health Service, 1949 г.), движението на въздуха в тесни долини се характеризира с факта, че през деня въздушните потоци, нагрети от слънцето, се насочват нагоре по склоновете на долината, докато непосредствено преди или след залез слънце въздушните потоци се преобръщат и се стичат по склоновете на долината (Defant, 1951). Следователно, в условия на долина, атмосферното замърсяване може да бъде обект на дълготрайна стагнация в малко пространство (Hewson and Gill, 1944). Освен това, тъй като склоновете на долините ги предпазват от влиянието на общата циркулация на въздуха, скоростта на вятъра тук е по-ниска, отколкото в равнинните райони. В някои райони такива локални възходящи и низходящи въздушни течения в долините могат да се появят почти ежедневно, в други се наблюдават само като изключително явление. Съществуването на локални въздушни течения и техните промени във времето са една от основните причини, които налагат подробно проучване на района, за да се характеризират цялостно моделите на замърсяване на въздуха (Holland, 1953). Нормалната мрежа от метеорологични станции не е в състояние да открие тези малки въздушни течения.

В допълнение към промените в движението на въздуха във времето и хоризонтално, обикновено има значителни разлики в движението му вертикално. Неравностите на земната повърхност, както естествени, така и създадени от човека, образуват препятствия, които причиняват механични вихри, които намаляват с увеличаване на надморската височина. Освен това в резултат на нагряване на земята от слънцето се образуват топлинни вихри, максимални на земната повърхност и намаляващи с височина, което води до намаляване на вертикалните пориви на вятъра и последователно намаляване на скоростта на разпръскване на замърсяването с увеличаване на надморската височина (Маги 11, Притежател) a. Акли, 1956 г.),

Турбулентността или вихровото движение е механизъм, който осигурява ефективна дифузия в атмосферата. Следователно изследването на спектъра на разпространение на енергия във вихри, което се извършва много по-интензивно в момента (Panofsky and McCormick, 1954; Van Dcr Hovcn, 1957), е тясно свързано с проблема за дисперсията на атмосферните замърсяване. Общата турбулентност се състои основно от два компонента - механична и термична турбулентност. Механичната турбуленция възниква, когато вятърът се движи над аеродинамично грапава повърхност на земята и е пропорционална на степента на тази грапавост и скоростта на вятъра. Топлинната турбуленция възниква в резултат на нагряването на земята от слънцето и зависи от географската ширина на района, размера на излъчващата повърхност и стабилността на атмосферата. Той достига максимум в ясни летни дни и намалява до минимум през дългите зимни нощи. Обикновено ефектът на слънчевата радиация върху топлинната турбулентност не се измерва директно, а чрез измерване на вертикалния температурен градиент. Ако вертикалният температурен градиент на долните слоеве на атмосферата надвишава адиабатната скорост на спадане на температурата, тогава вертикалното движение на въздуха се увеличава и разпръскването на замърсяването става по-забележимо, особено вертикално. От друга страна, при стабилни атмосферни условия, когато различните слоеве на атмосферата имат еднаква температура или когато температурният градиент стане положителен с увеличаване на надморската височина, трябва да се изразходва значителна енергия за увеличаване на вертикалното движение. Дори при еквивалентни скорости на вятъра, стабилните атмосферни условия обикновено водят до концентрация на замърсители в относително ограничени слоеве въздух.

Типичният денонощен цикъл на температурния градиент над открит терен в безоблачен ден започва с нестабилна скорост на понижение на температурата, засилена през деня от интензивно топлинно излъчване от слънцето, което води до силна турбуленция. Точно преди или малко след залез слънце, повърхностният слой въздух бързо се охлажда и настъпва постоянна скорост на спадане на температурата (температурата се повишава с височината). През нощта интензивността и дълбочината на тази инверсия се увеличава, достигайки максимум между полунощ и времето на деня, когато земната повърхност е с минимална температура. През този период атмосферното замърсяване е ефективно уловено в рамките на или под инверсионния слой поради малка или никаква вертикална дисперсия на замърсяване. Трябва да се отбележи, че при стагнационни условия замърсителите, изхвърлени близо до повърхността на земята, не се разпространяват в горните слоеве на въздуха и, обратно, емисиите от високи комини при тези условия в по-голямата си част не проникват в най-близките слоеве въздух до земята (Чърч, 1949). С напредването на деня земята започва да се затопля и инверсията постепенно изчезва. Това може да доведе до "фумигация" (Hewson a. Gill. 1944) поради факта, че замърсителите, които навлизат в горните слоеве на въздуха през нощта, започват бързо да се смесват и да се втурват надолу, така че в ранните следобедни часове, предшестващи пълното развитие на турбуленция, която завършва дневния цикъл и осигурява мощно смесване, често възникват високи концентрации на атмосферни замърсители. Този цикъл може да бъде нарушен или променен от наличието на облаци или валежи, които предотвратяват силната конвекция през дневните часове, но също така могат да предотвратят появата на силни инверсии през нощта.

Установено е, че в градските райони, където най-често се наблюдава замърсяване на въздуха, температурният спад, характерен за откритите площи, е подложен на промени, особено през нощта (Duckworth and Sandberg, 1954). Индустриалните процеси, увеличеното генериране на топлина в градските райони и неравностите на повърхността, създадени от сградите, допринасят за термична и механична турбуленция, което увеличава смесването на въздуха и предотвратява образуването на повърхностни инверсии. Поради това основата на инверсията, която в открита зона би била разположена на нивото на земята, тук е над слой на интензивно смесване, обикновено с дебелина около 30-150 m. Тези условия могат да отменят ползите от изпускането на замърсители през високо тръби, тъй като освободените отпадъци ще бъдат концентрирани в относително ограничено пространство.

Когато се анализират въздушните течения, в повечето случаи за удобство се приема, че вятърът поддържа постоянна посока и скорост в широк район за значителен период от време. В действителност това не е така и подробният анализ на движението на въздуха трябва да вземе предвид тези отклонения. Когато движението на вятъра поради разликите в градиента на атмосферното налягане или местната топография варира от място на място или с течение на времето, анализите на метеорологичните траектории са от съществено значение, когато се изучават ефектите на изпуснатите замърсители или се идентифицира техният възможен източник (Nciburgcr, 1956). Изчисляването на подробни траектории изисква много прецизни измервания на вятъра, но изчисляването на груби траектории, което често изисква само няколко наблюдения на движението на вятъра, също може да бъде от полза.

За краткосрочни изследвания на атмосферното замърсяване, локализирано в малки райони, конвенционалните метеорологични данни са недостатъчни. Това до голяма степен се дължи на трудностите, произтичащи от използването на инструменти с различни характеристики, различно местоположение на инструментите, различни методи за вземане на проби и различни периоди на наблюдение.

Дифузионни процеси в атмосферата

Няма да се опитваме да изброяваме тук различните теоретични основи на проблема с атмосферната дифузия или работните формули, които са разработени в тази област. Изчерпателни данни по тези въпроси са предоставени в литературата (Batchelor a. Davies, 3956; iMagill, Bolden a. Ackley, 3956; Sutton, 1053; US Atomic Energy Commission a. US Wacther Bureau, 1955). В допълнение, работна група на Световната метеорологична организация периодично предоставя прегледи на този проблем. Тъй като проблемът "се разбира само в общи линии и формулировките имат приблизителна точност, математическите трудности, възникващи при изследването на промените във вятъра и топлинната структура на долната атмосфера, все още са далеч от преодоляване за цялото разнообразие от метеорологични условия. По същия начин , в момента разполагаме само с откъслечна информация относно турбулентността, разпределението на нейната енергия в три измерения, промените във времето и пространството. Въпреки недостатъчното разбиране на турбулентните процеси, работещите формули позволяват да се изчислят концентрациите на емисии от отделни източници, които са. в задоволително съответствие с данните от инструменталните измервания, с изключение на височинните тръби при условия на инверсия, е възможно да се направят полезни практически заключения за нивото на замърсяване на въздуха от един единствен източник опитите (Frenkel, 1956; Lettau, 1931) са сведени до използването на аналитични методи за изчисляване на концентрацията на замърсяване на въздуха, излъчвано от множество източници, какъвто е случаят в големите градове. Този подход има значителни предимства, но изисква много сложни изчисления, както и разработване на емпирични техники за отчитане на топографските и зоналните параметри. Въпреки тези трудности, точността на аналитичните изчислителни методи сега изглежда съответства на точността на нашите познания за разпределението на източниците на замърсители, тяхната мощност и вариации във времето. Следователно тази точност е достатъчна за получаване на полезни практически заключения. Периодичното прилагане на аналитични изчисления от този тип би позволило да се определи възможността за повтаряне на периоди с високи концентрации на атмосферно замърсяване, да се определи тяхното „хронично“ ниво, да се оцени ролята на различни източници при различни метеорологични условия и да се осигури математическа основа за различни мерки за намаляване на замърсяването на въздуха (зониране, местоположение на промишлени предприятия, ограничаване на емисиите и др. ).