Роль метеорологических факторов в загрязнении атмосферного воздуха. Влияние городской среды обитания на здоровье жителей. Обобщенные показатели загрязнения воздуха

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Загрязнение атмосферного воздуха естественными и антропогенными выбросами в сельскохозяйственных и промышленно-развитых районах и особенно в крупных городах, стало важной проблемой, острота которой из года в год постоянно усиливается. Выбросы от разрастающегося парка автотранспорта, тепловых станций, строительной и горнодобывающей промышленности, бытового сектора, использования удобрений в сельском хозяйстве и других источников приводит к тому, что приземные слои атмосферы на больших территориях являются сильно загрязненными различными ингредиентами. Все это ухудшает экологические условия проживания населения, негативно влияет на состояние здоровья и продолжительность жизни людей. Так, затишья и слабые ветры, инверсионные слои в атмосфере, туманы способствуют увеличению концентраций примесей, создавая над отдельными регионами значительное загрязнение атмосферы. Умеренные и сильные ветры приводят к рассеиванию примесей и их переносу на большие расстояния. Длительные обложные дожди хорошо очищают атмосферу, тогда как ливневые дожди имеют более слабое вымывающее действие за счет своей кратковременности. Синоптические ситуации, являясь комплексом различных погодных и метеорологических условий, интегрально определяют режим загрязнения над конкретной территорией. В связи с этим решение задачи сохранения чистоты атмосферного воздуха городов в значительной степени зависит от понимания роли метеорологических условий и правильного учета способности атмосферы к самоочищению.

Целью настоящей курсовой работы является изучение по литературным источникам вопроса загрязнения атмосферного воздуха, а также исследование загрязнения воздуха в г. Балаково в осенние сезоны 2006-2007 гг.

1 . Метеорологические условия формирования уровня загрязнения атмосферы

Как известно, к резкому возрастанию концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферы приводят неблагоприятные метеорологические условия. В настоящее время установлено, что между уровнями загрязнения атмосферного воздуха и климатическими факторами существует определенная связь. На степень и интенсивность загрязнения воздушного бассейна влияют рельеф местности, направление и скорость ветра, влажность, количество, интенсивность и продолжительность осадков, циркуляция воздушных потоков, инверсии и т.п.

В отдельные периоды, неблагоприятные для рассеяния выбросов, концентрации вредных веществ могут резко возрасти относительно среднего или фонового городского загрязнения. Частота и продолжительность периодов высокого загрязнения атмосферного воздуха будут зависеть от режима выбросов вредных веществ (разовых, аварийных и др.), а также от характера и продолжительности метеоусловий, способствующих повышению концентрации примесей в приземном слое воздуха.

Во избежание повышения уровней загрязнения атмосферного воздуха при неблагоприятных для рассеяния вредных веществ метеорологических условиях необходимо прогнозировать и учитывать эти условия. В настоящее время установлены факторы, определяющие изменение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при изменении метеорологических условий.

Прогнозы неблагоприятных метеорологических условий могут составляться как для города в целом, так и для групп источников или для отдельных источников. Обычно выделяются три основных типа источников: высокие с горячими (теплыми) выбросами, высокие с холодными выбросами, низкие.

Обычно выделяются три основных типа источников: высокие с горячими (теплыми) выбросами, высокие с холодными выбросами, низкие. Для указанных типов источников выбросов аномально неблагоприятные условия рассеяния примесей приведены в табл.1.

Таблица 1 Комплексы неблагоприятных метеорологических условий для источников разных типов

Источники	Термическая стратификация нижнего слоя атмосферы	Скорость ветра (м/с) на уровне	Вид инверсии, высота над источником выброса, м
Высокие с горячими выбросами	неустойчивая			Приподнятая, 100-200
Высокие с холодными выбросами	неустойчивая			Приподнятая, 10-200
	устойчивая			Приземная, 2-50

В дополнение к комплексам неблагоприятных метеоусловий, приведенным в табл. 1 можно добавить следующие:

Для высоких источников с горячими (теплыми) выбросами:

а) высота слоя перемешивания меньше 500 м, но больше эффективной высоты источника; скорость ветра на высоте источника близка к опасной скорости ветра;

б) наличие тумана и скорость ветра больше 2 м/с.

Для высоких источников с холодными выбросами: наличие тумана и штиль.

Для низких источников выбросов: сочетание штиля и приземной инверсии. Следует также иметь в виду, что при переносе примесей в районы плотной застройки или в условиях сложного рельефа концентрации могут повышаться в несколько раз.

1.1 Влияние ветрового режима на уровень загрязнения атмосферы. Направл ение и скорость ветра

В последнее время большое значение приобретают исследования закономерностей распространения атмосферных примесей и особенностей их пространственно-временного распределения в зависимости от ветрового режима территории. Они являются основой для объективной опенки состояния и тенденции изменений загрязнения воздушной среды, а также разработки возможных мероприятий по обеспечению чистоты атмосферы .

Характер переноса и рассеивания примесей в основном зависит от режима ветра, а также от источника выброса.

Для низких и неорганизованных источников выбросов формирование повышенного уровня загрязнения воздуха происходит при слабых ветрах за счет скопления примесей в приземном слое атмосферы, а при очень сильных ветрах происходит убывание концентраций за счет быстрого переноса.

В городах с большим количеством низких источников рост уровня загрязнения происходит при снижении скорости ветра до 1-2 м/с. Так, установлено, что концентрации пыли. S02, СО и NO2 повышаются на 30-40% по сравнению с уровнем при других скоростях ветра. Особенно неблагоприятные условия создаются, когда слабые ветры сохраняются длительное время и наблюдаются над значительной территорией .

При выбросах от промышленных предприятий с высокими трубами значительные концентрации примесей у земли наблюдаются при так называемой «опасной» скорости ветра. Для труб крупных электростанций эта скорость равна 4--6 м/с (в зависимости от параметров выбросов), а для сравнительно холодных выбросов от вентиляционных устройств на химических и других предприятиях опасная скорость ветра равна 1-2 м/с.

Большое влияние на формирование уровня загрязнения воздуха оказывает направление ветра. В городах, где источники выбросов расположены в одном районе, наибольшая фоновая концентрация примеси будет наблюдаться при ветрах со стороны этих источников. В случае рассредоточенных источников выбросов концентрации примесей мало или совсем не зависят от направления ветра. Часто область наибольшего загрязнения воздуха создается в центре города . Однако из-за своеобразия рельефа каждый город реагирует на ветровые условия по-своему, особенно когда рельеф местности сложный.

Зависимость уровня загрязнения воздуха в городе от направления ветра является достаточно простой. Если предприятия располагаются на окраине или за пределами города, то концентрации в городских кварталах растут при переносе выбрасываемых примесей со стороны источников выбросов. Однако и в таких простых случаях влияние направления ветра на уровень загрязнения воздуха в городе следует специально изучать, поскольку нужно учитывать, что поток воздуха может быть искажен под влиянием сложного рельефа, водоемов, а также непосредственным тепловым воздействием крупных промышленных комплексов. Неблагоприятные направления ветра могут выявляться и при равномерном расположении источников на территории города за счет различных эффектов наложения выбросов.

В отдельных городах, имеющих форму, близкую к прямоугольнику или эллипсу, загрязнение воздуха повышено, когда ветер направлен вдоль этого прямоугольника или большой оси эллипса. В зависимости от скорости ветра на уровне флюгера выявляется наличие двух максимумов загрязнения воздуха: при штиле и при скорости ветра около 4 - 6 м/с, что связано с действием двух классов источников высоких и низких. Максимум при штиле более четко проявляется при наличии приземной инверсии, максимум при умеренном ветре - при ее отсутствии.

С ситуацией, когда при штиле отсутствует приземная инверсия, связано относительно пониженное загрязнение воздуха по городу в целом.

Для различных городов и сезонов характерными являются следующие закономерности:

· при устойчивой стратификации загрязнение воздуха уменьшается с усилением скорости ветра;

· при неустойчивой стратификации максимум загрязнения воздуха отмечается при скоростях ветра, близких к опасным, для основных источников выбросов, расположенных в городе.

Скорость ветра на уровне примерно 500 - 1000 м может характеризовать интенсивность выноса за пределы города верхней части городской «шапки дыма». Обнаруживается, что с усилением ветра на этих высотах загрязнение воздуха в среднем несколько снижается. В то же время выявляется эффект снижения концентраций при установлении очень слабого ветра (1 - 2 м/с) на указанных уровнях. Это может быть связано с увеличением подъёма перегретого над городом воздуха.

1.2 Устойчивость атмосферы

Имеются многочисленные указания на формирование повышенного уровня загрязнения воздуха при устойчивой стратификации нижнего слоя атмосферы, в первую очередь, при наличии приземных и низко расположенных приподнятых инверсий. В условиях приподнятых инверсий ограничивается распространение примесей в вертикальном направлении. Концентрации примесей в воздухе растут, если приподнятая инверсия сопровождается неустойчивой стратификацией. Зависимость загрязнения воздуха от атмосферной устойчивости в значительной степени определяется скоростью ветра.

Загрязнение воздуха в наибольшей степени зависит от термической стратификации при очень слабых ветрах в приземном слое. При этом с усилением устойчивости концентрация примесей увеличивается. При умеренных ветрах, 3-7 м/с, с усилением устойчивости, загрязнение воздуха снижается. При сильных ветрах и атмосферной устойчивости связь между ними практически отсутствует. Характер совместного влияния термической стратификации и скорости ветра для различных городов и всех сезонов года примерно одинаков.

1.3 Термическая устойчивость атмосферы. Температура воздуха

Термическая устойчивость характеризуется вертикальной разностью температуры воздуха?Т. Обнаруживается зависимость параметра Р от?Т в слое от земли до уровня АТ925гПа или АТ500гПа. Связь между Р и?Т наиболее значительна при инверсионных условиях, при этом имеет место обратная линейная корреляция.

В среднем загрязнение воздуха повышено, когда штиль сопровождается приземной инверсией, т. е. в ситуации застоя воздуха. При застое практически отсутствует перенос воздуха и резко ослаблено его вертикальное перемешивание.

Вместе с тем в условиях застоя не всегда отмечается высокий уровень загрязнения воздуха.. В таких условиях периоды с Р>0,2 наблюдаются только в 60 - 70 % случаев. Это означает, что наряду с процессом переноса и рассеивания примесей существуют другие факторы, определяющие уровень концентраций примесей в городе.

Одним из таких факторов является термическое состояние воздушной массы, характеризующееся температурой воздуха. В зимнее время чаще всего обнаруживается повышение уровня загрязнения при понижении температуры. Это в первую очередь характерно для антициклонической погоды, когда при низких температурах воздуха устанавливается устойчивая термическая стратификация. Кроме того, при понижении температуры увеличивается количество сжигаемого топлива и, следовательно, количество выбросов вредных веществ в атмосферу. Таким образом, рост загрязнения воздуха при понижении температуры связан не только с термическим состоянием воздушной массы, а и с сопутствующими факторами.

При слабых ветрах загрязнение атмосферы в городе в ряде случаев повышается с увеличением температуры воздуха. Наиболее четко это обнаруживается зимой в условиях застоя воздуха, сохраняющегося в течение всего дня. Таким образом, ситуация застоя воздуха в сочетании с относительно высокими температурами является неблагоприятной. Значительное загрязнение воздуха зимой обнаруживается также, когда сравнительно высокие температуры сопровождаются скоростью ветра не более 4-5 м/с. Такие условия отмечаются обычно в теплых секторах циклонов.

К числу неблагоприятных погодных условий относятся также и инверсии температуры, характеризующие особенности стратификации нижнего слоя тропосферы. Инверсии, образующиеся на некоторой высоте от поверхности земли (приподнятые инверсии), создают преграду (потолок) для вертикального воздухообмена. Увеличение наземной концентрации примеси от выбросов высоких источников в этом случае существенно зависит от высоты расположения нижней границы инверсии над источником и от высоты самого источника. Если инверсионный слой располагается непосредственно над трубой, то создаются аномальные весьма опасные условия загрязнения из-за ограничения подъема выбросов и препятствия для проникновения их в верхние слои атмосферы. Увеличение максимальной концентрации примеси у земли в этих условиях составляет примерно 50-70%. Если слой ослабленной турбулентности расположен на достаточно большой высоте от источника (200 м и более), возрастание концентрации примеси будет невелико. С ростом расстояния от источника влияние задерживающего слоя возрастает. В то же время слой инверсии температуры, расположенный ниже уровня выбросов будет препятствовать переносу примеси к земле.

Для городских условий при наличии большого числа низких источников выбросов опасные условия накопления примесей создаются при приземных и приподнятых инверсиях, поскольку и те и другие приводят к ослаблению вертикального рассеивания и переноса примесей.

1.4 Осадки. Туманы

Основным механизмом удаления примесей из атмосферы является вымывание их осадками. Эффективность очищения воздуха таким способом связана главным образом с их количеством и продолжительностью. Это относится к общегородскому загрязнению воздуха, к концентрациям, формирующимся вне прямого воздействия источников выбросов. При переносе примесей со стороны объектов эффект вымывания примесей из воздуха проявляется в меньшей степени .

Осадки вымывают примеси из атмосферы. Восстановление исходного уровня загрязнения воздуха в городе происходит постепенно, примерно в течение 12 ч.

Воздух наиболее чист сразу после выпадения осадков. В первые 12 ч после их выпадения повторяемость высоких концентраций ниже, чем в последующие часы. Степень очищения воздуха зависит от количества осадков - чем больше их выпадает, тем чище воздух.

Указанные зависимости относятся к общегородскому загрязнению воздуха, к концентрациям, формирующимся вне прямого воздействия источников. При непосредственном переносе выбросов со стороны источников эффект вымывания примесей из воздуха проявляется в меньшей степени.

Влияние тумана на содержание и распределение примесей в воздухе весьма сложно и разнообразно. Здесь довольно часто наблюдается специфические метеоусловия (инверсии, штиль или слабый ветер), которые уже сами по себе способствуют накоплению примесей в приземном слое, а также происходит поглощение примесей каплями. Эти примеси с каплями остаются в приземном слое воздуха. За счет создания значительных градиентов концентраций (вне капель) происходит перенос примесей из окружающего пространства в область тумана, поэтому суммарная концентрация веществ возрастает. Значительную опасность представляет расположение над слоем тумана факелов дыма, которые под воздействием указанного эффекта распространяются в приземный слой воздуха.

Накопление примесей в атмосфере, обусловленное слабыми ветрами в большой толще атмосферы и инверсиями, усиливается в условиях туманов. Туманы, содержащие частицы дыма и вредных веществ, получили название смогов. С наличием смогов связывают периоды особо опасного загрязнения воздуха, сопровождающегося ростом заболеваемости и смертности населения. Различают смоги, связанные с осаждением вредных веществ на каплях туманов и образующиеся в результате фотохимических реакций вредных веществ.

В туманах наблюдается эффект аккумуляции примесей из выше- и нижележащих слоев. Вследствие этого эффекта возрастает концентрация примесей в воздухе и каплях, находящихся в тумане. При поглощении примесей влагой образуются новые более токсичные вещества.

При низкой температуре воздуха (-35° С и ниже) выбросы от тепловых электростанций и котельных способствуют образованию тумана, содержащего частицы замершей влаги с высоким содержанием серной кислоты.

При наличии инверсии и тумана содержание примесей на 20-30% больше, чем только при тумане, а через 6 часов после начала тумана при наличии инверсии это различие восставляет 30-60%.

Опасные условия загрязнения воздуха складывались и при фотохимическом смоге. Окислители, включая озон, являются продуктами реакций окислов азота и углеводородов. Химические реакции, приводящие к образованию фотохимического смога, очень сложны, а их количество велико. Озон и атомарный кислород, взаимодействуя с органическими соединениями, образуют вещество, которое и представляет собой главный видимый и наиболее вредный конечный продукт фотохимического смога - пероксиацетилнитрат (ПАН). Поскольку концентрации ПАН обычно не измеряется, интенсивность смога характеризуется концентрацией озона. Слабый смог наблюдается обычно при концентрации озона 0,2-0,35 мг/м3. Формирование фотохимического смога происходит в районах, где приток солнечной радиации является наибольшим, а интенсивность движения автомобилей обуславливает высокие концентрации окислов азота и углеводородов.

1.5 Инерционный фактор

Р Р Р (пли другого обобщенного показателя загрязнения воздуха в городе) велико, то и в текущий день загрязнение воздуха, как правило, повышено. Обратная ситуация имеет место, когда значение обобщенного по городу показателя загрязнения в предшествующий день мало (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 Р в соседние дни составляет 0,6-0,7.

Действие вышеназванного фактора в значительной степени определяется метеорологической инерцией, которая означает тенденцию к сохранению атмосферных процессов, определяющих уровень концентраций. Некоторые из метеорологических факторов, влияющих на концентрации примесей в воздухе, могут быть неизвестны, и при учете установившегося уровня загрязнения воздуха они в какой-то степени учитываются автоматически. Существенную роль может играть и инерция самого загрязнения воздуха.

1.6 Метеорологический потенциал самоочищения атмосферы

Влияние метеорологических факторов на уровень загрязнения атмосферы проявляется более четко, если рассматривается сочетание метеорологических величин. В последнее время наряду с такими комплексными характеристиками, как потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и рассеивающая способность атмосферы (РСА), используется коэффициент самоочищения атмосферы .

Потенциал загрязнения атмосферы представляет собой отношение средних уровней концентраций вредных примесей при заданных выбросах в конкретном qср.i и условном qср.о районе:

РСА - величина, обратная ПЗА. Коэффициент самоочищения атмосферы К определяется как отношение повторяемости условий, способствующих накоплению примесей, к повторяемости условий, способствующих удалению примесей из атмосферы:

где Рш 0 повторяемость скоростей ветра 0 0 1 м/с, Рт 0 повторяемость туманов, Рв 0 повторяемость скорости ветра??6 м/с, Ро 0 повторяемость осадков??0,5 мм.

Однако в таком виде К характеризует условия накопления, а не рассеивания. Поэтому коэффициентом самоочищения атмосферы лучше считать величину K2, обратную К.

Для тех районов, в которых повторяемость туманов мала, но значительна повторяемость приземных задерживающих слоев (ПЗС), имеет смысл при расчете K2 учитывать вместо повторяемости туманов (Рт) повторяемость ПЗС (Рин). Тогда

Рв + Ро

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

Рш + Рин

При K2???0,33 складываются условия крайне неблагоприятные для рассеивания, при 0,33 < K2???0,8 - неблагоприятные, при 0,8 < K2??1,25 - ограниченно благоприятные и при К2?> 1,25 - благоприятные условия.

Коэффициент самоочищения атмосферы позволяет оценить вклад метеорологических величин и явлений в формирование уровня загрязнения воздуха.

2 Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Балаково в осенние сезоны 2006-2007 годов

В настоящее время для оценки уровня загрязнения атмосферы в России создана Государственная сеть мониторинга загрязнения атмосферы (ГСМЗА), которая охватывает 264 города (659 станций Росгидромета и 64 ведомственных станций - 1996г.).

Основными задачами Федеральной системы мониторинга загрязнения атмосферы являются всесторонняя и полная оценка состояния загрязнения атмосферы в городах России для принятия решений по экологической безопасности, контроль эффективности выполнения мероприятий по снижению выбросов, выявление районов с опасно высоким уровнем загрязнения, создающим риск здоровью и жизни населения. Советом Европейского экономического сообщества в 1996 году рекомендован перечень веществ, концентрации которых необходимо контролировать во всех странах: диоксид серы, диоксид азота, взвешенные частицы диаметром менее 10 микрон (РМ-10), общие взвешенные вещества, свинец, озон, бензол, оксид углерода, кадмий, мышьяк, никель, ртуть, ароматические углеводороды, включающие бенз(а)пирен. Из этого списка в России в настоящее время не определяются концентрации РМ-10 и озона, эпизодически измеряются концентрации кадмия и мышьяка. В большинстве городов имеется 205 стационарных постов (ПНЗ), в крупных городах с населением более 1 млн. жителей - более 10. Имеются также регулярные наблюдения на маршрутных постах, с помощью оборудованных для этой цели автомашин.

Наблюдения на стационарных постах осуществляются по одной из трех программ: полной, неполной и сокращенной. Наблюдения по полной программе выполняются четыре раза в сутки: в 1, 7, 13, 19 часов по местному времени, по неполной программе - три раза в сутки: в 7, 13, 19 часов, по сокращенной - в 7 и 13 часов.

В каждом городе определяются концентрации основных и наиболее характерных для выбросов промышленных предприятий веществ. Например, в районе алюминиевого завода оценивают концентрации фторида водорода, в районе предприятий, производящих минеральные удобрения, определяют концентрации аммиака и оксидов азота и т.д. Правила выполнения работ, связанных с организацией и деятельностью сети мониторинга загрязнения атмосферы отражены в «Руководстве по контролю загрязнения атмосферы» .

В настоящее время ведется большая работа по созданию автоматической сети наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС), с помощью которых определяются пять загрязняющих веществ и четыре метеорологических параметра. Информация поступает в центр сбора на ЭВМ, которая обрабатывает и воспроизводит ее на телеэкране.

2.1 Обобщенные показатели загрязнения воздуха

Для оценки степени загрязнения атмосферы города в целом используются различные обобщенные показатели. Одним из наиболее простых интегральных показателей загрязнения воздуха является нормированная (безразмерная) концентрация примесей (q), осредненная по всему городу и по всем срокам наблюдений :

где qi - средняя за день концентрация на i -том пункте, qсз.сез.. - средне-сезонная концентрация в том же пункте, N - число стационарных пунктов (ПНЗ) в городе.

Нормирование на средне-сезонную концентрацию позволяет исключить влияние изменения общей концентрации от года к году, что дает возможность использовать её для анализа ряда наблюдений за несколько лет.

Для характеристики загрязнения воздуха по городу в целом в качестве обобщенного показателя по рекомендации ГГО используется параметр фонового загрязнения

Р = m/n ,

где n - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе в течение одного дня на всех стационарных пунктах, m - количество наблюдений в течение того же дня с повышенной концентрацией q, которая превышает средне-сезонное значение qср.сез более чем в 1,5 раза (q>1,5 qср.сез.)

По материалам наблюдений за прошлые годы рассчитывается qср.сез за зиму, весну, лето и осень для каждого стационарного поста отдельно для каждого года.

При расчете параметра Р с целью его использования в качестве характеристики фонового загрязнения воздуха необходимо, чтобы количество стационарных постов в городе было не менее трех, а количество наблюдений за концентрацией примесей на всех пунктах в течение дня не менее 20.

Параметр Р подсчитывается для каждого дня по отдельным примесям и по всем примесям вместе. Для многих городов параметр Р можно рассчитывать по нескольким примесям (пыль, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота). Следует лишь исключить те специфические примеси, которые измеряются на отдельных ПНЗ. Параметр Р может изменяться от 1 (все измеренные концентрации превышают 1,5 qср.сез) до нуля (ни одна из концентраций не превышает 1,5 qср.сез).

Выделяют три уровня загрязнения воздуха в городе:

Высокий (I группа) - Р >0,35;

Повышенный (II группа) - 0,20<Р ?0,35

Пониженный (III группа) - Р ?0,20.

В случае малой повторяемости значений Р >0,35 за высокий уровень принимают Р >0,30 или Р >0,25, а за пониженный - Р ?0,15 или Р ?0,10.

Параметры q и P являются относительными характеристиками и не зависят от среднего уровня загрязнения воздуха. Следовательно, их значения в основном определяются метеорологическими условиями.

В настоящее время для характеристики качества воздуха в городах и выявления веществ, вносящих наибольший вклад в загрязнение атмосферы, а также для сравнительной оценки загрязнения атмосферного воздуха отдельных районов или городов принято использовать стандартный индекс (СИ) и комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА).

СИ - наибольшая измеренная за короткий период (20 минут) концентрация вещества, деленная на максимальную разовую предельно допустимую концентрацию (ПДК м.р.). При СИ < 1 загрязнение воздуха не оказывает заметного влияния на здоровье человека и окружающую среду. При СИ > 10 загрязнение воздуха характеризуется как высокое .

Комплексный индекс загрязнения атмосферы (КИЗА) позволяет выявить во сколько раз суммарный уровень загрязнения воздуха несколькими примесями превышает допустимое значение. Для этого уровни загрязнения различными веществами приводят к уровню загрязнения одним каким-либо веществом (обычно диоксидом серы). Это приведение осуществляется с помощью показателя степени Сi . Индекс загрязнения атмосферы для э того вещества (ИЗА) рассчитывается по формуле (1):

где qср. i - средняя за месяц, сезон, год концентрация отдельной примеси, ПДКc.c.i - средне-суточная предельно допустимая концентрация этой же примеси.

Для веществ различных классов опасности получены следующие значения Сi

Для приведения степени загрязнения всеми веществами к загрязнению веществом третьего класса опасности (диоксид серы) можно записать формулу КИЗА (2), учитывающего n веществ:

Таким образом, КИЗА представляет собой сумму деленных на ПДКс.с.i средних за месяц, сезон, год концентраций qср. i обычно пяти веществ, приведенных к величине концентрации диоксида серы в долях ПДК. В соответствии с существующими методами оценки уровень загрязнения считается низким, если КИЗА ниже 5, повышенным при КИЗА от 5 до 6, высоким при КИЗА от 7 до 13 и очень высоким при КИЗА равном или большим 14.

Степень загрязнения воздуха по городу в целом связана с инерционным фактором. Загрязнение воздуха в городе Р зависит от его значения в предшествующий день Р ?. Если в предшествующий день значение параметра Р (или другого обобщенного показателя загрязнения воздуха в городе) велико, то и в текущий день загрязнение воздуха, как правило, повышено. Обратная ситуация имеет место, когда значение обобщенного по городу показателя загрязнения в предшествующий день мало (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 Р в соседние дни составляет 0,6-0,7 .

2.2 Краткая характеристика г. Балаково

Город Балаково -- крупный промышленный центр Саратовской области - расположен на левом берегу Волги, на границе Среднего и Нижнего Поволжья, в 181 км от г.Саратова, 260 км от г.Самары. Численность постоянного населения на 01.01.2009 составляет 198,00 тыс.чел.

Город поделен на три части: островную, заканальную и центральную. Деловой Балаково представлен двумя десятками предприятий химии, машиностроения, энергетики, строительной индустрии, пищевой промышленности.

На гербе города изображена символизированная ладья с пшеничным снопом, плывущая по Волге. Поволжье - хлебный край. А современными символами города считаются химическая ретора, строительный мастерок и мирный атом. Балаково - город химиков, энергетиков, строителей.

Географическая близость Балакова к ряду крупных региональных центров обеспечивает устойчивые экономические связи города с соседними регионами и способствует расширению ассортимента отраслевых рынков.

Город расположен на железнодорожной линии Сенная-Вольск-Пугачев, связан с городами и близлежащими населенными пунктами автомобильными маршрутами.

Выгодное географическое положение г. Балаково на пересечении магистральной железной дороги с главной рекой Европейской части предопределило размещение в городе крупного речного порта. Продолжительность навигации составляет 7-8 месяцев. Водная акватория составляет 31,9 тыс.га.

Климат Балакова умеренно континентальный, засушливый. Характерной особенностью климата является преобладание в течение года ясных и малооблачных дней, умеренно холодная и малоснежная зима, непродолжительная засушливая весна, жаркое сухое лето. В последнее время климат имеет тенденцию к потеплению в зимний период. Число безморозных дней в г.Балаково достигает 150-160 в году, что обусловлено близостью широкой водной поверхности Волги. Количество осадков неравномерно, в течение года бывает от 50 до 230% от нормы, в среднем в год выпадает от 340 до 570 мм.

Для района характерно довольно большое разнообразие ландшафтов. Основным источником хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения служат в г. Балаково воды реки Волги.

Промышленность города: Балаковская АЭС, Саратовская ГЭС, Балаковская ТЭЦ-4, ОАО "Балаковский пассажирский автокомбинат", Завод «Аргон» (производство углеродного волокна), Балаковорезинотехника, ООО «Балаковские минеральные удобрения», Волжский дизель им. Маминых (Бывший «Волгодизельмаш» и завод им. Дзержинского в СССР), Судоремонтный завод, «ЗЭМК ГЭМ», ЗАО «Химформ», ОАО «Балаковский растворо-бетонный завод» (ОАО «БРБЗ») .

2.3 Анализ результатов исследования загрязнения атмосферного воздуха в г. Балаково в осенний сезон 2006 года

Материалом для анализа загрязнения атмосферного воздуха в г.Балаково послужили данные трех пунктов, расположенных в различных районах города (Приложение).

ПНЗ-01 находится на пересечении улиц Титова и Ленина вблизи берега Волги. Недалеко расположены Саратовская ГЭС, ЗАО «Химформ». ПНЗ-04 находится на пересечении улиц Трнавская и Бульвар роз, характеризует состояние атмосферного воздуха около улиц с интенсивным движением автотранспорта, ООО «Балаковские минеральные удобрения» и Балаковской АЭС. ПНЗ-05 находится на пересечении улиц Вокзальная и Саратовское шоссе вблизи железно-дорожных путей. Также неподалеку расположены Балаковская ТЭЦ-4, Завод «Аргон» (производство углеродного волокна), ОАО «Балаковорезинотехника».

Наблюдения за загрязнением воздуха проводятся по неполной программе в 07, 13, 19 ч местного времени за основными примесями: пылью, оксидом углерода и диоксидами серы и азота. Кроме того, на всех пунктах отбираются пробы на специфические вредные примеси: на ПНЗ-01 - оксид азота, сероводород; на ПНЗ-04 - сероуглерод, фтороводород, аммиак, формальдегид; на ПНЗ-05 - сероводород, фенол, аммиак, формальдегид. Для анализа загрязнения воздуха использовались измеренные на отдельных ПНЗ концентрации примесей в мг/м3.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Основные загрязнители атмосферного воздуха и глобальные последствия загрязнения атмосферы. Естественные и антропогенные источники загрязнения. Факторы самоочищения атмосферы и методы очистки воздуха. Классификация типов выбросов и их источников.

презентация , добавлен 27.11.2011


Оценка качества воздуха по содержанию отдельных загрязнителей. Комплексная оценка степени загрязнения воздушного бассейна с помощью суммарный санитарно-гигиенического критерия – индекса загрязнения атмосферы. Оценка степени загрязнения воздуха в городах.

контрольная работа , добавлен 12.03.2015


Состав атмосферного воздуха. Особенности рекогносцировочного метода получения репрезентативной информации о пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха. Задачи маршрутного и передвижного постов наблюдений загрязнения атмосферы.

презентация , добавлен 08.10.2013


Основные источники загрязнения атмосферного воздуха и экологические последствия. Средства защиты атмосферы: сухие и мокрые пылеуловители, фильтры. Абсорбционная, адсорбционная, каталитическая и термическая очистка воздуха. Расчет циклона ЦН-24 и бункера.

курсовая работа , добавлен 17.12.2014


Загрязнение атмосферы в результате антропогенной деятельности, изменение химического состава атмосферного воздуха. Природное загрязнение атмосферы. Классификация загрязнения атмосферы. Вторичные и первичные промышленные выбросы, источники загрязнения.

реферат , добавлен 05.12.2010


Строение и состав атмосферы. Загрязнение атмосферы. Качество атмосферы и особенности ее загрязнения. Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу. Методы и средства защиты атмосферы. Классификация систем очистки воздуха и их параметры.

реферат , добавлен 09.11.2006


Параметры источников выброса загрязняющих веществ. Степень влияния загрязнения атмосферного воздуха на населенные пункты в зоне влияния производства. Предложения по разработке нормативов ПДВ в атмосферу. Определение ущерба от загрязнения атмосферы.

дипломная работа , добавлен 05.11.2011


Метеорологические условия, влияющие на формирование загрязнения атмосферного воздуха в городской среде. Оценка и сравнительный анализ состояния воздушной среды городов Вологда и Череповец. Организация контроля и мониторинга уровней загрязнения.

дипломная работа , добавлен 16.09.2017


Санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней ионизации воздуха. Состояние качества атмосферного воздуха, источники загрязнения атмосферы. Государственный и ведомственный контроль за соблюдением санитарных норм и правил. Морфология воздуха.

реферат , добавлен 13.12.2007


Количество вредных веществ, выделяемых в атмосферу. Подразделение атмосферы на слои в соответствии с температурой. Основные загрязнители атмосферы. Кислотные дожди, влияние на растения. Уровни фотохимического загрязнения воздуха. Запыленность атмосферы.

Введение

Сегодня в мире существует большое количество экологических проблем, начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных, заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. В настоящее время в мире имеется множество теорий, в которых особое значение имеет поиск наиболее оптимальных путей их решения. Но, к сожалению, на бумаге все гораздо проще, чем в реальной жизни.

Также в большинстве стран проблема экологии стоит на первом месте, но, увы, не в нашей стране, по крайней мере, раньше, но в последнее время ей начинают уделять больше внимания, применяются новые меры.

Решающей стала проблема загрязнения воздуха, воды опасными промышленными отходами, продуктами жизнедеятельности человека, токсичными химическими и радиоактивными веществами. Чтобы предотвратить эти эффекты нужны совместные усилия биологов, химиков, техников, врачей, социологов и других специалистов. Это проблема международная, потому что воздух не имеет государственных границ.

Атмосфера в нашей жизни имеет большое значение. Это и удержание теплоты Земли, и защита живых организмов от вредных доз космического излучения. Так же, является источником кислорода для дыхания и углекислого газа для фотосинтеза, энергии, способствует перемещению паров соды и мелких материалов на планете - и это еще не весь список значений воздуха в природных процессах. Несмотря на то, что площадь атмосферы огромна, она подвергается серьезным воздействиям, которые в свою очередь вызывает изменения ее состава не только на отдельных участках, но и на всей планете.

Огромное количество О2 расходуется в случаях, когда возникают пожары торфяников, лесов, залежей каменного угля. Выявлено, что в большинстве высокоразвитых странах на хозяйственные нужды человек тратит еще на 10-16 % больше кислорода, чем его возникает в результате фотосинтеза растений. Потому в крупных городах возникает дефицит О2. Кроме того, в результате интенсивной работы промышленных предприятий и транспорта в воздух выбрасывается огромное количество пылеподобных и газоподобных отходов.

Цель курсовой работы заключается в оценке степени загрязнения атмосферы и определение мероприятий по ее снижению.

Для достижения этих целей поставлены следующие задачи:

изучение критериев оценки степени загрязненности воздуха городов;

выявление источников загрязнения воздуха;

оценка состояния атмосферного воздуха по России на 2012 год;

осуществление мероприятий по снижению уровня загрязнения атмосферы.

Актуальность проблемы загрязнения атмосферы в современном мире возрастает. Атмосфера - самая важная жизнеобеспечивающая природная среда, представляющая собой смесь газов и аэрозолей в приземном слое атмосферы, которая сформирована в результате эволюции земли, деятельности человека и расположенных за пределами жилых, промышленных и других объектов. Результаты экологических исследований, как российский, так и зарубежных, показывают, что загрязнение приземного воздуха является самым мощным, непрерывно действующим фактором на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Воздушный бассейн обладает неограниченным пространством и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Глава 1. Оценка уровня загрязнения атмосферы

1 Критерии и показатели оценки состояния атмосферы

Атмосфера является одним из элементов окружающей среды, который подвергается постоянному воздействию человеческой деятельности. Последствия данного воздействия зависят от различных факторов и проявляются в изменении климата и химического состава атмосферы. Эти изменения существенно влияют на биотические компоненты окружающей среды, включая человека.

Воздушная среда может оцениваться в двух аспектах:

Климат и его изменения под влиянием естественных причин и антропогенных воздействий в целом (макроклимат) и данного проекта в частности (микроклимат). Эти оценки предполагают прогноз потенциального воздействия изменения климата на реализацию проектируемого вида антропогенной деятельности.

Загрязнения атмосферы. Для начала оценивается возможность загрязнения атмосферы с помощью одного из комплексных показателей, таких как: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), рассеивающая способность атмосферы (РСА) и другие. После этого проводится оценка существующего уровня загрязнения атмосферного воздуха в необходимом регионе .

Выводы о климатических и метеорологических характеристиках, и об источнике загрязнения делаются, в первую очередь, на основе данных регионального Росгидромета, далее - на основе данных о санитарно-эпидемиологической службы и специальных аналитических инспекций Госкомэкологии, также, опираются на различные литературные источники.

В итоге, на основе полученных оценок и данных о конкретных выбросах в атмосферу проектируемого объекта делаются расчеты прогноза загрязнения воздуха, при этом используют специальные компьютерные программы ("эколог", "гарант", "эфир" и др.), позволяющие не только оценить возможные уровни загрязнения воздуха, но и получить карто-схему полей концентраций и данные по осаждению загрязняющих веществ (ЗВ) на подстилающей поверхности.

К критерию оценки степени загрязнения атмосферного воздуха относится предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ . Измеренные и вычисленные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере можно сравнить с ПДК и, следовательно, загрязнение атмосферы измеряется в величинах ПДК.

При этом, стоит обратить внимание на то, что не следует путать концентрации загрязняющих веществ в воздухе с их выбросами. Концентрация представляет собой массу вещества в единице объема (или массы), а выброс - это вес вещества, поступившего в единицу времени (т.е. "доза"). Выброс не может быть критерием загрязнения воздуха, но, так как, загрязнения атмосферы зависят не только от массы выбросов, но и от других факторов (метеорологических параметров, высоты источника выброса и др.).

Прогнозы загрязнения воздуха применяются в других разделах ОВОС для прогнозирования влияния других факторов от воздействия загрязненной окружающей среды (загрязнение подстилающей поверхности, вегетация растительности, заболеваемости населения и др.).

При осуществлении экологической экспертизы оценка состояния воздушного бассейна основывается, исходя из комплексной оценки загрязнения атмосферного воздуха в районе исследования, при этом используется система прямых, косвенных и индикаторных критериев . Оценка качества воздуха (в первую очередь, степень загрязнения) достаточно хорошо разработана и основывается на огромном количестве законодательных и директивных документов, которые используют прямые методы контроля для измерения параметров окружающей среды, а также косвенные методы расчета и критерии оценки.

Прямые критерии оценки. К основным критериям состояния загрязнения атмосферного воздуха относятся величины предельно допустимых концентраций (ПДК). Следует отметить, что атмосфера так же является средой переноса техногенных веществ-загрязнителей, а также она наиболее изменчива и динамична из всех абиотических ее компонентов. Основываясь на этом, для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха используют дифференцированнае по времени оценочные показатели, такие как: максимально разовые ПДКмр (краткосрочные эффекты), среднесуточные ПДКсс и среднегодовые PДКг (для более длительного воздействия).

Степень загрязнения воздуха можно оценить с помощью повторения и частоты превышения ПДК, учитывая класс опасности, а также с помощью суммирования биологических воздействий загрязнения (ЗВ). Уровень загрязнения атмосферы веществами различных классов опасности определяется "приведением" их концентрации, нормированных по ПДК, к концентрациям веществ 3-го класса опасности .

Существует подразделение загрязняющих веществ в воздухе по вероятности их неблагоприятного воздействия на здоровье человека, которое включает в себя 4 класса:

) первый класс - чрезвычайно опасные.

) второй класс - высоко опасные;

) третий класс - -умеренно опасные;

) четвертый класс-мало опасные.

В основном применяют фактические максимально разовые, среднесуточные и среднегодовые ПДК в сравнении с фактическими концентрациями загрязняющих веществ в воздухе за последние несколько лет, но не менее 2-х лет.

Так же к немаловажным критериям для оценки суммарного загрязнения атмосферы относится значение комплексного показателя (Р), равное квадратному корню из суммы квадратов концентрации веществ различных классов опасности, нормированных по ПДК, приведенных к концентрации вещества третьего класса опасности.

Наиболее распространенным и информативным показателем загрязнения атмосферы - показатель КИЗА (комплексный индекс среднегодового загрязнения атмосферы). Распределение по классам состояния атмосферы происходит в соответствии с классификацией уровней загрязнения по четырехбалльной шкале:

класс "нормы" - означает, что уровень загрязнения воздуха ниже среднего по городам страны;

класс "риска" - равен среднему уровню;

класс "кризиса" - выше среднего уровня;

класс "бедствия" - намного выше среднего уровня.

В основном КИЗА используется для сравнительного анализа загрязнения воздуха в разных частях изучаемой территории (городов, районов и т.п.), а также для оценки временной тенденции касательно состояния загрязнения воздуха.

Ресурсный потенциал воздушного бассейна определенной территории рассчитывается исходя из его способности к рассеиванию и выведению примесей и соотношения фактического уровня загрязнения и величины ПДК. Оценка способности к рассеиванию воздуха определяется на основе следующих показателей: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и параметр потребления воздуха (ПВ) . Данные характеристики выявляют особенности формирования уровней загрязнения в зависимости от погодных условий, которые способствуют накоплению и удалению примесей из воздуха.

Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) является комплексной характеристикой метеорологических условий, которые оказываются неблагоприятными для рассеивания примесей в воздухе. В настоящее время в России существует 5 классов ПЗА, которые характерны для условий города, основанных на повторяемости приземных инверсий, застоя слабого ветра и продолжительности тумана.

Под параметром потребления воздуха (ПВ) понимают объем чистого воздуха, который необходим для разбавления выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до уровня средней допустимой концентрации . Данный параметр имеет особое значение при управлении качества воздуха, если природопользователь установил режим коллективной ответственности (принцип "пузыря") в условиях рыночных отношений. Основываясь на данный параметр, объем выбросов устанавливается для всего региона, и только после этого, расположенные на его территории предприятия, совместными усилиями выявляют оптимальный вариант обеспечения необходимым объем, в том числе через торговлю правами на загрязнение .

Принято, что воздух можно рассматривать как начальное звено в цепочке загрязнений окружающей среды и объектов. Зачастую, почвы и поверхностные воды являются косвенными показателями её загрязнения, а в некоторых случаях, наоборот, могут быть источниками вторичного загрязнения воздушного бассейна. Отсюда возникает необходимость не только оценки загрязнения воздуха, но и контроль за возможными последствиями взаимовлияния атмосферы и сопредельных сред, а так же получение интегральной (смешанной) оценки состояния воздушного бассейна .

К косвенным показателям оценки загрязненности воздуха относится интенсивность поступления атмосферной примеси в результате сухого осаждения на почвенный покров и водные объекты, а также в результате вымывания её атмосферными осадками . Критерием данной оценки является величина допустимых и критических нагрузок, которые выраженны в единицах плотности выпадений с учетом временного интервала (длительности) их поступления.

Итогом комплексной оценки состояния загрязнения воздушного бассейна является анализ развития техногенных процессов и оценка возможных отрицательных последствий в краткосрочной и долгосрочной перспективе на локальном и региональном уровнях. Анализируя пространственную характеристику и временную динамику результатов воздействия загрязнения воздуха на здоровье человека и состояние экосистемы, необходимо опираться на метод картографирования, используя наборы картографических материалов, которые характеризуют природные условия региона, в том числе охраняемые области.

Оптимальная система составляющих интегральной (комплексной) оценки включает в себя:

оценку уровня загрязнения с санитарно-гигиенических позиций (ПДК);

оценку ресурсного потенциала атмосферы (ПЗА и ПВ);

оценку степени влияния на определенные среды (почвенно-растительный и снеговой покров, воды);

тенденцию и интенсивность процессов антропогенного развития данной природно-технической системы для выявления краткосрочных и долгосрочных эффектов воздействия;

определение пространственного и временного масштабов возможных негативных последствий антропогенного воздействия .

1.2 Виды источников загрязнения атмосферы

По характеру загрязнителя выделяют 3 типа загрязнения воздуха:

физическое - механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы, электромагнитное (разнообразные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение, такие как, выбросы теплого воздуха и т.п.;

химическое - загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями атмосферы являются оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжелые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы;

биологические загрязнения - как правило, загрязнения микробной природы, такие как, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами и т.д. .

Природными источниками загрязнения являются вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробного происхождения . Степень данного загрязнения рассматривается в качестве фона, малоизмененного в течении определенного периода времени.

Вулканическая и флюидная активность Земли является, пожалуй, самым главным природным процессом загрязнения приземного воздушного бассейна. Зачастую, масштабные извержения вулканов приводят к массовому и затяжному загрязнению воздуха. Об этом можно узнать из летописи и современных наблюдательных данных (например, извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это связано с тем, что в высокие слои атмосферы моментально выбрасывается огромное количество газов. При этом, на большой высоте подхватываются движущимися с большой скоростью воздушными потоками и быстро распространяются по всему миру. Продолжительность загрязненного состояния воздуха после масштабных вулканических извержений может достигать нескольких лет.

В результате хозяйственной деятельности человека выявляются антропогенные источники загрязнения окружающей среды. Они включают в себя:

Сжигание горючих ископаемых, сопровождающееся выбросом 5 млрд. тонн углекислого газа ежегодно. В следствии этого, получается, что за 100 лет содержание СО2 возросло на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия частота этих выбросов значительно увеличилась .

Работы теплоэлектростанций, в результате которых, при сжигании высокосернистых углей выделяются диоксид серы и мазута, что приводит к появлению кислотных дождей.

Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеродами из аэрозолей, приводящие к нарушению озонового слоя атмосферы.

Загрязнение взвешенными частицами (при шлифовке, упаковке и погрузке, от работы котельных, электростанций, шахт).

Выбросы предприятиями разнообразных газов.

Выбросы вредных веществ с переработанными газами одновременно с продуктами нормального окисления углеводородов (углекислого газа и воды). Выхлопные газы в свою очередь включают в себя: :

недогоревшие углеводороды (сажа);

окись углерода (угарный газ);

продукты окисления примесей, содержащихся в топливе;

оксиды азота;

твердые частицы;

кислоты серные и угольные, образующиеся при конденсации водяных паров;

антидетонационные и выносительные присадки и продукты их разрушения;

радиоактивные выбросы;

Сжигание топлива в факельных печах. В следствии этого, возникает монооксид углерода - зодин из самых распространённых загрязняющих веществ.

Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, которое сопровождается образованием оксидов азота, вызывающего смог. Под выхлопными газами (отходящие газы) подразумевают отработавшее в двигателе рабочее тело. Они представляют собой продукты окисления и неполного сгорания углеводородного топлива . Выбросы отходящих газов являются основной причиной превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в воздухе больших городов, образования смогов, что в свою очередь часто приводит к отравлению в замкнутых пространствах.

Количество выбрасываемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ, представляет собой массу выбросов газов и состав выхлопных газов.

Высокую опасность представляют оксиды азота, которые, приблизительно, в 10 раз опаснее угарного газа. Доля токсичности альдегидов невысокая, составляет примерно 4-5 % от общей токсичности отходящих газов. Токсичность различных углеводородов значительно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются и образуют токсичные кислородосодержащие соединения, т.е смог.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

2-бензантрацен

2,6,7-дибензантрацен

10-диметил-1,2-бензантрацен

Кроме этого, при использовании сернистых бензинов в состав выхлопных газов могут входить оксиды серы, при использовании этилированного бензина - свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, а также их соединения . Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут быть подвергнуты каталитических и фотохимических превращениях, так же образуя смога.

При длительном контакте со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, может произойти общее ослабление организма - иммунодефицит. Так же, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний, таких как, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, пневмонии, рака легких. Одновременно с этим, отходящие газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

К основным загрязнителям относятся:

) Окись углерода (СО) - бесцветный газ, который не имеет запаха, также известен как «угарный газ». Образуется в процессе неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) при недостатке кислорода и низкой температуре. Кстати, 65% от всех выбросов приходится на транспорт, 21% - на мелких потребителей и бытовой сектор, а 14% - на промышленность . При вдыхании угарный газ за счет имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь.

) Двуокись углерода (СО2) - или углекислый газ, - бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, является продуктом полного окисления углерода. Считается одним из парниковых газов. Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье, так же, как и недостаток углекислого газа.

) Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) - бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, как правило, угля, а также при переработке сернистых руд. Он участвует в формировании кислотных дождей . Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн. тонн ежегодно. Продолжительное воздействие диоксида серы на человека может привести сначала к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а после этого - к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

) Оксиды азота (оксид и диоксид азота) - газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO2 объединяются одной общей формулой NOх. При всех процессах горения образуются окислы азота, при этом, значительная их часть в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее происходит образование окислов азота. Следующим источником окислов азота выступают предприятия, которые производят азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, которые поступают в атмосферу, составляет 65 млн. тонн ежегодно. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55%, на энергетику - 28%, на промышленные предприятия - 14%, на мелких потребителей и бытовой сектор - 3% .

5) Озон (О3) - газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Он относится к наиболее токсичным из всех обычных загрязнителей. В нижних слоях атмосферы озон формируется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

) Углеводороды-химические соединения углерода и водорода. Они включают в себя тысячи разнообразных загрязняющих воздух веществ, которые содержатся в несгоревших жидкостях, используемых в составе промышленных растворителей и т.д.

) Свинец (Pb) - серебристо-серый металл, токсичен в любых формах. Часто применяется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и др. Примерно 60% всемирного производства свинца ежегодно тратится на создание кислотных аккумуляторов. При этом, главными источниками (около 80%) загрязнения воздуха соединениями свинца считаются отходящие газы автомобилей, использующих этилированный бензин. При попадании в организм свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

) Сажа попадает в категорию вредных частиц для легких. Это объясняется тем, что частицы менее пяти микрон в диаметре не проходят фильтрацию в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, в состав которого входит в большей степени сажа, определяется как особо опасный, так как его частицы, как известно, вызывают рак.

) Альдегиды так же являются токсичными, могут накапливаться в организме. В дополнение к общетоксичному действию можно добавить раздражающее и нейротоксическое действие. Эффект зависит от молекулярной массы: чем она больше, тем меньше раздражающее действие, но более сильный наркотический эффект. Следует отметить, что ненасыщенные альдегиды более токсичны, чем насыщенные. Некоторые из них имеют канцерогенные свойства.

) Бензапирен считается более классисечким химическим канцерогеном, он опасен для человека даже при малой концентрации, так как имеет свойство биоаккумуляции. Являясь химически сравнительно стабильным, бензапирен может длительно мигрировать от одного объекта к другому. В итоге, большинство объектов и процессов в окружающей среде, которые не обладают способностью синтезировать бензапирен, оказываются вторичными источниками. Еще одно свойство, которым обладает бензапирен - это мутагенное действие.

) Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования можно подразделить на 4 класса :

механические пыли, образующихся путем измельчения продукта в ходе технологического процесса;

возгоны, которые образуются в процессе объемной конденсации паров веществ при охлаждении газа, протекающего через технологический аппарат, установку или агрегат;

летучие золы представляют собой содержащиеся в дымовых газах во взвешенном состоянии несгораемые остатки топлива, происходит из его минеральных примесей при горении;

промышленная сажа, в ее состав входит твёрдый высокодисперсный углерод, образующийся при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

) Смог (от англ. Smoky fog,- "дымовой туман") - аэрозоль, который состоит из дыма, тумана и пыли. Является одним из видов загрязнения атмосферы в крупномасштабных городах и промышленных центрах. Изначально, понятие смог означало дым, созданный путем сжигания большого количества угля (смесь дыма и диоксида серы SO2). В 1950-х годах, был представлен новый вид смога - фотохимический, являющийся результатом смешения в атмосфере таких загрязняющих веществ, как : :

оксид азота, например, диоксид азота (продукты горения ископаемого топлива);

тропосферный (приземный) озон;

летучие органические вещества (пары бензина, красок, растворителей, пестицидов и других химикатов);

перекиси нитратов.

Основными загрязнителями атмосферы в жилых помещениях являются пыль и табачный дым, окиси углерода и двуокиси углерода, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие средства, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии.

воздух загрязнение атмосфера антропогенный

Глава 2. Мероприятия по улучшению качества и охрана атмосферного воздуха

1 Состояние атмосферного воздуха по России на 2012 год

Атмосфера - огромная воздушная система. Нижний слой (тропосфера) толщиной 8 км в полярных и 18 км в экваториальных широтах (80 % воздуха), верхний слой (стратосфера) толщиной до 55 км (20 % воздуха). Атмосфера характеризуется газовым химическим составом, влажностью, составом взвешенных веществ, температурой. В нормальных условиях химический состав воздуха (по объему) следующий: азот - 78,08 %; кислород - 20,95 %; углекислый газ - 0,03 %; аргон - 0,93 %; неон, гелий, криптон, водород - 0,002 %; озон, метан, оксид углерода и оксид азота - десятитысячные доли процента.

Общее количество свободного кислорода в атмосфере - 1,5 в 10 степени .

Суть воздуха в экосистемы Земли заключается, прежде всего, в предоставлении человеку, флоре и фауне жизненно важных газовых элементов (кислорода, углекислого газа), а также в защите Земли от метеоритного воздействия, космического излучения и солнечной радиации.

За время своего существования воздушное пространство оказывалось под влиянием следующих изменений:

безвозвратного изъятия газовых элементов;

временного изъятия газовых элементов;

загрязнения газовыми примесями, которые разрушают ее состав и структуру;

загрязнения взвешенными веществами;

нагревания;

пополнения газовыми элементами;

самоочищения.

Кислород является наиболее важной частью атмосферы для человечества. При недостатке кислорода в организме человека развиваются компенсаторные явления, такие как, учащенное дыхание, ускорение кровотока и др. За 60 лет жизни людей в городе через их легкие проходит 200 грамм вредных химических веществ, 16 грамм пыли, 0,1 грамма металлов. Из самых опасных веществ следет отметить канцероген бензапирен (продукт термического разложения сырья и сжигания топлива), формальдегид и фенол.

В процессе сжигания ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа, древесины) происходит интенсивное потребление кислорода и воздух, при этом, загрязняется диоксидом углерода, соединениями серы, взвешенными веществами . На земле ежегодно каждый год подвергаются горению 10 млрд. тонн условного топлива, наряду с организуемыми происходят не организуемые процессы горения: пожары в быту, в лесу, на складах угля, воспламенение выходов природного газа, пожары на нефтяных месторождениях, а также при транспортировки топлива. На все виды сгорания топлива, на получение металлургической и химической продукции, на дополнительные окисления разнообразных отходов каждый год тратиться от 10 до 20 миллиардов тонн кислорода. Увеличение потребления кислорода в результате хозяйственной деятельности человека не меньше 10 - 16 % ежегодных биогенных образований.

Автомобильный транспорт для того, чтобы обеспечить процесс сжигания в двигателях, потребляет кислород атмосферы, загрязняя, при этом, ее углекислым газом, пылью, взвешенными продуктами сгорания бензина, такие как, свинец, диоксид серы и др.) . На долю автомобильного транспорта приходится около 13 % всех загрязнений в воздухе. Чтобы уменьшить данные загрязнения, совершенствуют топливную систему транспортного средства и используют электродвигатели на природном газе, водороде или с низким содержанием серы бензина, снижают использование этилированного бензина, применяют катализаторы и фильтры для отходящих газов.

По данным Росгидромета, осуществляющего мониторинг загрязнения воздуха, в 2012 г. в 207 городах страны с населением 64,5 млн. человек среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышали ПДК (в 2011 г. - 202 города) .

В 48 городах с населением больше 23 млн. человек были зафиксированы максимальные разовые концентрации различных вредных веществ, что составляло болбше 10 ПДК (в 2011 г. - в 40 городах).

В 115 городах с населением почти 50 млн. человек индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) превышал 7. Это означает, что уровень загрязнения атмосферы очень высок (в 2011 г. - 98 городов). В приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в России (с индексом загрязнения атмосферы, равным или больше 14) в 2012 г. включен 31 город с населением более 15 млн. человек (в 2011 г. - городов) .

В 2012 году по сравнению с предшествующим годом по всем показателям загрязнения атмосферы увеличилось количество городов, и, следовательно, численность населения, которое подвержено не только высокому, но и возрастающему влиянию загрязнителей в воздухе.

Данные изменения совершаются не только из-за увеличения промышленных выбросов при возрастании промышленного производства, но также в связи с возрастанием автомобильного транспорта в городах, сжигания большого количества топлива для ТЭЦ, заторов на дорогах и непрерывной работы двигателя на холостом ходу, когда в машине нет средств для нейтрализации выхлопных газов. В последнее время в большинстве городов произошло значительное снижение экологически чистого общественного транспорта - трамваев и троллейбусов - за счет увеличения парка маршрутных такси.

В 2012 году список городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздушного пространства, был пополнен 10 городами - центрами черной и цветной металлургии, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Состояние атмосферы в городах по федеральным округам можно охарактеризовать следующим образом.

В Центральном федеральном округе в 35 городах среднегодовые концентрации вредных веществ превышали 1 ПДК. В 16 городах с численностью 8 433 тыс. человек уровень загрязнений оказался очень высок (ИЗА имела значение равное или больше 7) . В городах Курск, Липецк и в южной части Москвы данный показатель оказался завышенным (ИЗА? 14), и поэтому данный список был включен в число городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы.

В Северо-Западном федеральном округе в 24 городах среднегодовые концентрации вредных примесей превышали 1 ПДК, а в четырех городах их максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК. В 9 городах с населением 7 181 тыс. человек уровень загрязнения был высоким, а в г. Череповце - очень высоким.

В Южном федеральном округе в 19 городах среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышали 1 ПДК, а в четырех городах их максимальные разовые концентрации были больше 10 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха был в 19 городах с населением 5 388 тыс. человек. Очень высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в Азове, Волгодонске, Краснодаре и Ростове-на-Дону, в связи с чем они отнесены к числу городов с наиболее загрязненным воздушным бассейном

В Приволжском федеральном округе в 2012 г. среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК в 41 городе. Максимальные разовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе составляли более 10 ПДК в 9 городах . Уровень загрязнения воздуха был высоким в 27 городах с населением 11 801 тыс. человек, очень высоким - в г. Уфа (отнесенном к числу городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха).

В Уральском федеральном округе среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК в 18 городах. Максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК в 6 городах. Высокий уровень загрязнения воздуха был в 13 городах с населением 4 758 тыс. человек, а Екатеринбург, Магнитогорск, Курган и Тюмень вошли в список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

В Сибирском федеральном округе в 47 городах среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК, а в 16 городах максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в 28 городах с населением 9 409 человек, а очень высокий - в городах Братск, Бийск, Зима, Иркутск, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Омск, Селенгинск, Улан-Удэ, Усолье-Сибирское, Чита и Шелехов. Таким образом, Сибирский федеральный округ в 2012 г. лидировал как по числу городов, в которых были превышены среднегодовые нормы ПДК, так и по числу городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна.

В Дальневосточном федеральном округе среднегодовые концентрации вредных примесей превышали 1 ПДК в 23 городах, максимальные разовые концентрации были больше 10 ПДК в 9 городах. Высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в 11 городах с населением в 2 311 тыс. человек . Города Магадан, Тында, Уссурийск, Хабаровск и Южно-Сахалинск отнесены к числу городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

В условиях наращивания объемов промышленного производства, преимущественно на морально и физически устаревшем оборудовании в базовых отраслях экономики, а также при неуклонно растущем количестве автомобилей следует ожидать дальнейшего ухудшения качества атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах страны.

По данным совместной программы наблюдения и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в Европе, представленных в 2012 г., на Европейской территории России (ЕТР) общие выпадения окисленных серы и азота составили 2 038,2 тыс. т., 62,2 % этого количества - трансграничные выпадения. Общие выпадения аммиака на ЕТР составили 694,5 тыс. т., из которых 45,6 % - трансграничные выпадения.

Общие выпадения свинца на ЕТР составили 4 194 т., в том числе 2 612 т., или 62,3 %, - трансграничные выпадения. На ЕТР выпало 134,9 т. кадмия, из них 94,8 т., или 70,2%, - в результате трансграничных поступлений . Выпадения ртути составили 71,2 т., из них 67,19 т, или 94,4 %, - трансграничные поступления. Значительную долю вклада в трансграничное загрязнение территории России ртутью (почти 89 %) вносят природные и антропогенные источники, находящиеся за пределами европейского региона.

Выпадения бензапирена превысили 21 т, из них 16 т, или более 75,5 %, - трансграничные выпадения.

Несмотря на принятые меры по снижению выбросов вредных веществ Сторонами Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979 г.), трансграничные выпадения на ЕТР окисленных серы и азота, свинца, кадмия, ртути и бензапирена превосходят выпадения от российских источников.

Состояние озонового слоя Земли над территорией Российской Федерации в 2012 г. оказалось устойчивым и очень близким к норме, что весьма примечательно на фоне сильного уменьшения общего содержания озона, наблюдавшегося в предыдущие годы.

Данные Росгидромета показали, что до настоящего времени озоноразрушающие вещества (хлорфторуглероды) не сыграли определяющей роли в наблюдаемой межгодовой изменчивости общего содержания озона, происходящей под влиянием естественных факторов .

2 Мероприятия по снижению уровня загрязнения атмосферы

Закон "Об охране атмосферного воздуха" комплексно рассматривает данную проблему. Он сгруппировал требования, разработанные в предыдущие годы и проверенные на практике . Например, введение правила о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданные или реконструированные), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных негативных воздействий на атмосферный воздух .

Дальнейшее развитие получили правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в воздушном пространстве.

Государственным санитарным законодательством для атмосферы были разработаны и установлены ПДК для большого количества химических веществ, как при изолированном действии, так и для их комбинаций .

Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За соблюдением данных нормативов следят органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.

Огромное значение для санитарной охраны атмосферы играет выявление новых источников загрязнения воздушной среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов в части размещения промышленных предприятий и санитарно-защитных зон .

Закон "Об охране атмосферного воздуха" устанавливает требования по установлению нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в воздушное пространство . Данные нормативы необходимо устанавливать для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой отдельной модели транспортных и других передвижных средств, и установок. Они определяются таким образом, что совокупность выбросов от всех источников загрязнения на определенной территории не превышала предельно допустимых значений загрязняющих веществ в атмосфере. Предельно допустимые выбросы устанавливают с учетом предельно допустимых концентраций.

Важное значение имеют требования Закона, касающиеся применения средств защиты растений. Все законодательные меры представляют собой систему профилактических мер, направленных на предотвращение загрязнения воздуха.

Есть также архитектурно-планировочные меры, направленные на строительство предприятий, планирования городских застроек с учетом экологических соображений, озеленения городов и др. При строительстве необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городских районах . Важно организовывать массовое озеленение городов, потому что зеленые насаждения поглощают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы.

Как видно из практики, в настоящее время в России зеленые насаждения только уменьшаются в количестве. Не говоря уже о том, что многочисленные "спальные районы", застроенные в свое время, не выдерживают критики . Это связанно с тем, что застроенные дома находятся слишком близко друг к другу, а воздух между ними подвержен застою.

Так же остро стоит проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что построенные в свое время дороги однозначно не подходят к современному количеству машин. Для решения данной проблемы, необходимо строительство объездной дороги. Это поможет разгрузить центр города от транзитного большегрузного автотранспорта. Также необходима капитальная реконструкция (а не косметический ремонт) дорожного покрытия, строительство современных транспортных развязок, выпрямление дорог, устройства звукозащитных барьеров и озеленение придорожной полосы. К счастью, несмотря на финансовые затруднение в настоящее время данная ситуация значительно изменилась, причем в лучшую сторону.

Так же следует обеспечить быстрый и четкий контроль за состоянием воздуха через сеть постоянных и передвижных станций контроля. Необходимо обеспечить хотя бы минимальный контроль качества выбросов от автотранспорта через специальное тестирование. Следует сокращать процессы горения различных свалок, потому что в этом случае одновременно с дымом выделяется огромное количество вредных веществ.

При этом, Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но так же ответственность за их нарушение . Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, требует от них активного содействия государственным органам в этих вопросах, так как только общее участие общественности поможет в реализации положений настоящего Закона.

Предприятия, чьи производственные процессы - это источник выбросов в атмосферу вредных и неприятно пахнущих веществ, необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может возможно увеличить при необходимости и соответствующем обосновании, но не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективность предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в воздушное пространство; б) отсутствие способов очистки выбросов; с) размещение жилой застройки при необходимости с подветренной стороны относительно предприятия в зоне возможного загрязнения воздуха; г) роза ветров и другие неблагоприятные местные условия; г) строительство новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении промышленностей.

Площадь санитарно-защитных зон для отдельных групп или комплексов крупных предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических станций с выбросами, которые создают высокую концентрацию различных вредных веществ в атмосфере, и которые оказывают особенно пагубное воздействие на здоровье и санитарные условия жизни населения, устанавливается в каждом индивидуальном случае по совместному решению Минздрава и Госстроя России.

Для увеличения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают деревья и кустарники, а также травянистую растительность, которые уменьшают концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, значительно загрязняющих атмосферу вредными для растительности газами, необходимо выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов . Особенно вредными для растительности являются выбросы химической промышленности (серы и диоксида серы, сероводорода, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной промышленности.

Наряду с этим, к еще одной немаловажной задаче относятся воспитание экологической значимости у населения. Нехватка базового экологического мышления особо заметно в современном мире. Если на Западе работают программы, с помощью которых дети с детства изучают основы экологического мышления, то в России пока не наблюдается существенного прогресса в этой области. Пока в России не появится поколение с полностью сформированным экологическим сознанием, не будет заметен прогресс в понимании и предупреждении экологических последствий деятельности человека.

Заключение

Атмосфера - это главный фактор, определяющий климатические и погодные условия на Земле. Ресурсы атмосферы имеют большое значение в хозяйственной деятельности человека. Воздух является неотъемлемой составляющей производственных процессов, а также других видов хозяйственной деятельности человека.

Воздушное пространство - один из самых важных элементов природы, являющийся неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Данные обстоятельства обусловливают необходимость правового регулирования общественных отношений, связанных с охраной атмосферы от различных вредных химических, физических и биологических воздействий.

Главной функцией воздушного бассейна выступает тот фактор, что он является незаменимым источником кислорода, который необходим для существования всех форм жизни на Земле. Все функции атмосферы, что имеют место в отношении флоры и фауны, человека и общества, выступают как одно из важных условий для обеспечения комплексного правового регулирования охраны воздушного бассейна.

Главным нормативно-правовым актом выступает Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха". На основе него опубликованы и другие акты законодательства Российской Федерации и субъектов Российской Федерации. Ими регулируются компетенция государственных и иных органов в области охраны атмосферы, государственный учет вредных воздействий на него, контроля, мониторинга, разрешения споров и ответственности в области охраны атмосферного воздуха.

Государственное управление в сфере охраны атмосферы осуществляется в соответствии с законодательством Правительством Российской Федерации непосредственно или через специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области охраны атмосферы, а также органами государственной власти субъектов Российской Федерации.

Список используемой литературы

1. Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 12.03.2014) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 12.03.2014.- №27-ФЗ;

Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ (ред. от 27.12.2009) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 28.12.2009.- № 52 (1 ч.);

О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Федеральный закон от 30.03.1999 №52-ФЗ (ред. от 30.12.2008) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 05.01.2009.- № 1;

Коробкин В.И. Экология [Текст]: учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский.- Ростов н/Д: Феникс, 2011.- 373 с.

Николайкин Н.И. Экология [Текст]: учебник для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- М.: Дрофа, 2013.- 365 с.

Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна.- М.: Изд-во МНЭПУ, 2010. - 332 с.

Экологическое право: учебник / Под ред. С.А. Боголюбова.- М.:Велби, 2012.- 400 с.

Экологическое право: учебник / Под ред. О.Л. Дубовик.- М.: Эксмо, 2010.- 428 с.

Гидрометцентр России

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

следующие:

Факторы устойчивого развития: социальный

Социальная составляющая

Социальная составляющая устойчивости развития ориентирована на человека и направлена на сохранение стабильности социальных и культурных систем, в том числе, на сокращение числа разрушительных конфликтов между людьми. Важным аспектом этого подхода является справедливое разделение благ. Желательно также сохранение культурного капитала и многообразия в глобальных масштабах, а также более полное использование практики устойчивого развития, имеющейся в не доминирующих культурах. Для достижения устойчивости развития, современному обществу придется создать более эффективную систему принятия решений, учитывающую исторический опыт и поощряющую плюрализм. Важно достижение не только внутри-, но и межпоколенной справедливости. В рамках концепции человеческого развития человек является не объектом, а субъектом развития. Опираясь на расширение вариантов выбора человека как главную ценность, концепция устойчивого развития подразумевает, что человек должен участвовать в процессах, которые формируют сферу его жизнедеятельности, содействовать принятию и реализации решений, контролировать их исполнение.

Энергетические ресурсы

Если нефть, газ и каменный уголь, извлекаемые из недр Мирового океана, представляют собой в основном энергетическое сырье. То многие природные процессы в океане служат непосредственными носителями тепловой и механической энергии. Начато освоение энергии приливов, сделана попытка применения термальной энергии, разработаны проекты использования энергии волн, прибоя и течений.Под влиянием приливообразующих Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы. Они проявляются в периодических колебаниях уровня воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения). В соответствии с этим энергия приливов складывается из потенциальной энергии воды, и из кинетической энергии движущейся воды. При расчетах энергетических ресурсов Мирового океана для их использования в конкретных целях, например для производства электроэнергии, вся энергия приливов оценивается в 1 млрд. кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн. кВт. Колоссальные энергетические мощности океанов и морей представляют собой очень большую природную ценность для человека. Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой обладают очень большим запасом энергии. Каждый метр гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр- 1 млн. кВт. По оценкам исследователей США, общая мощность волн Мирового океана равна 90 млрд. кВт.С давних времен инженерно-техническую мысль человека привлекла идея практического использования столь колоссальных запасов волновой энергии океана. Однако это очень сложная задача, и в масштабах большой энергетики она еще далека от решения.Пока удалось добиться определенных успехов в области применения энергии морских волн для производства электроэнергии, питающей установки малой мощности. Волноэнергетические установки используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. Воды многих районов Мирового океана поглощают большое количество солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в верхних слоях и лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому создаются большие различия температуры поверхностных и глубоколежащих вод. Они особенно хорошо выражены в тропических широтах. В столь значительной разнице температуры колоссальных объемов воды заложены большие энергетические возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях, по-другому - ПТЭО - системы преобразования тепловой энергии океана. В наше время экономическое освоение океана понимается более широко. Оно включает в себя не только использование его ресурсов, но и заботу об их охране и восстановлении. Не только океан должен отдавать людям свои богатства. Но и люди должны рационально и по-хозяйски их использовать. Все это осуществимо, если в темпах развития морского производства учитывать сохранение и воспроизводство биологических ресурсов океанов и морей и рациональное использование их минералов.

Конференция в Стокгольме

Проведение в 1972 году в Стокгольме Конференции ООН по окружающей человека среде и создание Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) ознаменовало включение международного сообщества на государственном уровне в решение экологических проблем, которые стали сдерживать социально-экономическое развитие.

Стала развиваться экологическая политика и дипломатия, право окружающей среды, появилась новая институциональная составляющая - министерства и ведомства по окружающей среде. С экологической точки зрения, устойчивое развитие должно обеспечивать целостность биологических и физических природных систем. Особое значение имеет жизнеспособность экосистем, от которых зависит глобальная стабильность всей биосферы. Более того, понятие «природных» систем и ареалов обитания можно понимать широко, включая в них созданную человеком среду, такую как, например, города. Основное внимание уделяется сохранению способностей к самовосстановлению и динамической адаптации таких систем к изменениям, а не сохранение их в некотором «идеальном» статическом состоянии. Деградация природных ресурсов, загрязнение окружающей среды и утрата биологического разнообразия сокращают способность экологических систем к самовосстановлению.

Факторы, влияющие на загрязненность атмосферы

Наиболее неблагоприятное воздействие на природную среду оказывает хозяйственная деятельность человека, связанная с непосредственным загрязнением атмосферы почвы и водных ресурсов. Значительное влияние на организм человека оказывает загрязнение атмосферы.

К основным факторам, влияющим на экологическое состояние атмосферы города можно отнести

следующие:

Интенсивность и объем выбросов загрязняющих веществ;

Размер территории, на которой производятся выбросы;

Уровень техногенного освоения территории;

Климатические факторы (ветровой режим, температурный и др.).

Ограничиваться только этими факторами можно на открытой местности. В городских условиях на рассеивание выбросов влияют следующие показатели: планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, плотность застройки, зеленые насаждения и водные объекты.

Основными источниками загрязнения воздуха жилых территорий являются промышленные предприятия, отопительные котельные и автомобильный транспорт. Среди них наиболее значительную долю загрязнения атмосферного воздуха в пределах жилых территорий вносит автотранспорт. Специфика автотранспорта, как подвижного источника загрязнения, проявляется в низком его расположении и непосредственной близости, к зонам жилой застройки. Все это приводит к, тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в. пределах которых предельно-допустимая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе превышена в несколько раз. С каждым годом площадь застройки городов увеличивается за счет расширения площади города или путем застройки свободного внутригородского пространства. При этом составные элементы городских общественных пространств рассматриваются как отдельно взятые градостроительные объекты (общественные центры, городские улицы и площади, озеленение), оторванные от ландшафтной подосновы и общей экологической ситуации, что в свою очередь влечет за собой ухудшение аэрации центральных районов. Как результат образуются застойные области с высокими концентрациями загрязняющих веществ.

Зеленые насаждения в целом оказывают положительное воздействие на микроклимат городов: они вырабатывают кислород, но аккумулируя загрязняющие вещества, при наличии ветра могут быть источником вторичного загрязнения.

Введение

Атмосфера представляет собой среду, в которой происходит распространение атмосферных загрязнителей от их источника; при этом влияние каждого данного источника определяется продолжительностью времени, частотой выпуска загрязнений и той концентрацией, воздействию.которой подвергается какой-либо объект. С другой стороны, метеорологические условия играют лишь незначительную роль в уменьшении или устранении загрязнения воздуха, поскольку, во-первых, они не изменяют абсолютную массу выброса, во-вторых, в настоящее время мы еще не умеем воздействовать на основные протекающие в атмосфере процессы, определяющие степень рассеивания загрязняющих веществ. Проблема атмосферных загрязнений может решаться по трем направлениям: а) путем устранения образования отходов; б) путем установки оборудования для улавливания отходов на месте их образования; в) путем улучшения рассеивания выбросов в атмосфере.

Если допустить, что наилучшим способом устранения атмосферных загрязнений является контроль источников их образования, то практическая задача сводится к тому, чтобы привести расходы по снижению степени загрязнения в соответствие с объемом работ, уменьшающих до приемлемого уровня количество отходов. Величина требуемого для этого уменьшения абсолютной массы выброса загрязнений данным источником, зависит непосредственно от метеорологических условий и их изменения во времени и пространстве над данным районом.

Основные параметры, определяющие распространение и рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, могут быть описаны качественно и полуколичественно. Такие данные позволяют сопоставить различные географические пункты или определить возможную частоту условий, при которых будет происходить быстрая или замедленная диффузия в атмосфере. Наиболее характерным свойством атмосферы является ее непрерывная изменчивость: температура, ветер и осадки широко варьируют в зависимости от широты местности, времени года и топографических условий. Эти условия хорошо изучены и довольно подробно представлены в литературе.

В меньшей мере изучены и описаны в литературе другие важные метеорологические параметры, влияющие на концентрацию атмосферных загрязнений, а именно турбулентная структура ветра, низкие уровни температуры воздуха и градиенты ветра. Эти параметры широко изменяются во времени и пространстве и представляют собой на деле почти единственные метеорологические факторы, которые человек может изменить существенным образом и то лишь локально.

Загрязнение атмосферного воздуха населенных мест рассматривают обычно как результат индустриализации, однако оно включает не только вещества, выделяющиеся в процессе промышленного производства, но и естественные загрязнения, возникающие в результате вулканических извержений (Wexler, 1951), пылевых бурь (Warn, 1953), океанских прибоев (Holzworth, 1957), лесных пожаров (Wexler, 1950), спорообразования растений (Hewson, 1953) и т. д. Оценка физиологического воздействия природных загрязнений атмосферы часто может быть более легкой, чем оценка влияния сложного загрязнения промышленными отходами. Характер природных загрязнений, а часто и их источники, как правило, лучше изучены.

Для того чтобы оценить роль атмосферы в качестве рассеивающей среды, необходимо рассмотреть физические процессы, способствующие рассеиванию различных веществ в атмосфере, а также значение таких неметеорологических факторов, как топография и география местности.

Воздушные течения

Основным параметром, определяющим распространение атмосферных загрязнителей, является ветер, его скорость и направление, которые в свою очередь взаимосвязаны с вертикальным и горизонтальным градиентами температуры воздуха в больших и малых масштабах. Основная закономерность заключается в том что чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность и тем быстрее и полнее происходит рассеивание загрязнений с атмосфере. Taк как вертикальный и горизонтальный градиенты температуры зимой увеличиваются, то и скорость, ветра обычно возрастает. Это особенно характерно для умеренных и полярных широт и менее отчетливо проявляется в тропиках, где сезонные колебания невелики. Однако иногда и в зимнее время, особенно в глубине крупных континентов, могут возникать продолжительные периоды слабого движения воздуха или полного штиля. Изучение частоты длительных периодов слабого движения воздуха на североамериканском континенте к востоку от Скалистых гор показало, что такие ситуации возникают наиболее часто поздней весной и ранней осенью. На значительной части европейского континента слабые ветры наблюдаются поздней осенью и ранней зимой (Jalu, 1965). Кроме сезонных колебаний, на многих территориях отмечаются дневные изменения в движении воздуха, которые могут быть даже более заметными. На большинстве континентальных территорий в ночные часы обычно наблюдается устойчивое слабое движение воздуха. В результате ухудшения условий для вертикального распространения атмосферных загрязнений последние рассеиваются медленно и могут концентрироваться в относительно малых объемах воздуха. Содействующий этому слабый, изменчивый ветер может привести даже к обратному распространению загрязнений по направлению к их источнику. В противоположность этому в дневное время ветры характеризуются большей турбулентностью и скоростью; вертикальные токи усиливаются, поэтому в ясный солнечный день происходит максимальное рассеивание загрязняющих веществ.

Местные ветры могут заметно отличаться от общего потока воздуха, характерного для данной области. Разница температур суши и воды вдоль побережья континентов или крупных озер является достаточной для возникновения местных движений воздуха с моря на сушу днем и с суши на море ночью (Pierson, I960); Schmidt, 1957). В умеренных широтах такие закономерности движения морского бриза хорошо заметны лишь летом, в другие времена года они маскируются общими ветрами. Однако в тропических и субтропических районах они могут являться характерными чертами погоды и наблюдаться почти с часовой регулярностью изо дня в день.

Помимо закономерностей движения морского бриза в приморских районах, очень важными факторами являются также топография местности, расположение на ней источников загрязнений или объектов их воздействия. Следует отметить, однако, что замкнутость пространства не является необходимым условием для создания чрезвычайного уровня атмосферных загрязнении, если в этом пространстве имеется достаточно интенсивный источник загрязнения. Лучшим доказательством этого являются эпизодически наблюдающиеся токсические туманы (smog) в Лондоне, где топографические условия не играют почти, или совершенно никакой роли. Однако, за исключением Лондона, все крупные воздушные катастрофы, вызванные загрязнением атмосферы, о которых мы знаем, возникали там, где движение воздуха значительно ограничивалось рельефом местности, так что движение воздуха происходило лишь в одном направлении или в пределах относительно малой территории (Firket, 1936; US Public Health Service, 1949), движение.воздуха в узких долинах характеризуется тем, что днем нагретые солнцем воздушные потоки направляются по склонам долины вверх, тогда как непосредственно перед или после захода солнца воздушные потоки опрокидываются и стекают по склонам долины.вниз (Defant, 1951). Поэтому в условиях долины атмосферные загрязнения могут подвергаться длительному застою на небольшом пространстве (Hewson a. Gill, 1944). Кроме того, поскольку склоны долин защищают их от влияния общей циркуляции воздуха, ветер здесь отличается меньшей скоростью по сравнению с равнинными территориями. B некоторых районах такие местные восходящие и нисходящие потоки воздуха в долинах могут происходить почти ежедневно, в других они наблюдаются лишь как исключительное явление. Существование местных воздушных течений и их изменения во времени являются одной из основных причин, обусловливающих необходимость детального исследования местности для исчерпывающей характеристики закономерностей загрязнения атмосферы (Holland, 1953). Обычная сеть метеорологических станций не в состоянии обнаружить эти небольшие воздушные течения.

Кроме изменений движения воздуха во времени и по горизонтали, обычно наблюдаются значительные различия в его движении и.по вертикали. Неровности земной поверхности, как естественные, так и созданные человеком, образуют препятствия, обусловливающие механические завихрения, уменьшающиеся с увеличением высоты. Кроме того, в результате нагревания земли солнцем образуются термические завихрения, максимальные у земной поверхности и убывающие с высотой, что приводит к уменьшению порывистости ветра по вертикали и последовательному снижению скорости рассеивания загрязнений с увеличением высоты (Magi 11, Holder) a. Ackley, 1956),

Турбулентность, или вихревое движение, представляет собой механизм, обеспечивающий эффективную диффузию в атмосфере. Поэтому изучение спектра распространения энергии в вихрях, проводящееся значительно более интенсивно в настоящее время (Panofsky a. McCormick, 1954; Van Dcr Hovcn, 1957), теснейшим образом связано с проблемой рассеивания атмосферных загрязнений. Общая турбулентность состоит в основном из двух компонентов - механической и термической турбулентности. Механическая турбулентность возникает при движении ветра над аэродинамически шероховатой поверхностью земли и пропорциональна степени этой шероховатости и скорости ветра. Термическая турбулентность возникает в результате нагревания земли солнцем и зависит от широты местности, величины излучающей поверхности, и стабильности атмосферы. Она достигает максимума в ясные летние дни и снижается до минимума в течение длинных зимних ночей. Обычно влияние солнечной радиации на тепловую турбулентность измеряется не непосредственно, а путем измерения вертикального градиента температуры. Если вертикальный градиент температуры нижних слоев атмосферы превышает адиабатическую скорость падения температуры, то возрастает вертикальное движение воздуха более заметным становится рассеивание загрязнений, особенно по вертикали. С другой стороны, в стабильных атмосферных условиях, когда различные слои атмосферы имеют одинаковую температуру или когда температурный градиент с увеличением высоты становится положительным, необходимо затратить значительную энергию для увеличения вертикального движения. Даже при эквивалентных скоростях ветра стабильные атмосферные условия обычно приводят к концентрации загрязнений в относительно ограниченных слоях воздуха.

Типичный дневной цикл изменения температурного градиента над открытой местностью в безоблачный день начинается с образования неустойчивой скорости падения температуры, усиливающейся днем благодаря интенсивному тепловому излучению солнца, что приводит к возникновению сильной турбулентности. Непосредственно перед или вскоре после захода солнца приземный слой воздуха быстро охлаждается и возникает устойчивая скорость падения температуры (повышение температуры c высотой). В течение ночи интенсивность и глубина этой инверсии возрастают, достигая максимума между полуночью и тем временем суток, когда земная поверхность имеет минимальную температуру. В течение этого периода атмосферные загрязнения эффективно задерживаются внутри слоя инверсии или ниже его благодаря слабому или полном отсутствию рассеивания загрязнений по вертикали. Следует отметить, что в условиях застоя загрязнители, сбрасываемые у поверхности земли, не распространяются в верхние слои воздуха и, наоборот, выбросы из высоких труб в этих условиях большей частью не проникают е ближайшие к земле слои воздуха (Church, 1949). С наступлением дня земля начинает нагреваться и инверсия постепенно ликвидируется. Это может привести к "фумигации" (Hewson a. Gill. 1944) благодаря тому, что загрязнения, попавшие в течение ночи в верхние слои воздуха, начинают быстро перемешиваться и устремляются вниз, поэтому в ранние предполуденные часы, предшествующие полному развитию турбулентности, заканчивающей дневной цикл и обеспечивающей мощное перемешивание, часто возникают высокие концентрации атмосферных загрязнений. Этот цикл может быть нарушен или изменен при наличии облаков или осадков, препятствующих интенсивной конвекции в дневные часы, но могущих также препятствовать и возникновению сильной инверсии в ночное время.

Установлено, что в городских районах, где чаще всего наблюдается загрязнение атмосферного воздуха, типичный для открытых территорий режим падения температуры подвергается изменениям, особенно в ночное время (Duckworth a. Sandberg, 1954). Промышленные процессы, повышенное выделение тепла в городских районах и неровности поверхности, создаваемые зданиями, способствуют термической и механической турбулентности, усиливающей перемешивание воздушных масс и препятствующей образованию поверхностной инверсии. Благодаря этому основание инверсии, которое в условиях открытой местности располагалось бы на уровне земли, находится здесь над слоем интенсивного перемешивания обычно толщиной около 30-150 м. Эти условия могут свести на нет преимущества выброса загрязнений через высокие трубы, поскольку выпускаемые отходы будут концентрироваться в относительно ограниченном пространстве.

При анализе воздушных течений в большинстве случаев для удобства допускается, что ветер сохраняет постоянное направление и скорость на обширной территории в течение значительного периода. В действительности это не так, и при детальном анализе движения воздуха необходимо учитывать эти отклонения. Там где движение ветра вследствие различия градиента атмосферного давления или топографии местности меняется от места к месту или со временем, крайне важно производить анализы метеорологических траекторий при изучении влияния выпускаемых загрязнений или установлении возможного источника их (Nciburgcr, 1956). Вычисление детальных траекторий требует множества точных измерений ветра, однако и вычисление приблизительных траекторий, для чего часто бывает достаточно лишь немногих наблюдений над движением ветра, также может принести пользу.

При краткосрочных исследованиях атмосферных загрязнений, локализованных на небольших территориях, обычные метеорологические данные являются недостаточными. В значительной мере это объясняется затруднениями, возникающими вследствие использования приборов, обладающих различными характеристиками, неодинакового местоположения приборов, различных способов отбора проб и различных периодов наблюдения.

Диффузионные процессы в атмосфере

Мы не будем пытаться перечислять здесь разнообразные теоретические предпосылки к проблеме диффузии в атмосфере или рабочие формулы, которые разработаны в этой области. Исчерпывающие данные по этим вопросам приводятся в литературе (Bat-chelor a. Davies, 3956; iMagill, Bolden a. Ackley, 3956; Sutton, 1053; US Atomic Energy Commision a. US Wacther Bureau, 1955). Кроме того, специальная группа Всемирной метеорологической организации периодически представляет обзоры этой проблемы. Поскольку проблема "Понимается лишь в общих чертах и формулировки имеют приблизительную точность, математические сложности, возникающие при изучении изменений ветра и тепловой структуры нижних слоев атмосферы, еще далеко не преодолены для всего разнообразия метеорологических условий. Точно так же в настоящее время мы располагаем лишь отрывочными сведениями относительно турбулентности, распределения ее энергии в трех измерениях, изменений во времени и пространстве. Несмотря на недостаточное понимание турбулентных процессов, рабочие формулы позволяют вычислить концентрации выбросов из отдельных источников, которые удовлетворительно согласуются с данными инструментальных замеров, если не считать высотных труб в условиях инверсии. Соответствующее применение этих формул дало возможность сделать полезные практические выводы об уровне загрязнений атмосферного воздуха из единичного источника. Очень немногие попытки (Frenkel, 1956; Lettau, 1931) сводились к использованию аналитических методов для расчета концентрации атмосферных загрязнений, выбрасываемых из множественных источников, как это имеет место в крупных городах. Такой подход обладает значительными преимуществами, но он требует выполнения очень сложных расчетов, а также разработки эмпирических приемов для учета топографических и зональных параметров. Несмотря на эти затруднения, точность методов аналитического расчета, по-видимому, в настоящее время соответствует точности наших знаний о распределении источников загрязнений, их мощности и колебаний во времени. Поэтому для получения полезных практических выводов эта точность достаточна. Периодическое выполнение аналитических расчетов этого типа позволило бы определять возможность повторения периодов высоких концентраций атмосферных загрязнений, определять их "хронический" уровень, оценивать роль (различных источников при разных метеорологических условиях и подвести математическую базу под различные меры снижения загрязнения воздуха (зонирование, размещение промышленных предприятий, ограничение выбросов и др.).

Основными процессами, сопровождающими распространение атмосферных примесей, являются диффузия и физико-химическое взаимодействие примесей между собой и с компонентами атмосферы.

Примеры физического реагирования: конденсация паров кислот во влажном воздухе с образованием аэрозоля, уменьшение размеров капель жидкости в результате испарения в сухом теплом воздухе. Жидкие и твердые частицы могут объединяться, растворять газообразные вещества.

Некоторые процессы химических преобразований начинаются непосредственно с момента поступления выбросов в атмосферу, другие – при появлении для этого благоприятных условий – необходимых реагентов, солнечного излучения, других факторов.

Углеводороды в атмосфере подвергаются различным превращениям (окислению, полимеризации), взаимодействуя с другими загрязнениями прежде всего под действием солнечной радиации. В результате этих реакций образуются пероксиды, свободные радикалы, соединения с NO x и SO x .

Соединения серы поступают в атмосферу в виде SO 2 , SО 3 , H 2 S, CS 2 . В свободной атмосфере SO 2 через некоторое время окисляется до SО 3 или вступает во взаимодействие с другими соединениями, в частности углеводородами, в свободной атмосфере при фотохимических и каталитических реакциях. Конечным продуктом является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде.

Уровень приземной концентрации вредных веществ в атмосфере от стационарных и подвижных объектов промышленности и транспорта при одном и том же массовом выбросе может существенно меняться в атмосфере в зависимости от техногенных и природно-климатических факторов.

Под техногенными факторами будем понимать интенсивность и объем выброса вредных веществ; высота расположения устья источника выбросов от поверхности земли; размер территории, на которой осуществляются загрязнения; уровень техногенного освоения региона.

К природно-климатическим факторам распространения загрязняющих веществ обычно относят:

Режим циркуляции атмосферы, ее термическую устойчивость;

Атмосферное давление, влажность воздуха, температурный режим;

Температурные инверсии, их повторяемость и продолжительность;

Скорость ветра, повторяемость застоев воздуха и слабых ветров (0¸1 м/с);

Продолжительность туманов;

Рельеф местности, геологическое строение и гидрогеологию района;

Почвенно-растительные условия (тип почв, водопроницаемость, пористость, гранулометрический состав почв, состояние растительности, состав пород, возраст, бонитет);

Фоновые значения показателей загрязнения природных компонентов атмосферы;

Состояние животного мира

Рассмотрим перечисленные факторы более подробно. В природной среде непрерывно меняются температура воздуха, скорость, сила и направление ветра. Поэтому распространение энергетических и ингредиентных загрязнений происходит в постоянно меняющихся условиях. Процессы разложения токсических веществ в высоких широтах при малых значениях солнечной радиации замедляются. Осадки и высокие температуры, наоборот, способствуют интенсивному разложению веществ. Более высокая температура у поверхности земли в дневное время заставляет воздух подниматься вверх, что приводит к дополнительной турбулентности. Ночью температура у поверхности земли более низкая, поэтому турбулентность уменьшается. Это явление приводит к уменьшению рассеивание отработавших газов.

Способность земной поверхности поглощать или излучать теплоту влияет на вертикальное распределение температуры в приземном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии (отклонение от адиабатности). Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подниматься выше определенного «потолка». В инверсионных условиях ослабляется турбулентный обмен, ухудшаются условия рассеивания вредных выбросов в приземном слое атмосферы. Для приземной инверсии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии – повторяемость высот нижней границы.

Сочетание природных факторов, определяющих возможный уровень загрязнения атмосферы, характеризуется метеорологическим и климатическим потенциалом загрязнения атмосферы, а также высотой слоя перемешивания, повторяемостью приземных и приподнятых инверсий, их мощностью, интенсивностью, повторяемостью застоев воздуха, штилевых слоев до различных высот.

Уменьшение концентраций вредных веществ в атмосфере происходит не только вследствие разбавления выбросов воздухом, но и из-за постепенного самоочищения атмосферы. Явление самоочищения сопровождается следующими основными процессами

Седиментация, т.е. выпадение выбросов с низкой реакционной способностью (твердых частиц, аэрозолей) под действием силы тяжести;

Нейтрализация и связывание газообразных выбросов в открытой атмосфере под действием солнечной радиации

Определенный потенциал самовосстановления свойств окружающей среды, в том числе и очищения атмосферы, связан с поглощением водными поверхностями до 50% природных и техногенных выбросов СО 2 . В водоемах растворяются и другие газообразные загрязнители воздуха. То же происходит на поверхности зеленых насаждений: 1 га городских зеленых насаждений поглощает в течение часа такое же количество CО 2 , которое выдыхают 200 человек.

Химические элементы и соединения, содержащиеся в атмосфере, поглощают часть соединений серы, азота, углерода. Гнилостные бактерии, содержащиеся в почве, разлагают органические остатки, возвращая CО 2 в атмосферу.