РОЛЬ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ЗАГРЯЗНЕНИИ АТМОСФЕРЫ

Распространение в атмосфере промышленных выбросов из труб и вентиляционных устройств подчиняется законам турбулентной диффузии.

Начиная с 70-х годов XX в. мировое сообщество развитых стран осознало, в целом, серьезность экологических проблем и вступило в эпоху создания и внедрения противозагрязнитель- ной техники, выделяя на эти цели огромные финансовые ресурсы, сопоставимые с затратами на космос и машиностроение. В нашей стране эти проблемы начали серьезно рассматриваться с переходом к рыночной экономике.

По результатам моделирования в город с населением 1 млн человек ежесуточно поступает 732 тыс. т вещества (вода, пища, топливо). На выходе за каждые сутки образуется около 503 тыс. т вторичного вещества. Из них 500 тыс. т приходится на сточные воды, 2 тыс. т - твердые отходы и 1 тыс. т - газообразные и пылевые загрязняющие вещества. Масса двух последних условно распределена среди основных загрязняющих веществ городской атмосферы следующим образом: твердые частицы - 150 т, диоксид серы - 150 т, оксиды азота - 100 т, углеводороды- 100т и оксиды углерода - 450 т.

Плотность накопления пыли на 1 км2 площади такого города (в модели площадь равна 300 км2) составляет 500 т/год. Из них максимум поступления в приземную атмосферу пыли и загрязняющих веществ в целом приходится на зимние месяцы, когда на полную мощность работают ТЭЦ, ГРЭС и котельные.

Оценка качества воздуха городов производится по сравнению наблюдаемых среднесуточных концентраций с ПДКСС. В последнее время используют также обобщенные показатели качества - индексы загрязнения атмосферы (ИЗА).

Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное - распределением температур в вертикальном направлении. Вместе с тем на распределение (миграцию и концентрацию) всей массы поллютантов оказывают влияние очень многие факторы:

  • -размещение промышленных предприятий в структуре города;
  • - геоморфологические особенности местности;
  • -особенности выброса загрязняющих веществ: высота

труб, диаметр устья;

  • -особенности технологии производства, мощность предприятия, способы очистки и утилизации и пр.;
  • -физические и химические свойства выбрасываемых веществ, температура пыле-газо-аэрозольных выбросов;
  • - состояние атмосферы, роза ветров;
  • - режим атмосферных осадков;
  • - размер пылевых фракций выбросов и их взаимодействие с поверхностью.

Пыль выбросов классифицируется по абсолютным размерам частиц:

  • -крупные частицы (средний размер диаметра 20 мкм) концентрируются в нижнем слое тропосферы (до 3000 м). Они осаждаются под действием силы тяжести, но могут переноситься ветром и на большие расстояния;
  • -средняя (полутонкая) пыль с диаметрами частиц 5,0-0,1 мкм. Она в пределах санитарно-защитной зоны осаждается с трудом или не осаждается вовсе. Частицы пыли размером меньше 1 мкм служат ядрами конденсации молекул водяного пара. Для частиц диаметром менее 0,1 мкм из-за броуновского движения осаждение в обычных условиях невозможно (эти частицы называют аэрозолем);
  • -тонкая (микроскопическая) пыль (диаметр менее 0,001 мкм). Она не осаждается при нормальных погодных условиях, носит название «частицы Айткена».

Большинство частиц выбросов, удерживающихся в воздухе в течение длительного времени, имеют диаметр 5,0-1,5 мкм.

Тонкая и частично средняя пыль не осаждается в местах выброса при сухой атмосфере и может попасть в воздушные потоки трансграничных региональных и даже глобальных загрязняющих веществ. Однако при влажной атмосфере эти частицы вымываются с осадками и могут оказаться на земной поверхности вблизи мест выброса. Газообразные поллютанты также, в значительной мере, вымываются из атмосферы и оседают на землю с дождем или снегом. При изучении снежного покрова как депонирующей среды необходимо иметь в виду, что снег не является абсолютно химически инертной средой, он участвует в реакциях обмена с прилегающим воздухом.

Итак, масса загрязненного воздуха высотой до 1000-3000 м накрывает территорию промышленного города. Внутри него эпизодически или непрерывно увеличивается количество загрязняющих веществ, которые оседают на депонирующие среды в пределах территории (почву, снег, донные отложения) либо выносятся за городскую черту по розе ветров. В итоге над городом и вокруг него формируется пятно хронического загрязнения поверхности, которое накладывается на техногенный атмосферный купол тепла (до +5-6 градусов).

Основные негативные последствия загрязнения атмосферного воздуха в урбанизированных районах:

  • -снижение солнечной ультрафиолетовой радиации до 30 %, уменьшение продолжительности солнечного сияния до 15 %;
  • - увеличение по сравнению с фоном газообразных примесей в 5-25 раз ядер конденсации молекул водяного пара - в 10 раз и больше, общей массы пыли - в 10 раз и больше;
  • -увеличение по сравнению с фоном аэрозольных примесей в 100-1000 раз;
  • -повышение времени облачности и туманов летом на 30 %, туманов зимой - на 200 %;
  • -температура суточного минимума на 1,0-9,0 °С выше;
  • - скорость ветра: среднегодовая на 20-30 % меньше, сильные порывы- на 10-20 % меньше, штили - на 5-10 % больше;
  • - содержание токсичных тяжелых металлов и канцерогенных веществ в аэрозолях техногенных ландшафтов урбанизированных районов увеличено в среднем в 4-5 раз по сравнению с фоном;
  • -повышенный риск заболеваний населения болезнями, характер которых зависит от типа поллютанта (аллергия, заболевания органов дыхания, сердечно-сосудистой системы и пр.);
  • -повышенный износ материалов конструкций, строений, памятников архитектуры за счет воздействия различных видов химической, физико-химической и микробиологической коррозии;
  • -уменьшение площадей, покрытых растительностью, болезни деревьев;
  • - локальное изменение климата, биохимических кругооборотов основных компонентов атмосферы (воды, азота, серы, углерода), увеличение количества дождей, преобладание кислотных осадков;
  • -отдаленные последствия, связанные с генетическими изменениями.

Климатические факторы играют весьма специфичную роль в миграции и концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. В настоящее время среди большого разнообразия климатических факторов количественному учету при экологических расчетах стали доступны лишь некоторые из них. К ним относятся - температура воздуха и выбросов, скорость и направление ветра, стратификация приземной атмосферы, количество осадков, влажность и некоторые другие.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >