3. Факторы загрязнения воздушной среды .

Техногенное и антропогенное загрязнение самое опасное для атмосферы. В воздушный бассейн Новосибирской области с выбросами промышленных предприятий и транспорта поступают тысячи тонн различных вредных веществ. Уровень загрязнения атмосферы зависит:

От количественного и качественного состава промышленных выбросов;

Их периодичности и высоты, на которой осуществляется выброс;

От климатических условий, определяющих их перенос, рассеивание;

От атмосферных осадков, вымывающих вредные вещества;

От интенсивности фотохимических реакций в атмосфере.

Суммарная масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2003 году составила 206,4 тыс.т. (подсчитать количество вагонов). Основными источниками загрязнения воздуха являются предприятия черной и цветной металлургии, тепловой энергетики, химической и цементной промышленности, нефте- и газопереработки, транспорт. Все эти предприятия кроме нефте и газопереработки сконцентрированы в Новосибирске и близь прилегающих к нему территориям. Каждый промышленный источник выделяет свой специфический набор загрязнения веществ:

Теплоэнергетика – оксиды серы, углерода, металлов, азота, пыль;

Транспорт – оксиды углерода и азота, углеводороды, тяжелые металлы;

Производство цемента – оксиды углерода, пыль.

Проанализируем таблицу «Валового выброса загрязняющими веществами атмосферу Новосибирской области»

По данным 2002 г. и 2003 года можно увидеть, что увеличение выбросов происходит год от года. Наибольшее количество выбросов составляют оксиды углерода, диоксид серы и оксиды азота.

Для определения степени загрязнения воздушной среды вводится показатель – индекс загрязнение воздуха (ИЗВ). ИЗВ обозначает количество вредных веществ в определенном объеме воздуха (1м 3 ). Для отслеживания степени загрязнения воздуха используются лазерные спектроскопы, которые обнаруживают присутствие в воздухе загрязняющих веществ на расстоянии 2 км. Установлены показатели ИЗВ:

до 5 баллов – воздух чистый;

от 5 – 6 баллов – загрязнение повышенное;

от 7 до 13 баллов – ИЗВ высокое;

более 14 баллов – очень высокое.

По индексу загрязнения определяется показатель - предельно допустимая концентрация, которая определена нормативными актами (мг/м 3).

Таблица 1

Индекс загрязнения отдельными ингредиентами атмосферного воздуха в Новосибирской области.

Загрязняющие вещества	Факторы загрязнения
1.Твердые и взвешенные вещества (сажа, пыль)	Неблагоустроенные дороги	В Новосибирске от 9 до 25 – очень высокий; По области от 7 до 9 (летом пыль, зимой – сажа)
2.Оксид углерода	Выбросы промышленных предприятий; Транспорт. Он не вымывается осадками и не выступает в химические соединения с другими примесями. Его содержание регулируется главным образом условиями переноса и рассеивания	ПДК от 0, 7 до 1,6 повышенное и высокое
3.Диоксид азота	Образуется в результате процессов горения, количество выбросов зависит от температуры выходящих газов	1,3 – 1,5 ПДК
4.Формальдегид	Выбрасывается при производстве пластмасс, лаков, красок, деревообработки, автотранспорта	Повышенное 1 – 2,3 ПДК
	Выбросы промышленных предприятий, зависит от условий рассеивания	0,003 – 3,9 ПДК
6. Фтористый водород	Металлургические предприятия	Повышенное 1,2 – 5,9 ПДК
7.Бенз(а)пирен	Источником является автотранспорт, котельные, ТЭЦ	Повышенное 1,4 – 4,9 ПДК (ВОЗ – 2,9)
	Промышленные выбросы	Предельно допустимый в отдельных случаях 1,4 -9 ПДК
9.Диоксид серы	Сжигание угля и других видов твердого топлива; Промышленные выбросы	Повышенное 0,9 – 1,4 ПДК

Наиболее повышенное загрязнение воздуха наблюдается в промышленных зонах Новосибирской области (Новосибирск, Искитим, Бердск, Барабинск, Куйбышев). Но в результате подвижности воздуха и его рассеивания загрязнению подвергается вся воздушная среда области, только ПДК будет разная.

Снежный покров позволяет более определенно отследить преобладание загрязнителей на отдельной территории области. Снег лежит 5 месяцев или 168 дней. За этот период в снежном покрове накапливается огромное количество загрязняющих атмосферу веществ.

Проведем анализ таблицы 1.1.2.1.

Таблица 2

	Концентрация веществ
	SО,сульфаты				Азот аллюминий
1.Барабинский
2.Искитим
4.Карасук
5.Кузедево
6.Кыштовка
7.Маслянино
8.Огурцово
9.Татарск

Из таблицы видно, что даже при отсутствии крупных промышленных предприятий на территории Татарского, Карасукского, Каргатского, Маслянинского районов, степень загрязнения снега повышенная, из-за рассеивания выбросов.

Меры по охране воздушной среды.

Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнений служат: разработка и внедрение очистных сооружений, безотходные технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение. Очистные сооружения являются основным средством борьбы с промышленными загрязнениями атмосферы. Очистка выбросов осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Безотходная технология аналогична процессам, происходящим в биосфере, где в ее круговороте ненужных отходов не существует и где все они полностью используются различными звеньями экосистемы. Полностью исключаются выбросы в атмосферу, а используются для извлечения из промышленного воздуха ингредиентов, которые можно использовать в производстве (сера, азот, углерод, металлы).

Для защиты воздуха от выхлопных газов автомобилей используются фильтры и устройства, дожигающие топливо, чтобы снизить их выброс. В бензин добавляются вещества, заменяющие содержание бензина. Улучшается дорожное строительство в области, систематически ведется ремонт дорог, исключающие частую смену режима двигателей и уменьшение выбросов выхлопных газов.

Озеленение населенных пунктов и промышленных объектов, имеет важное значение в борьбе с загрязнением атмосферы. Зеленые растения в результате фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают ее кислородом. На деревьях и кустах оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% диоксида серы. Особенно много пыли и загрязняющих веществ улавливают лиственные породы деревьев.

За качеством состояния воздушной среды ведутся наблюдения на метеостанциях. Наиболее системный мониторинг проводится в Новосибирске. Качественное состояние воздушной среды должно измеряться круглосуточно и население должно получать информацию о загрязнении воздуха.

5. Охрана воздушной среды в Новосибирской области.

Опасность загрязнения атмосферного воздуха несет тяжелые последствия. Воздух – подвижный объект природы, который постоянно перемещается и изменяет свои свойства и состав. В процессе циркуляции атмосферы воздух может оказаться загрязненным в местах, где нет «грязных» производств. Загрязняющие выбросы могут сохраняться в воздухе несколько суток и перемещаться с воздухом, выпадать с осадками в разных местах. Загрязнение воздуха – это мина замедленного действия, которая угрожает всему населению Земли.

Все усилия современного производства должны быть направлены на осуществление мер по снижению и полной ликвидации загрязнения атмосферы. Основным средством борьбы с промышленным загрязнением являются очистные фильтры. Очистные фильтры в зависимости от компонента загрязнения, который надо задерживать бывают механические, электрические, магнитные, звуковые и др. Промышленные выбросы в атмосферу пропускают через один или несколько фильтров, воду, химические активные жидкости и улавливают пыль, копоть, газы, пары. При грубой очистке промышленных выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей. При средней очистке задерживается до 95 -98%, при тонкой - до 99% и выше.

Решить проблему охраны атмосферы только с помощью очистных фильтров невозможно. Необходимо внедрение в промышленную практику безотходных технологий.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения – переход на альтернативные источники энергии. По запасам газа России опережает другие страны мира. Газификация хозяйства и экономики России составляет 45%, в нашей области.

Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предполагается замена бензина другими видами топлива – спирт, газ. Установка фильтров для очистки выхлопных газов автомобилей, использование добавок, не содержащих свинец, уменьшает загрязнение воздуха. Содержание дорог в хорошем состоянии, создание расширенного дорожного полотна и развязок на улицах городов исключает частую смену режимов работы двигателей, уменьшает количество выбросов.

Зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листья деревьев и кустарников оседает до 72% пыли и взвешенных частиц, до 70% диоксида серы. Зеленые насаждения регулируют микроклимат населенных пунктов, гасят шум, приносящий вред здоровью людей.

Для поддержания чистоты большое значение имеет планировка города. Жилые кварталы лучше располагать на возвышенных участках и с подветренной стороны. Промышленные зоны размещать за пределами города.

Одним из направлений деятельности по снижению выбросов в атмосферу является «Закон об охране окружающей природной среды» Конституции РФ. В данном Законе определены меры охраны, утвержденные ГОСТами:

Нормы и методы измерений содержания оксида углерода и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями;

Нормы и методы измерения дымности отработанных газов дизелей;

Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;

Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями;

Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и экспертизы воздухоохранных мероприятий и выдаче разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Кроме общегосударственной нормативной базы, регулирующей глобальные вопросы охраны атмосферы и ее рационального использования в области, создана служба экологического контроля, которая следит за выполнением Федерального закона «Об охране окружающей природной среды».

Контрольные вопросы

Опишите факторы техногенного загрязнения воздушной среды в нашей области.

Ингредиенты, загрязняющие воздушную среду в Новосибирской области. Критерии измерения уровня загрязнения воздуха.

Уровень загрязнения воздуха в г. Татарске зимой и летом. Необходимые меры улучшения качества воздушной среды в нашем городе.

Воздействие загрязнения воздуха на здоровье людей, растения, животных.

Литература

Ушаков С.А., Кац Я.Г. Экологическое состояние территории России. М.: Академия, 2002 г.

Состояние окружающей среды Новосибирской области в 2003 году (Доклад МПР по Новосибирской области)

Константинов В.М. Экологические основы природопользования. М., АCADEMA. 2006

Загрязнение атмосферы Земли – изменение природной концентрации газов и примесей в воздушной оболочке планеты, а также привнесение в среду чужеродных для неё веществ.

Впервые об на международном уровне заговорили сорок лет назад. В 1979 году в Женеве появилась Конвенция о трансграничном на большие расстояния. Первым международным соглашением о сокращении выбросов стал Киотский протокол 1997 года.

Эти меры хоть и приносят свои результаты, но загрязнение атмосферы остаётся серьёзной проблемой общества.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Основные составляющие атмосферного воздуха – азот (78%) и кислород (21%). Доля инертного газа аргона – чуть меньше процента. Концентрация диоксида углерода составляет 0,03%. В малых количествах в атмосфере также присутствуют:

• озон,
• неон,
• метан,
• ксенон,
• криптон,
• закись азота,
• двуокись серы,
• гелий и водород.

В чистых воздушных массах окись углерода и аммиак присутствуют в виде следов. Помимо газов, в атмосфере есть водяные пары, кристаллы соли, пыль.

Основные загрязнители воздушной среды:

• Диоксид углерода – парниковый газ, влияющий на теплообмен Земли с окружающим пространством, а значит, и на климат.
• Оксид углерода или угарный газ, попадая в организм человека или животного, вызывает отравление (вплоть до летального исхода).
• Углеводороды – токсичные химические вещества, раздражающие глаза и слизистые оболочки.
• Производные серы способствуют образованию и усыханию растений, провоцируют болезни дыхательных путей и аллергию.
• Производные азота приводят к воспалениям лёгких, крупам, бронхитам, частым простудам, усугубляют течение сердечнососудистых заболеваний.
• , накапливаясь в организме, становятся причиной рака, генных изменений, бесплодия, преждевременной смерти.

Особую опасность для здоровья человека представляет воздух с тяжёлыми металлами. Такие загрязнители, как кадмий, свинец, мышьяк, приводят к возникновению онкологии. Вдыхаемые ртутные пары не действуют молниеносно, но, откладываясь в виде солей, разрушают нервную систему. В значительной концентрации вредны и летучие органические вещества: терпеноиды, альдегиды, кетоны, спирты. Многие из этих загрязнителей воздуха являются мутагенными и канцерогенными соединениями.

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Исходя из природы явления, различают следующие виды загрязнений воздуха: химическое, физическое и биологическое.

• В первом случае в атмосфере наблюдается повышенная концентрация углеводородов, тяжёлых металлов, диоксида серы, аммиака, альдегидов, окислов азота и углерода.
• При биологическом загрязнении в воздухе присутствуют продукты жизнедеятельности различных организмов, токсины, вирусы, споры грибов и бактерий.
• Большое количество пыли или радионуклидов в атмосфере свидетельствует о физическом загрязнении. К этому же виду относят последствия тепловых, шумовых и электромагнитных выбросов.

На состав воздушной среды влияет как человек, так и природа. Естественные источники загрязнения атмосферы: вулканы в период активности, лесные пожары, почвенная эрозия, пыльные бури, разложение живых организмов. Мизерная доля влияния приходится и на космическую пыль, образующуюся в результате сгорания метеоритов.

Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха:

• предприятия химической, топливной, металлургической, машиностроительной промышленности;
• сельскохозяйственная деятельность (распыление пестицидов с помощью авиации, отходы животноводства);
• теплоэнергетические установки, отопление жилых помещений углём и дровами;
• транспорт (самые «грязные» виды – самолёты и автомобили).

Как определяют степень загрязненности воздуха?

При мониторинге качества атмосферного воздуха в городе учитывают не только концентрацию вредных для здоровья человека веществ, но и временной промежуток их воздействия. Загрязнение атмосферы в Российской Федерации оценивают по следующим критериям:

• Стандартный индекс (СИ) – показатель, полученный в результате деления наибольшей измеренной разовой концентрации загрязняющего материала на предельно допустимую концентрацию примеси.
• Индекс загрязнения нашей атмосферы (ИЗА) является комплексной величиной, при расчёте которой берут во внимание коэффициент вредности вещества-загрязнителя, а также его концентрацию – среднегодовую и предельно допустимую среднесуточную.
• Наибольшая повторяемость (НП) – выраженная в процентах частота превышения предельно допустимой концентрации (максимально разовой) в течение месяца или года.

Уровень загрязнения воздушной среды считается низким, когда СИ меньше 1, ИЗА варьирует в пределах 0–4, а НП не превышает 10%. Среди крупных российских городов, согласно материалам Росстата, самыми экологически чистыми являются Таганрог, Сочи, Грозный и Кострома.

При повышенном уровне выбросов в атмосферу СИ составляет 1–5, ИЗА – 5–6, НП – 10–20%. Высокой степенью загрязнения воздуха отличаются регионы с показателями: СИ – 5–10, ИЗА – 7–13, НП – 20–50%. Очень высокий уровень атмосферной загрязненности наблюдается в Чите, Улан-Удэ, Магнитогорске и Белоярском.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

В мае 2016 года Всемирная организация здравоохранения опубликовала ежегодный рейтинг городов с самым грязным воздухом. Лидером списка стал иранский Заболь – город на юго-востоке страны, регулярно страдающий от песчаных бурь. Длится это атмосферное явление около четырёх месяцев, повторяется каждый год. На второй и третьей позиции оказались индийские города-миллионники Гвалияр и Праяг. Следующее место ВОЗ отдала столице Саудовской Аравии – Эр-Рияду.

Замыкает пятёрку городов с самой грязной атмосферой Эль-Джубайль – сравнительно небольшое по численности населения местечко на берегу Персидского залива и в то же время крупный промышленный нефтедобывающий и нефтеперерабатывающий центр. На шестой и седьмой ступеньках вновь оказались индийские города – Патна и Райпур. Основные источники загрязнения атмосферы там – промышленные предприятия и транспорт.

В большинстве случаев загрязнение атмосферы – актуальная проблема для развивающихся стран. Впрочем, ухудшение состояния окружающей среды вызывает не только стремительно растущая индустрия и транспортная инфраструктура, но и техногенные катастрофы. Яркий тому пример – Япония, пережившая радиационную аварию в 2011 году.

Топ-7 государств, где состояние воздуха признано удручающим, выглядит следующим образом:

1. Китай. В некоторых регионах страны уровень загрязнения воздуха превышает норму в 56 раз.
2. Индия. Крупнейшее государство Индостана лидирует по количеству городов с худшей экологией.
3. ЮАР. В экономике страны преобладает тяжёлая промышленность, она же является главным источником загрязнения.
4. Мексика. Экологическая ситуация в столице государства, Мехико, за последние двадцать лет заметно улучшилась, но смог в городе по-прежнему не редкость.
5. Индонезия страдает не только от промышленных выбросов, но и от лесных пожаров.
6. Япония. Страна, несмотря на повсеместное озеленение и использование научно-технических достижений в природоохранной сфере, регулярно сталкивается с проблемой кислотных дождей, смога.
7. Ливия. Главный источник экологических бед североафриканского государства – нефтяная промышленность.

Последствия

Загрязнение атмосферы – одна из основных причин роста числа респираторных заболеваний, как острых, так и хронических. Вредные примеси, содержащиеся в воздухе, способствуют развитию рака лёгких, сердечных болезней, инсульта. По оценкам ВОЗ, из-за загрязнения воздушной среды в мире преждевременно умирает 3,7 млн человек в год. Больше всего таких случаев фиксируют в странах Юго-Восточной Азии и Западного региона Тихого океана.

В крупных промышленных центрах часто наблюдается такое неприятное явление, как смог. Скопление частиц пыли, воды и дыма в воздухе снижает видимость на дорогах, из-за чего учащается количество ДТП. Агрессивные вещества усиливают коррозию металлических конструкций, отрицательно влияют на состояние растительного и животного мира. Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся аэрозолей, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.

Насыщение воздуха оксидами серы и азота приводит к образованию кислотных дождей. После осадков с низким уровнем pH в водоёмах гибнет рыба, а выжившие особи не могут дать потомства. Как результат – сокращается видовой и числовой состав популяций. Кислые осадки выщелачивают питательные вещества, тем самым обедняя почву. Они оставляют химические ожоги на листьях, ослабляют растения. Для среды обитания людей такие дожди и туманы также представляют угрозу: кислая вода разъедает трубы, машины, фасады зданий, памятники.

Повышенное количество парниковых газов (углекислого, озона, метана, водяного пара) в воздушной среде приводит к росту температуры нижних слоёв атмосферы Земли. Прямым следствием является потепление климата, наблюдающееся последние шестьдесят лет.

На погодные условия заметно влияют и , образующиеся под воздействием брома, хлора, атомов кислорода и водорода. Помимо простых веществ, молекулы озона могут разрушать также органические и неорганические соединения: производные фреонов, метан, хлороводород. Чем опасно ослабление щита для окружающей среды и человека? Вследствие истончения слоя растёт солнечная активность, что, в свою очередь, ведёт к увеличению смертности среди представителей морской флоры и фауну, росту числа онкологических заболеваний.

Как сделать воздух чище?

Уменьшить загрязнение атмосферы позволяет внедрение на производстве технологий, снижающих объём выбросов. В сфере теплоэнергетики следует делать ставку на альтернативные энергоисточники: строить солнечные, ветряные, геотермальные, приливные и волновые электростанции. На состоянии воздушной среды позитивно сказывается переход к комбинированной выработке энергии и тепла.

В борьбе за чистый воздух важным элементом стратегии является комплексная программа по утилизации отходов. Она должна быть направлена на уменьшение количества мусора, а также его сортировку, переработку или повторное использование. Городское планирование, нацеленное на улучшение среды, в том числе и воздушной, предполагает совершенствование энергоэффективности зданий, строительство велосипедной инфраструктуры, развитие скоростного городского транспорта.

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.

Химические факторы

Загрязнения атмосферного воздуха

Во многих западных странах существует система постоянного физико-химического и микробиологического контроля атмосферного воздуха, что позволяет оценить некоторые закономерности миграции воздушных загрязнений, изменения видового и количественного состава микрофлоры воздуха, предупредить негативное влияние аэрогенной химической и микробной контаминации на человека и окружающую среду. Например, в ходе такого мониторинга в Швеции было отмечено резкое увеличение числа споровых палочек, обусловленное переносом жизнеспособных бактериальных спор пылевыми бурями с северного побережья Черного моря, что позволило специалистам принять необходимые и своевременные меры (Bovalius, Bucht, Roffey, Anas, 1978).

Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата города, увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и снижению освещенности, ультрафиолетовой радиации. Любые виды дыма содержат такие углеводороды, как бензопирен и гидразин. В последнее время наблюдается увеличение числа туманных дней, что связано как с влиянием атмосферных загрязнений, так и с потеплением городского климата (Хайруллин, Яковлев, Непилина, 1993). Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезвычайно загрязнен токсическими примесями. Токсические туманы наблюдаются в периоды неблагоприятных метеорологических условий, сопровождающихся резким увеличением концентрации в атмосферном воздухе сернистого газа и взвешенных веществ. Они являются причиной различных патологических изменений в организме и резкого обострения легочных и сердечно-сосудистых заболеваний (Савенко, 1991).

Загрязненная атмосфера снижает солнечную радиацию, что отрицательно влияет на физическое и эмоциональное состояние людей: появляется усталость, зрительное напряжение, раздражительность. Эти явления у мужчин наблюдаются чаще и проявляются ярче, чем у женщин. Световой голод способствует D-авитаминозу, что снижает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, ухудшает самочувствие и работоспособность. Выраженным проявлением D-авитаминоза является рахит.

Токсичные вещества, попадающие в атмосферу в процессе хозяйственной деятельности человека, разносятся воздушными течениями. Многие из них реагируют с другими загрязнителями, в результате чего образуются различные смеси загрязнителей. В некоторых случаях результат их воздействия на окружающую человека среду и его здоровье намного сильнее, чем действие каждого из загрязнителей в отдельности.

В последнее время в атмосфере значительно увеличилось содержание тяжелых металлов, попадающих в воздух с пылью из почвы и оказывающих особенно неблагоприятное действие на организм.

Ущерб здоровью населения является самым грозным последствием загрязнения воздуха городов. Организм взрослого человека ежесуточно потребляет в среднем 20 куб. м воздуха, а организм ребенка - в два раза больше. Загрязненный воздух, попадая в легкие, включается в процессы жизнеобеспечения. Характер и степень влияния загрязненного атмосферного воздуха на организм человека разнообразны. Это зависит от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности воздействия. Комплексное действие группы загрязнителей, комбинация загрязнений атмосферы и других сред, сочетание с неблагоприятными социальными, физическими и биологическими факторами отягощают вредное влияние на организм. Наиболее уязвимы дети, пожилые и престарелые люди, больные, работники вредных производств, курильщики и др.

В условиях загрязненного воздуха наблюдается повышенная заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний по сравнению с местностями с чистым воздухом. Установлена статистически прямая зависимость между загрязненностью атмосферного воздуха и заболеваемостью населения бронхитами, бронхиальной астмой, эмфиземой легких, а также смертностью от заболевания органов дыхания (Carnow, Lepper, Shekella, 1969, Детри, 1973). Отмечается повышение заболеваемости детей респираторными заболеваниями под влиянием загрязненности атмосферного воздуха. Это обусловлено функциональными особенностями органов дыхания (Revich, 1992).

Оксид углерода активно взаимодействует с дыхательными ферментами, миоглобином, негемоглобиновым железом плазмы крови и нарушает углеводный и фосфорный обмен. Наблюдаются неблагоприятные последствия хронического влияния малых концентраций окиси углерода на световую и цветовую чувствительность зрительного анализатора, сдвиги биопотенциалов головного мозга, нарушение временных интервалов психомоторной реакции, сдвиги морфологических показателей состава крови - эритроцитоз, полиглобулия (Фельдман, 1975). Повышенные концентрации оксида углерода в атмосфере могут провоцировать сердечные приступы. Установлена прямая связь между частотой сердечных приступов и повышением концентрации оксида углерода.

При повышенном содержании в воздухе оксидов серы, азота, различных органических веществ поражается слизистая оболочка глаз, органов дыхания, возрастает число случаев бронхиальной астмы, злокачественных и наследственных заболеваний, мертворождаемости, нарушения репродуктивной функции и т.д. (Тезиева, Легостаева, Цаллагова и др., 1993).

Выявлена корреляционная связь загрязнения атмосферного воздуха и болезней крови и кроветворных органов, глаз, верхних дыхательных путей, уха и сосцевидного отростка, кожи и подкожной клетчатки, а также общей заболеваемости (Иванов, Токаренко, Куликова, 1993).

Существует объективная зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха и показателями распространенности экологически значимых форм патологии у детей (Дермаков и др., 1993).

Загрязненный воздух является одной из причин возникновения аллергических реакций. Одним из проявлений таких реакций является бронхиальная астма. Описаны случаи сезонных вспышек бронхиальной астмы у лиц, ранее не страдавших этим заболеванием. Как оказалось, эти вспышки связаны с загрязнением городского воздуха продуктами сжигания мусорных свалок и опавшей листвы.

Установлено, что пыльца деревьев, растущих вблизи автодорог или улиц с интенсивным движением автотранспорта, обладает большей агрессивностью и вызывает большее число аллергических заболеваний, чем каждый из этих факторов (пыльца или автотранспорт) в отдельности. Длительный производственный контакт с вредными химическими веществами снижает порог чувствительности к пылевым аллергенам (Федосеева, Стомахина, Осипенко, Аристовская, 1993).

Вследствие поступления в воздух пахучих веществ у части населения возникают более или менее выраженные рефлекторные реакции, обусловленные восприятием таких запахов (неприятные ощущения, состояние беспокойства, головные боли, тошнота, аллергические реакции). Загрязненный городской воздух снижает общую резистентность организма и специфический иммунитет. Это, в свою очередь, способствует возникновению респираторных заболеваний, особенно распространенных среди детей. Частота респираторных заболеваний и ухудшение функций легких у детей тесно связана с уровнем загрязнения атмосферного воздуха (Медицина окружающей среды, 1981; Kilbum, Warshaw, Thornton, 1992). При наблюдении группы детей с момента рождения до 20 лет ученые обнаружили, что у детей, перенесших в течение первых двух лет жизни заболевания легких, к двадцатилетнему возрасту проявлялась более выраженная склонность к респираторным заболеваниям (Бухарин, Дерябин, 1993). Поэтому предотвращение острых респираторных заболеваний в детстве, оздоровление окружающей среды может способствовать снижению смертности от легочных заболеваний у взрослых. Для оперативного управления качеством городской среды и здоровьем населения, необходимы полные и достоверные сведения об экологической ситуации на основе материалов систематического контроля за содержанием вредных веществ в окружающей среде, уточнения данных о выбросах всех предприятий и автотранспорта, данных о состоянии здоровья людей и перспективах развития города (Гильденскиольд, Новиков, Винокур и др., 1993).

Особенностью нормирования качества атмосферного воздуха является зависимость воздействия загрязняющих веществ, присутствующих в воздухе, на здоровье населения не только от значения их концентраций, но и от продолжительности временного интервала, в течение которого человек дышит данным воздухом.

Поэтому в Российской Федерации, как и во всем мире, для загрязняющих веществ, как правило, установлены два норматива: рассчитанный на короткий период воздействия загрязняющих веществ (данный норматив называется "предельно допустимые максимально-разовые концентрации"); и норматив, рассчитанный на более продолжительный период воздействия (8 часов, сутки, по некоторым веществам - год). В Российской Федерации данный норматив устанавливается для 24 часов и называется "предельно допустимые среднесуточные концентрации".

ПДК - предельная допустимая концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе - концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущее поколение, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни. Величины ПДК приведены в мг/куб. м.

ПДКмр - предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/куб. м. Эта концентрация при вдыхании в течение 20-30 минут не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

ПДКсс - предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест, мг/куб. м. Эта концентрация не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.
В качестве обязательных статистических характеристик загрязнения воздуха используются три показателя качества воздуха: индекс загрязнения атмосферы - ИЗА, стандартный индекс - СИ и наибольшая повторяемость превышения ПДК - НП.

ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Комплексный ИЗА рассчитывается по специальной формуле, которая учитывает среднегодовую концентрацию загрязняющего вещества, его среднесуточную предельно допустимую концентрацию и коэффициент, который зависит от степени вредности загрязняющего вещества.

ИЗА характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха.

СИ - стандартный индекс, наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Он определяется из данных наблюдений на посту за одной примесью, или на всех постах рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Характеризует степень кратковременного загрязнения.

НП - наибольшая повторяемость (в процентах) превышения максимально разовой ПДК по данным наблюдений за одной примесью на всех постах территории за месяц или за год.

В соответствии с существующими методами оценки выделяют четыре уровня загрязнения атмосферы :
1. Низкий при ИЗА от 0 до 4, СИ<1, НП < 10 %;
2. Повышенный при ИЗА от 5 до 6, СИ<5 , НП от 10 до20 %;
3. Высокий при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10, НП от 20 до 50%;
4. Очень высокий при ИЗА равном или больше 14, СИ>10, НП>50%.

Охрана и оздоровление воздушной среды включает в себя комплекс научно обоснованных социально-экономических, технических, санитарно-гигиенических и иных мер по охране атмосферного воздуха от загрязнения промышленными и транспортными выбросами, которые можно объединить в следующие основные группы:
1. Конструктивно-технологические мероприятия, исключающие выделение опасных веществ в самом источнике их образования.
2. Улучшение состава топлива, совершенствование аппаратов карбюрации, уменьшение или устранение попадания отбросов в атмосферу с помощью очистных сооружений.
3. Предотвращение загрязнения атмосферы путем рационального размещения источников вредных выбросов и расширения зеленых насаждений.
4. Контроль за состоянием воздушной среды со стороны специальных государственных органов и общественности.