.RU
Карта сайта

Карлович И. А. Геоэкология / И. А - 6

^

Например эффектом суммации обладают:


Аммиак, сероводород, формальдегид
Оксиды азота (II) и (IV) (NO и NO2), мазутная зола, диоксид серы
Оксид азота(IV), гексен, диоксид серы, монооксид углерода
Оксид азота (IV) и диоксид серы
Ацетон, акролеин, фталевый ангидрид
Аэрозоли оксида ванадия (V) и диоксид серы
Вместе с тем многие вещества при одновременном присутствии в атмосферном воздухе не обладают суммацией действия, т.е. предельно допустимые значения концентраций сохраняются для каждого вещества в отдельности, например:

В том случае, когда отсутствуют значения ПДК, для оценки гигиенической опасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно- безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ).

Влияние метеорологических параметров на состояние загрязнения воздушного бассейна.


Вредные вещества, попадающие в атмосферу, подвергаются физико-химическим превращениям, рассеиваются и вымываются из атмосферы.
Повышение концентраций примесей в конкретном районе зависит от определенных сочетаний метеорологических параметров.
Сочетание метеорологических параметров, определяющих возможный при заданных выбросах уровень загрязнений атмосферы, называют потенциалом загрязнения атмосферы(ПЗА). Она противоположна рассеивающей способности атмосферы(РСА), чем выше РСА, тем ниже ПЗА.
Различают метеорологический и климатический ПЗА.
^ Метеорологический ПЗА включает сочетание наблюдаемых(или ожидаемых) метеорологических параметров в определенный период(час, сутки) и используется при прогнозировании возможных изменений уровня загрязнений на короткие временные интервалы.
^ Климатический ПЗА включает многолетние климатические характеристики.Он позволяет оценить ожидаемый в данном физико-геогр.районе средний уровень загрязнения.
Поскольку формирование уровня загрязнения атмосферы связано с условием вертикального и горизонтального переноса и рассеивания примесей, то ПЗА может представляться в виде различных сочетаний метеорологич. параметров.
Часто для характеристики устойчивости атмосферы ПЗА(потенциал загрязнения атмосферы) используют высоту слоя перемешивания - l0.
l0 - толщина слоя воздуха, в котором происходит основное рассеивание примеси.
С уменьшением l0 определяют для дневного времени и антициклонической погоды, полагая при этом, что она равна высоте приземной инверсии к концу предшествующей ночи. Прогноз этой высоты осуществляются по данным аэрологического зондирования.
Исходя из знания величины l0, интенсивности источника выбросов М(г/сек.м2) и скорость ветра V0 можно оценить среднюю концентрацию примеси над городом протяженностью lr
C=M*lr/2*l0V0
Величина концентрации сравнивается со значением ПДК данной примеси.
Сводные данные о высотах перемешивания над Россией можно найти в литературе.
Наименьшая высота слоя перемешивания, наблюдается в зимнее время.

^ Влияние ветра на загрязнение атмосферы


Влияние направления ветра на загрязнение городского воздуха определяет целый ряд факторов, а именно: размещение источников выбросов, рельеф, местная циркуляция, влияние самих объектов на ветровой режим, а также взаимосвязь всех факторов
Скорость ветра, основной показатель горизонтального распространения примеси, по разному влияет на распространение веществ, поступающего в атмосферу от высоких и низких источников. При выбросах от пром.предприятий с высокими трубами, значительные концентрации примеси у земли наблюдаются при опасной скорости ветра. Вызвано тем, что выбрасываемая газовоздушная смесь имеет определенную скорость выхода из трубы и в случае ее перегрева относительно окруж. воздуха обладает плавучестью. В результате вблизи источника создается поле вертикальных скоростей, способствующих подъему факела и уносу примесей в верхние слои атмосферы. При малых скоростях ветра увеличивается эффективный подъем факела и концентрация у земли снижается.
По работам Горошко, максимальная концентрация примеси на разных расстояниях от крупного источника при скоростях ветра 0-2 м/с.
В случаях выбросов из низких и неорганизованных источников увеличение концентрации примеси наблюдается при слабых ветрах за счет скопления примесей в приземном слое атмосферы. В городах с большим количеством низких источников рост уровня загрязнения происходит при снижении скорости ветра до 1-2 м/с.
По данным наблюдения в нескольких городах показано, что при слабом ветре средний уровень загрязнения воздуха пылью, сернистым газом, двуокисью азота и окисью углерода повышается на 30-140% по сравнению с уровнем при других скоростях ветра.
Во время анализа загрязнения городского воздуха выявлены два максимума концентраций в зависимости от скорости ветра на уровне флюгера: при штиле и при скорости 4 – 7 м/с. Во время штиля основную роль в загрязнении воздуха играют низкие выбросы, особенно зимой. Усиление второго максимума концентраций (при скорости ветра 4 – 7 м/с) летом связано с часто возникающими конвективными условиями, во время которых имеет место интенсивное поступление к земле выбросов от высоких источников. Общими для всех городов и сезонов являются следующие закономерности: при устойчивой стратификации загрязнение воздуха уменьшается с усилением ветра; при неустойчивой стратификации максимум загрязнений воздуха отмечается при скоростях ветра, приближенных к опасным для основных источников выбросов;
Влияние термической стратификации на загрязнение городского воздуха в зависимости от скорости ветра в приземном слое следующие: загрязнение воздуха в большей мере зависит от термической стратификации при очень слабых ветрах. При этом с усилением устойчивости концентрации примесей в городском воздухе увеличивается; при умеренных ветрах (приблизительно 3 – 7 м/с) с распространением устойчивости загрязнение воздуха уменьшается; при сильных ветрах связь между загрязнением воздуха и атмосферной устойчивостью практически отсутствует.

^ Влияние температуры на загрязнение атомосферы


Характер общего влияния термической стратификации и скорости ветра на состав примесей в городском воздухе для различных городов и всех сезонов года приблизительно одинаковый. С увеличением температуры воздуха уменьшается высота подъема горячих выбросов и следовательно увеличиваются концентрации примесей в приземном слое атмосферы. Такой эффект может быть особенно существенным при не очень нагретых выбросах. В ситуациях застоя воздуха наибольшее скопление примесей в приземном слое атмосферы отмечается при относительно повышенных температурах. Если при данных условиях наблюдается очень низкая температура, то концентрация примесей в городском воздухе обычно не бывает экстремально высокими. Можно сказать, что влияние температуры воздуха на концентрации примесей в некоторой степени определяет и годовой ход загрязнения воздуха. Летом по сравнению с зимой сильно уменьшается нагрев выбросов относительно окружающего воздуха. Возможно, данное обстоятельство является одной из причин того, что, не смотря на снижение летом общего количества выбрасываемых примесей, во многих городах максимум концентраций в годовом ходе чаще всего отмечается именно в этот период.
Повышению концентрации примеси способствуют приземные инверсии.
Инверсия - это такое состояние атмосферы, когда над слоем холодного воздуха находятся слои теплого воздуха. При инверсии воздух быстро теряет свою подъемную, т.к. охлаждается до температуры несколько меньше, чем температура окружающей среды. Восходящий поток, например из дымовых труб, не может дольше подниматься вверх и сносится ветром в горизонтальном направлении.
Увеличение концентрации примеси от высоких источников может достигать 50-70%, если инверсионный слой располагается непосредственно над источником выбросов и ограничивает их подъем. Слой инверсии температура ниже устья трубы будет препятствовать поступлению выбросов вредных веществ в приземный слой.
В городских условиях при наличии большого числа низких выбросов опасные условия скопления примесей создаются при приземных и низких приподнятых инверсиях температур, поскольку и те и др. указывают на ослабление вертикального обмена. При наличии инверсионного слоя над городом содержание примесей в атмосфере на 10-60% выше.
Также на содержание примесей в атмосфере влияет вертикальная протяженность и интенсивность инверсий. При увеличении вертикальной протяженности слоя инверсии от 100 до 600 м концентрация сернистого газа в среднем возрастает в 3 раза, а пыли в 1,7 раза.
Зависимость концентрации примеси от одного отдельно взятого метеорологического параметра выделить довольно трудно, влияние оказывает весь комплекс.
Инверсии температуры в сочетании с различными скоростями ветра могут усиливать опасность накопления примесей или создать условия для их рассеивания. Большую опасность для городов представляют застойные ситуации, когда приземная инверсия сопровождается слабым ветром.

^ Накопление примесей в атмосфере усиливается в тумане.


Влияние туманов на содержание примесей сложное, т.к. при этом изменяется
- профиль температуры(инверсии становятся приподнятыми)
- прозрачность воздуха и условия его прогревания.
^ Туманы делятся на речные и радиационные.
Речные - когда холодный воздух, не насыщен влагой, натекает на более теплый воздух над рекой. Различия температур должно быть существенным. Туманы такого рода наблюдаются осенью после ночных заморозков или зимой над незамерзающими водотоками и водоемами.
Для возникновения радиационного тумана не требуется наличие водного объекта, необходимым условием является ночное радиационное выхолаживание, приводящее к приземным инверсиям и устойчивости нижних слоев воздуха.
Как было сказано, при поглощении примесей влагой могут образовываться более токсичные вещества.
Например, в тумане происходит окисление сернистого газа до серной кислоты. При этом возрастает массовая концентрация примеси, по скольку вместо 1г сернистого газа образуется 1,5г H2SO4, доказано,что при образовании тумана происходит увеличение концентрации примеси на 40-110% по сравнению с концентрацией ее до тумана.
Прямое и косвенное влияние на содержание примесей в атмосфере оказывает температура воздуха. В зависимости от температуры меняется расход топлива на обогрев помещений, выбросы вредных веществ в атмосферу. В результате зимой при повышении температуры воздуха загрязнение снижается. Зимой идет поток чистого воздуха с окраины в центр.
Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.
Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.
Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода.
Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона.
В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.
Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью.
Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-
Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

^ Обобщенный показатель загрязнения атмосферы города


Для характеристики загрязнений воздуха по городу в целом в качестве обобщенного показателя используется параметр Р
Р = m1 / n1
n1 - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе в течении одного дня на всех стационарных постах.
m1 - количество наблюдений в течении того же дня с повышенной концентрацией q, которая превышает среднесезонное значение q, более чем в 1,5 раза (q1,5 qср)
qср рассчитывается для каждого стационарного поста отдельно для каждого года.
Параметр Р подсчитывается для каждого дня по отдельным примесям и по всем примесям вместе.
При ежедневных расчетах параметра Р в практике рекомендуется учитывать средний уровень загрязнения воздуха в течении соответствующего трехмесячного периода предыдущего года и предшествующего месяца данного года.
Пример:
Для рассчета Р в декабре qср находится как среднее из среднемесячных концентраций четырех месяцев: ноября и декабря предыдущего года, января и ноября данного года.
При этом значение Р при ежедневных расчетах могут незначительно отличаться от расчетов по средним данным.
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 течении дня не менее 20.
Параметр Р может изменяться от 1(все измеренные концентрации превышают 1,5 qср) до 0(ни одна из концентраций не превышает 1,5 qср) в среднем 0,2.
Параметр Р не зависит от среднего уровня загрязнения воздуха, определяется в основном метеорологоческими условиями.
Повышенное загрязнение воздуха наблюдается при определенных направлениях ветра, особенно когда основные предприятия располагаются в одном районе на окраине.
Направление ветра может оказывать влияние и при равномерном расположении источников в городе за счет различных эффектов наложения выбросов, так в городах, территория которых по форме близки к прямоугольнику или эллипсу, повышенное загрязнение воздуха наблюдается при переносе, направленном вдоль большей стороны или большей оси.
Осадки эффективно очищают от пыли и в меньшей степени от газовых примесей. При этом городское фоновое загрязнение воздуха уменьшается вне зоны прямого воздействия источников выбросов. Однако, при слабых моросящих осадках наблюдается содержание примесей в городском воздухе.

Прогноз загрязнения воздуха по городу.


Использование при прогнозе параметра Р в качестве характеристики загрязнения воздуха по городу в целом (предиктанта) предусматривает выделение трех групп загрязнения воздуха, определяемых характеристиками, приведенными в таблице
Таблица

Группа загрязнения

Градация параметра Р

Уровень загрязнения атмосферного воздуха

Повторяемость, %

1

>0,35

Относительно высокий

10

2

0,21-0,35

Повышенный

40

3

=<20

Пониженный

50

ПРИМЕЧАНИЕ: Если повторяемость градации Р>0,35 меньше 5%, то к первой группе загрязнения следует относить градации параметра Р>0,30), ко второй - Р от 0,21 до 0,30.







В целях предотвращения чрезвычайно высоких уровней загрязнения, из первой группы выделяется подгруппа градаций с Р > 0,5, повторяемость которой составляет 1 - 2%.
Высокое загрязнение воздуха Р0,35 формируется при следующих условиях:
1. В ночные и утренние часы наблюдается застой воздуха (штиль и приземная инверсия), а в предшествующий день - првышенное значение параметра Р (Р0,3). Такие условия могут наблюдаться в любое время года; оправдываемость правила более 70%.
2. В дневные часы наблюдается застой воздуха, а в предшествующий день Р0,15; такие условия могут наблюдаться в период ноябрь-март, оправдываемость правила 60%.
3. В утренние часы зимой при слабом ветре (10-5 м/с) относительно высокая температура воздуха, Р0,30; в Уфе средняя температура зимой 60С; оправдываемость более 60%.
4. Вдневные часы умеренный ветер (3-6 м/с) и неустойчивая термическая стратификация сменяются условиями застоя воздуха вечером, Р0,15; такая ситуация чаще всего наблюдается в теплую часть года, оправдываемость правила.
5. Во второй половине предшествующего дня Р0,4, а в последующий день усиления ветра или выпадения значительных осадков не ожидается; оправдываемость 70%.
6. Скорость ветра 0-1 м/с, туман.
Высокое загрязнение воздуха не наблюдается, если в холодную половину года, а также летом в ночные и утренние часы прискорости ветра 0-1 м/с отсутствует приземная инверсия, оправдываемость 97%.
Относительно пониженнон загрязнение воздуха (Р0,20) отмечается при следующих положениях.
1. Скорость ветра у земли (на высоте флюгера) больше 5-6 м/с; оправдываемость правила 75%.
2. Выпадение умеренного или сильного дождя; оправдываемость 90% (при выпадении снега очищение воздуха происходит менее эффективно, чем при дожде).
3. Во второй половине предшествующего дня Р0,15; оправдываемость 90%.
В прогностических правилах важное значение имеет исходный уровень загрязнения воздуха, т.е. величина Р (предшествующий день).
Если прогноз составляется в первую половину дня, то в качестве Р принимается величина параметра Р, расчитанная по данным наблюдений во вторую половину предшествующего дня.
Если прогноз составляется на вторую половину дня, то Р расчитывается по наблюдениям в первую половину предшествующего дня.
2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.