В.И. Трухин, К.В. Показеев, В.Е. Куницын - Общая и экологическая геофизика (1119248), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе определяется выбросами автотранспорта, промышленных предприятий, предприятий теплоэнергетики, городского хозяйства и метеорологическими у<ловиями. Выхлопные газы автомобилей поступают в атмосферу на уровне человеческого роста и представляют значительно ббльшую опасность для здоровья населения по сравнению с промышленными источниками, где выбросы вредных веществ осуществляются, как правило, па большой высоте (вентиляционные вытяжки на крышах зданий, трубы котельных, ТЭЦ и т. д.).
По оценкам специалистов выбросы в атмосферу многих вредных веществ от автотранспортных средств преобладают над выбросами других источников. Например, автомобилями в воздушный бассейн г. Москвы выбрасывается до 95% СО, до 70 — 80% опасных органических веществ (формальдегид, ксилолы, бензол, толуол, нафталин, фенол, этилбензол), до 50% оксидов азота и диоксида серы. Несмотря на то, что Москва является крупным промышленным городом с развитой транспортной инфраструктурой, анализ данных последних лет о содержании загрязняющих веществ в атмосферном воздухе показывает., что принципиально неверно говорить о постоянном загрязнении атмосферного воздуха на всей территории Москвы.
Увеличение содержания загрязняющих веществ наблюдается только при определенных метеорологических условиях, способствующих накоплению загрязняющих веществ в атмосфере. При этом даже при неблагоприятных метеорологических условиях повышенные значения наблюдав>тся только на территориях, подверженных влиянию локальных антропогенных источников.
Степень влияния неблагоприятных метеоусловий зависит от особенности рельефа городских территорий и плотности застройки, влияющих на процесс рассеивания загрязняющих веществ. Практически постоянный высокий уровень загрязнения воздуха вне зависимости от погодных условий наблюдается вблизи крупных автотранспортных магистралей. Однако загрязнение 422 1'л.19. Загрлзненил природной среды прилегающих к автотрассам территорий носит локальный характер и практически всегда ограничивается первой линией застройки. На территориях, не подверженных влиянию автотрасс (большинство жилых микрорайонов), даже в периоды, когда метеоусловия способствуют увеличению загрязнения, концентрация загрязняющих веществ увеличивается незначительно. На сегодняшний день для Москвы проблему представляют оксиды азота, являющиеся продуктами горения любого вида топлива.
Повторяемость повышенных значений оксидов азота составляет 70 — 90о4 на территориях, подверженных воздействию выбросов автотранспорта, и 30оо —.- на удаленных от автотрасс городских территориях. Среднегодовая концентрация оксидов азота превышает допустимую норму в 1,2 — 1,4 раза. Динамика среднегодовых значений концентраций оксидов азота не позволяет говорить об уменыпении содержания их в атмосфере Москвы. Динамика среднегодовых значений концентраций оксида углерода демонстрирует усгойчивую благоприятную ситуацию: нет оснований говорить о положительном тренде. Среднегодовые концентрации уменьшаются на всей территории города.
Даже вблизи автотрасс концентрации оксида углерода не превышают установленных норм. Исключением является 2002 год, когда в августе и сентябре в условиях задымления концентрации оксида углерода заметно возросли., что повлекло за собой и рост среднегодовых концентраций па всей территории города. Среднегодовые концентрации оксида углерода и диоксида азота на ряде автоматических станций контроля загрязнения атмосферы за последние 7 лет представлены на рис.
19.6 и 19.7. Комплексный показатель уровня загрязнения атмосферы ИЗАв, полученный для города в целом и рассчитанный по 5 приоритетным загрязняющим веществам (формальдегид, озон, оксид азота, диоксид азота и оксид углерода) позволяет характеризовать загрязнение атмосферного воздуха в Москве как высокое. Представленные результаты (рис. 19.8) наглядно демонстрируют преобладание высокого и повышенного загрязнения атмосферы на территории Москвы.
Сравнительный анализ среднегодовых концентраций загрязняющих веществ в г. Москве и других крупных мегаполисах показывает, что по основным веществам (за исключением оксида углерода) качество воздуха в Москве сопоставимо с качеством воздуха других известных мстаполисов. В табл. 19.2 представлены среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, в табл. 19.3 .- предельно допустимые концентрации для России и стран ЕС.
1'л. 19. Заерпанепил природной среды 0,09 о,т о,об 0,0й 0,ОЗ 0,02 0,01 997 1999 1999 2000 2001 2002 ;ваавтотрассы йе!чАОС) периферия~ Рис. 19.6. Среднегодовые концентрации диоксида азота в мг/ме 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 ~ ~1й авч отрассы ЦЦАО П периферия ! Рис. 19.7. Среднегодовые концентрации оксида углерода в мг/ме Проблема озонового слоя Озоновые дыры, озоновый кризис - эти словосочетания у всех на слуху. Благодаря средствам массовой информации опасность угрозы человечеству из-за разрушения озонового слоя доведена практически до жителей всех развитых стран мира.
Многочисленные экспериментальные и теоретические исследования показали, что непосредственной причиной образования озоновой дыры над Антарктикой и уменьшения озона в Северном полушарии являются антропогенные воздействия, связанные с Гл. 19. Загрязнения нриродной среди 50 З 40 30 ф 20 10 до 5 от 5 до 7 от 7 до 14 свыше 14 Значения ИЗА; Рис. 19.8. Комплексный показатель загрязнения атмосферы ИЗАь для Москвы в 2002 г. Табл н ца 19.2. Среднегодовые концентрации в крупных мегаполисах увеличением промышленного производства фреонов и других озоноразрушающих веществ 1176~.
Меры, принятые и планируемые для выполнения на государственном уровне соглашений по ограничению производства озоноразрушающих веществ, трактуются как пример разумной реакции человечества на последствия антропогенных воздействий на биосферу, как пример, показывающий способность человечества, перешагнувшего один из пределов своего развития, .вовремя одуматься и принять правильные меры. Однако наряду с этой, наиболее широко распространенной Гя.19. Загрязнения природной среди Таблица Ш3. Предельно допустимые концентрации для России н стран ЕС Россия ЕС Время воздействия Вещество ПДК миг~~в ПДК, мкг/мз 30 мин 60 мнн 24 ч год 200 диокснд азота 40 40 10 мин 30 мин 60 мин 24 ч год 500 500 Диоксид серы 350 125 50 50 30 мнн 60 мнн 8ч 24 ч 160 180 120 озон 30 15 мин 30 мин 60 мни 8ч 24 ч 100 000 60 000 30 000 10 000 5 000 оксид углерода 3 000 30 мин 60 мин 24 ч 500 взвешенные вещества 150 50 40 24 ч год РМ 30 мин 24 ч 35 3 100 формальдсги 30 мнн 24ч 300 100 бензол точкой зрения, существуют и другие трактовки наблюдаемых явлений.
В частности, в последние годы появились доказательства большой роли естественных долгопериодных изменений динамики атмосферы в истощении озонового слоя (53, 50~, особенно в связи с неожиданно сильным уменьшением озоновой дыры в Антарктике в сентябре 2002 г. [173~. Кратко рассмотрим историкз озонового кризиса и его интерпретации (15, 65, 82~. Озон - газ, являющийся очень хорошим окислителем, поэтому его сравнительно мало в нижних слоях Гл.
19. Загрязнении природной среды 426 тропосферы. Слой атмосферы на высотах 10 — 40 км иногда называкп озоновым только потому, что в пределах этого слоя наблюдается относительно большая концентрация озона. В пределах озонового слоя только одна молекула из 100000 является молекулой озона. Общее содержание озона в атмосфере ничтожно -. 4 10 ~Уо от массы атмосферы. Вместе с тем, влияние озона на радиационные, термодинамические, циркуляционные явления в атмосфере и различные процессы в биосфере велика.
Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение с длиной волны около 0,3 мкм (излучение УФ-Б, УФ-С), выполняет роль экрана биосферы от губительного излучения. Озон является также и парниковым газом, поскольку он поглощает инфракрасное излучение. Общее содержание озона в атмосфере определяется как количество озона, находящегося в вертикальном столбе с основанием 1 см2. Типичное значение общего содержания озона, выражаемого в специальных единицах шкалы высот, составляет около 300 единиц Добсона. Одна единица Добсона соответствует толщине слоя озона в 10 в см при нормальном давлении и температуре, что примерно соответствует средней концентрации озона в атмосфере, .равной одной частице на миллиард.
Химия атмосферного озона довольно сложна, так как существуют сотни химических и фотохимических реакций, приводящих к образованию и разрушению озона. Интенсивность этих процессов зависит от температуры, давления, состава атмосферы, освещенности, поэтому концентрация озона характеризуется временной изменчивостью различных периодов (суточная, сезонная периодичность). Основную роль в возникновении озона играет реакция образования озона из атомарного и молекулярного кислорода: 02+ 0+ м = Оз+ м. М обозначает любую частицу, необходимую для отвода энергии от молекулы озона. Атомарный кислород, необходимый для образования озона, образуется при фотохимической диссоциации молекул кислорода; 02+ 6» = 20.
Под воздействием солнечного излучения происходит также и разложение озона: Оз + йм = О2+ О. 1иь 19. Заернзненин природной среды При сравнительно больших концентрациях газов может проис- ходить реакция разрушения озона; Оз+ О = 202. Образование и разрушение озона в этом кислородном цикле, приводит к явлению, называемому «озонным дождем»: появляется постоянный поток озона вниз (из стратосферы в тропосферу), стратосферно-тропосферный обмен.
Интенсивность реакций, определяющих условия образования и разрушения озона, изменяется с высотой, поэтому существует высота, на которой концентрация озона будет максимальной (около 25 км). Высота максимальной концентрации зависит от географической широты и времени. Наряду с кислородным циклом образования озона существуют и другие (азотный, водородный, углекислотный и т. д.), из которых азотный цикл, играет не менее важную роль в формировании и вариациях слоя озона. В азотном цикле могут участвовать как природный азот, так и его соединения, образующиеся в результате антропогенной деятельности, например продукты работы самолетных двигателей. Основные источники антропогенного поступления окислов азота в атмосферу сжигание ископаемого топлива, использование азотных удобрений. Приведем основные реакции азотного цикла, разрушающие слой озона: МОя+О = МО+ О,, МО+ Оа = 5~оз + Осн МОя + 03 = МОз + Оз~ МОа + Ьр = снО + Оо.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
