Атмосфера

Проблема загрязнения окружающей среды является одной из глобальных проблем современной цивилизации. В связи с развитием промышленности и транспорта в биосферу поступает большое количество вредных выбросов. На Земле практически нет места, куда бы не поступали в той или иной концентрации загрязняющие вещества. Среди них большой удельный вес имеют сернистый газ, оксид углерода, сероводород, аммиак, а также копоть, пепел, твердые частицы. При изучении степени загрязнения окружающей среды промышленными объектами важна реакция биологических объектов на поллютанты. Уникальные свойства лишайников позволили использовать их для общей оценки степени загрязненности атмосферы. На основе этого стало развиваться особое направление индикационной экологии — лихеноиндикация [1].

На современном этапе границы города и пригородная территория г. Алматы значительно расширились, поглотив в себя ряд окружающих поселков пригорода, в результате чего в окрестностях города участки полей, сады сокращены до минимума.

 

В этой статье изучена зависимость распределения уровня загрязненности атмосферного воздуха взвешенными веществами от режима и количества осадков. Выявлено, что одними из сильных загрязнителей атмосферного воздуха в городах являются взвешенные вещества. Прослежена связь между уровнем загрязнения атмосферы взвешенными веществами и количеством выпавших осадков. Выявлено, что зимой и осенью отмечаются наименьшие коэффициенты корреляции между содержанием взвешенных веществ в воздухе и количеством осадков.

 

Автор исследует зависимость изменения концентраций основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе от характеристики ветрового режима и скорости ветра в городе Алматы. На примере семи лет рассмотрены периоды благоприятные и не благоприятные для рассеивания ЗВ в городе. Выявлена повторяемость румбовых направленностей в процентном соотношении к другим направлениям, а также высчитаны средние скорости ветра по сезонам года за семь лет.

 

Тенденция повышения загрязненности атмосферного воздуха приобретает все более масштаб­ный характер, что особенно заметно в промышленных регионах, где сконцентрированы так называе­мые грязные производства. Одним из таких промышленных центров Республики Казахстан является город Караганда, расположенный в Центральном Казахстане. Центральный Казахстан — один из ве­дущих индустриальных регионов республики, представляющий собой территориально-производственный комплекс с развитой тяжелой промышленностью. Это угледобывающие, метал­лургические и химико-машиностроительные отрасли республики, имеющие международное значе­ние. Все важнейшие отрасли тяжелой промышленности связаны, прежде всего, с добычей коксующе­гося угля, обработкой руд цветных, черных и редких металлов, необходимых для металлургии, вспо­могательных видов сырья. В основе территориально-промышленного комплекса лежат три промыш­ленных узла — Караганда-Темиртауский, Балхашский и Жезказганский. Здесь функционирует про­мышленность, специализирующаяся на производстве энергоемкой и материалоемкой продукции чер­ной и цветной металлургии, добыче угля и руд ряда ценных полезных ископаемых. Также представлены предприятия машиностроения, химической промышленности, производства строительных ма­териалов, легкой, пищевой и других отраслей.

 

В статье приведены данные по анализу приземного слоя атмосферы в точках с наиболее интенсивным транспортным движением города Уральска. Дан анализ атмосферного воздуха на выбранных транспортных развязках города на содержание следующих загрязняющих веществ (ЗВ): оксид углеро­да (II) (СО), углеводороды (С1-С5) и оксиды азота. Измерения проводились в разное время суток с це­лью выявления часов наибольшего загрязнения атмосферы. Выявлена зависимость концентрации ЗВ от плотности транспортного движения. Показано, что наиболее высокое содержание всех загрязняю­щих веществ во всех точках наблюдения приходится на утренние (8:00) и вечерние (18:00) часы — это время часа «пик», когда наблюдается наибольшая загруженность дорог автотранспортом.

 

В статье изучены климатические условия за период 2005-2009 гг. г. Усть-Каменогорска по основным метеорологическим параметрам - температуре (0С), атмосферному давлению (мм рт. ст.), влажности воздуха (%), направлению и скорости ветра (м/с), количеству выпадаемых осадков (мм). Отмечено, что ретроспективный анализ климата Усть-Каменогорска показал: климат данной местности характе­ризуется более продолжительным холодным периодом (5 месяцев минусовая температура) с высокой относительной влажностью, ветровой режим не активен, с преобладанием восточного и юго-восточного направлений в холодное время года и с западным и северо-западным направлением в теп­лое время года. 

 

В статье представлены результаты анализа динамики выбросов загрязняющих веществ от стационар­ных источников в воздушном пространстве в промышленном центре. Установлено, что динамика вы­бросов основных загрязнителей воздуха имеет устойчивую тенденцию к снижению. Исключением яв­ляется включение черного углерода в атмосферный воздух, динамика его излучения характеризуется тенденцией к увеличению. Показано, что концентрация многих металлургических предприятий на ог­раниченной территории создает высокую степень загрязнения приземного слоя воздуха, что вызывает повышенный риск неблагоприятных рефлекторных реакций среди населения города. Производство кокса характеризуется высоким постоянством выбросов в атмосферу в течение года и составляет ста­бильный вклад в риск развития хронической интоксикации жителей жилых районов, прилегающих к санитарно-защитной зоне металлургического комплекса. 

 

В статье представлены результаты исследования по оценке риска воздействия на здоровье населения выбросов высотных источников доменного производства крупного предприятия черной металлургии г. Новокузнецка — Западно-Сибирского металлургического комбината. Приведены результаты иден­тификации опасности для здоровья, связанные с конкретными компонентами промышленных выбро­сов; результаты оценки риска хронической интоксикации для населения, проживающего в различных селитебных зонах города. Установлены кратности превышения приемлемого риска, вклады отдельных загрязнителей в формирование риска. 

 

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды и неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Одной из самых волнующих проблем современности является загрязнение атмосферного воздуха, то есть привнесение в воздух или образования в нем физических агентов, химических веществ или организмов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни и наносящий урон материальным ценностям. Вопросы загрязнения воздушного бассейна перешагнули границы отдельных государств, став общими практическими для всех стран мира. Для Республики Казахстан проблемы загрязнения атмосферного воздуха были и остаются актуальными. Сегодня порядка 5 млн. жителей Казахстана проживают в условиях загрязненного атмосферного воздуха, при этом не менее 2 млн. – в условиях крайне высокого уровня загрязнения. В Восточно-Казахстанской области наибольшую нагрузку от выбросов загрязняющих веществ испытывает атмосфера города Усть-Каменогорск. В 2008 году вклад города Усть-Каменогорск в загрязнение атмосферы ВКО составил 43% (рисунок 1) [1,4]. Высокий уровень загрязнения воздуха в городе Усть-Каменогорск обусловлен выбросами предприятий цветной металлургии, теплоэнергетики и автотранспорта, а также климатическими условиями, неблагоприятными для рассеивания загрязняющих веществ. Цель данной работы является изучение системы мониторинга состояния атмосферного воздуха и изучение пространственно-временной изменчивости содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе города Усть-Каменогорск. Контроль за качеством атмосферного воздуха города Усть-Каменогорск ведется Восточно-Казахстанским центром гидрометеорологии. В городе находится 5 стационарных постов наблюдения за качеством атмосферного воздуха, расположенных на ул. Рабочей, Кайсенова, станции «Защита», пос. Новая Согра, КШТ. Определяются следующие ингредиенты: пыль, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, фенол, формальдегид, хлор, неорганические соединения мышьяка, хлористый водород, фтористый водород, серная кислота, сероводород, аммиак, бенз(а)пирен, и тяжелые металлы: свинец, цинк, медь, кадмий, бериллий, ртуть. Из 170 наименований выбрасываемых загрязняющих компонентов, около 20% относятся к первому и второму классу опасности – это свинец, селен, кадмий, мышьяк, фтористый водород, хлор. Так же, 2 раза в месяц проводят мониторинг на четырех автомагистралях города: пр. Независимости – пр. Абая, пр. Независимости – Бульвар Гагарина, ул. Казахстан – пр. Победы, пр. Победы – пр. Ауэзова за содержанием бенз(а)пирена, диоксида серы, диоксида азота, оксида углерода и формальдегида.

Независимо от происходящих в обществе изменений основным показателем благополучия любого государства является состояние здоровья его жителей, но в последние годы наблюдается резкое ухудшение медико-демографических показателей и рост заболеваемости населения. Одна из причин такой тенденции — экологическая напряженность в ряде регионов, особенно в промышленных городах.
На основе выше изложенного в стратегии развития Казахстана до 2030 года определена основная цель экологической политики государства – гармонизация взаимодействия общества и окружающей среды, а также создание экологически благоприятной среды обитания. На сегодняшний день реализация этой цели является важнейшим условием обеспечения экологической безопасности и достижения устойчивого социально-экономического развития любого общества [1]. Наиболее углубленные исследования были проведены нами в городе Усть-Каменогорске, где население уже несколько десятилетий проживает в условиях высокой экологической нагрузки. Показатель смертности здесь остается на уровне 2006 года и составляет 14,53 умерших на 1000 населения. В Казахстане в целом он составил 8,97, что ниже на 32 процента, чем в городе, а в области - на 12 процентов (таблица-1). Анализ причин смертности показал, что основными причинами являются болезни системы кровообращения, новообразования, травмы и отравления, болезни органов дыхания. Сердечно-сосудистые заболевания - основная причина инвалидности и преждевременной смерти жителей экономически развитых стран. По данным ВОЗ доля этих заболеваний в структуре смертности всех государств составляет 40-60 процентов, при этом наблюдается продолжающийся высокий рост заболеваемости и поражение людей всѐ более молодого возраста, что делает их важнейшей медико-социальной проблемой здравоохранения [2]. Цель нашего исследования - изучение и научное обоснование механизмов формирования экологически обусловленных заболеваний сердечно-сосудистой системы населения города Усть-Каменогорска при загрязнении атмосферного воздуха. В Казахстане от заболеваний сердечно-сосудистой системы ежегодно умирает примерно 1 млн. 200 тыс. человек, что составляет около 55 процентов общей смертности [5]. Восточно-Казахстанская область и город Усть-Каменогорск не являются исключением из общей ситуации в стране.

Спутниковые методы мониторинга позволяют понять, как формируется загрязнение, каковы его источники, направление движения и место оседания. Такие методы исследований являются неотъемлемой частью изучения атмосферы. Значительно расширить эти наблюдения, предоставить новую информацию о жизни вулканов и природно-технических систем и территорий позволяют данные, получаемые из космоса прибором Ozone Monitoring Instrument.
В статье проведен анализ пассивных методов зондирования в оптическом диапазоне. Учитывая, что именно в этом диапазоне частот источниками электромагнитной энергии являются разогретые до достаточно высокой температуры твердые, жидкие, газообразные тела, появилась возможность использовать принципы термодинамического равновесия.
Обзор источников загрязнения атмосферы
Загрязнение воздуха – это любое нежелательное изменение состава земной атмосферы в результате поступления в нее различных газов, водяного пара и твердых частиц (под воздействием природных процессов или в результате деятельности человека). Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение в его естественной среде многолетних концентраций этих веществ.

Физика космических лучей — интенсивно развивающаяся область современной физики. Космические лучи представляют собой поток заряженных частиц высоких энергий из космического пространства, которые взаимодействуют с верхними слоями земной атмосферы и генерируют поток вторичных частиц. Важнейшими характеристками космических лучей является их состав (распределение по массам и зарядам), энергетический спектр (распределение по энергиям) и степень анизотропии (распределение по направлениям прихода).

За последние годы, в связи с возрастанием объема аварийных и постоянных газовых выбросов в атмосферу значительно ухудшилась экологическая обстановка в мире. Для прогнозирования последствий этих явлений наиболее эффективным является метод математического моделирования. Математическое моделирование атмосферной диффузии в настоящее время основывается на две основные теоретические базы: решение дифференциальных уравнений теории турбулентной диффузии и статистическую теорию, конечным результатом которой является гауссово распределение примеси в облаке выброса. По постановке конкретных задач, существуют также модели, в которых в той или иной мере использованы преимущества этих двух подходов [1, 2].

Работы по изучению процесса рассеяния вредных веществ в атмосфере были начаты в 20-30-х годах XX века и тесно связана с работами по изучению атмосферной диффузии, тепло- и массопереноса. В работах А.Н. Колмогорова, A.M. Обухова, Л.В. Келлера, М.И. Юдина впервые было предложено для описания атмосферной диффузии использовать дифференциальные уравнения в частных производных параболического типа. О.Г. Сеттоном было показано, что распределение концентрации примеси от точечного источника подчиняется нормальному или гауссовскому закону.
Вообще, математическое моделирование распространения газов (примесей) в атмосфере может быть проведено разными способами [1-4]:

1 2
Яндекс.Метрика