|
Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.
Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов
4.1. Мониторинг атмосферного воздуха
4.1.2. Метеорологические условия и распространение загрязняющих веществ. Потенциал загрязнения атмосферы
Перенос веществ на большие расстояния, например, из
северного полушария в южное, т. е. из мест наиболее интенсивной промышленной
деятельности человека в места относительно менее нагруженные, происходит с
воздушными потоками – ветрами. Известно, что существуют ветры, господствующие
на протяжении большей части года. Они обусловлены общей циркуляцией атмосферы
под действием разогрева воздуха солнцем. Определенный вклад в движение
атмосферы вносит и вращение земли (кариолисово ускорение). Хотя общие причины и
силы, приводящие к глобальным течениям, хорошо определены, точность детального
предсказания таких течений (предмет метеорологии) остается пока невысокой.
Известно, что ни одно предприятие не может функционировать
без выбросов в атмосферу или сбросов в водоемы или водотоки. Попадая в эти
текучие среды, вещества должны быть как можно быстрее и тщательнее перемешаны с
принимающей средой, чтобы концентрация в регламентируемых точках не превышала
нормативные (допустимые) значения. При этом используется свойство текущих сред
переносить вещество и момент количества движения во всех направлениях (в т. ч.
и против основного потока). Такое свойство движений, если они упорядочены,
связано с конвекцией, а при больших интенсивностях в случае потери дальнего
порядка – с турбулентностью.
Существуют три механизма, приводящие к уменьшению
концентрации ЗВ в атмосфере:
- уже названное выше рассеяние (путем конвективного и
турбулентного) перемешивания выбросов в атмосфере;
- деградация (трансформация), в результате химических и
биохимических процессов;
- иммобилизация, т. е. потеря подвижности загрязняющих
веществ (ЗВ) в результате физико-химических процессов адсорбции или
биохимических процессов поглощения.
Рассеяние – основной и самый дешевый способ достижения
существующих нормативов. Его, конечно, нельзя назвать идеальным с точки зрения
устранения загрязнения атмосферы. Расчет делается на пороговый характер
проявления негативных воздействий и на самоочищающую способность атмосферы.
Движущей силой процесса рассеяния с термодинамической точки зрения является
стремление системы к сглаживанию градиентов химического потенциала.
Деградация – термин, строго говоря, относящийся к
органическим веществам, для неорганических веществ чаще используют термин
трансформация. Отмечают химические, фотохимические и биологические виды
деградации и трансформации. Трансформация неорганических веществ сопровождается
изменением форм существования ЗВ (комплексообразование, гидролиз, реакции
окисления - восстановления ).
Свойство атмосферы рассеивать загрязнение количественно
определяется величиной потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА), который введен
в США и в последнее время широко используется у нас. Строгого определения
данное понятие не получило. Из общих соображений ясно, что более высокий ПЗА
соответствует таким метеорологическим условиям, при которых создаются более высокие
концентрации примесей в приземном слое воздуха. Но даже при одинаковых
метеорологических условиях источники различной высоты будут создавать различное
распределение концентраций по высоте. Так, в случае высоких источников
наибольшие концентрации у земли достигаются при опасной скорости ветра, имеющей
существенные турбулентные составляющие сверху вниз. Однако те же условия должны
способствовать переносу примеси вверх от низких источников (например,
автомобилей) и очищению приземных слоев.
|
