Влияние различных факторов на приземное распределение загрязняющих веществ кратко

Обновлено: 05.07.2024

Поведение атмосферных загрязнений в приземном слое зависит от различных факторов: величины выбросов, направления и скорости ветра, температурного градиента, барометрического давления, влажности воздуха, расстояния до источника выброса и высоты трубы, ландшафта местности, а также от физико-химических свойств загрязнителей.

Изменение температуры воздуха на каждые 100 м высоты, выраженное в градусах, называется вертикальным температурным градиентом, его величина в основном колеблется от температуры воздуха. Летом температурный градиент колеблется в пределах 1 °С, в холодное время года он снижается до десятых долей градуса, а в январе и феврале падает до отрицательных величин. Это последнее явление, т. е. извращение температурного градиента, когда температура воздуха нарастает, носит название температурной инверсии. Чем выше температурный градиент, тем сильнее вертикальные токи и перемешивание дыма с воздухом. Иными словами, угол раскрытия дымового факела увеличивается с увеличением температурного градиента. При температурной инверсии дым не может подниматься вверх и распределяется в приземном слое.

Наиболее высокие концентрации загрязнений наблюдаются при низкой температуре. Область распространения зимних инверсий совпадает с областью распространения антициклонов, поэтому при антициклонической погоде обычно наблюдаются высокие концентрации дыма. Помимо температурной инверсии, антициклон характеризуется малыми скоростями ветра, что также ведет к повышению концентрации загрязнений в атмосфере.

Антициклоны возникают, как известно, в областях высоких барометрических давлений. Этим следует объяснить наличие корреляции между загрязнением атмосферы и высотой барометрического давления.

Влажность также способствует увеличению концентраций загрязнений в атмосферном воздухе, но это имеет значение не для всех газов. Так, концентрация хлора падает с увеличением влажности.

В отношении физико-химических свойств загрязнений следует отметить особую опасность соединений, имеющих высокую персистентность (ДДТ, фреонов).

Наряду с загрязнением атмосферного воздуха в природе протекают процессы самоочищения, но они происходят крайне медленно. Самоочищению воздуха способствуют физические, физико-химические и химические процессы, происходящие в атмосфере: разбавление, седиментация, атмосферные осадки, роль зеленых насаждений, химическая нейтрализация и т. д.

Более эффективные мероприятия проводятся в результате санитарной охраны атмосферного воздуха.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Закономерности опухолевой прогрессии

Закономерности опухолевой прогрессии Гемобластозы имеют две стадии: моноклоновую (доброкачественную) и поликлоновую – возникновение субклонов (злокачественную). Однако смена стадий осуществляется с неодинаковой частотой при разных формах гемобластозов и с

28. Общие закономерности развития иммунологической фазы аллергических реакций немедленного типа

28. Общие закономерности развития иммунологической фазы аллергических реакций немедленного типа Иммунологическая стадия начинается с воздействия сенсибилизирующей дозы аллергена и латентного периода сенсибилизации, а также включает в себя взаимодействие

Безвредность воды в отношении загрязнений, нормируемых по санитарно-токсикологическим показателелям или по химическому составу

Безвредность воды в отношении загрязнений, нормируемых по санитарно-токсикологическим показателелям или по химическому составу Безвредность и опасность воды в отношении санитарно-токсикологических показателей химического состава определяется:1) содержанием вредных

Атмосферные загрязнения и их классификация. Источники атмосферных загрязнений. Влияние атмосферных загрязнений на здоровое население

Атмосферные загрязнения и их классификация. Источники атмосферных загрязнений. Влияние атмосферных загрязнений на здоровое население Загрязнение окружающей среды, и в особенности воздуха, выбросами промышленных предприятий, автомобильного транспорта вызывает в

Общие закономерности развития иммунологической фазы аллергических реакций немедленного типа

Общие закономерности развития иммунологической фазы аллергических реакций немедленного типа Иммунологическая стадия начинается с воздействия сенсибилизирующей дозы аллергена и латентного периода сенсибилизации, а также включает в себя взаимодействие разрешающей

Общие закономерности деятельности центральной нервной системы

Общие закономерности деятельности центральной нервной системы Рефлекторный принцип регуляции Основной формой деятельности ЦНС является рефлекс. Рефлекс – это ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участии ЦНС. Впервые понятие о

Глава 2. Влияние климата и атмосферных явлений на революции

Глава 2. Влияние климата и атмосферных явлений на революции Исследуя влияние, производимое такими могучими факторами, как климат, пища и почва, на эволюцию рода человеческого, мы прежде всего увидим, что в странах очень жарких, то есть тропических, и полярных революций и

Глава 3. Влияние климата и атмосферных явлений на бунты и восстания

Глава 3. Влияние климата и атмосферных явлений на бунты и восстания Раз мы психологически определили характер южан, то без труда поймем, что бунты у них должны случаться часто и по ничтожным поводам.1) Время года. Для того чтобы доказать могучее влияние тепла на народные

Глава 2. Влияние климата и атмосферных явлений на революции

Глава 3. Влияние климата и атмосферных явлений на бунты и восстания

III. Влияние атмосферных явлений на гениальных людей и на помешанных

III. Влияние атмосферных явлений на гениальных людей и на помешанных На основании целого ряда тщательных наблюдений, производившихся непрерывно в продолжение трех лет в моей клинике, я вполне убедился, что психическое состояние помешанных изменяется под влиянием

Энергия воды, земли, дерева, огня, металла, или закономерности жизненных процессов. Приложение 5

Энергия воды, земли, дерева, огня, металла, или закономерности жизненных процессов. Приложение 5 Все мы сохраняем информационно-энергетические связи с местом, где мы родились и провели детские годы, и с людьми, окружавшими нас в детстве. Сохраняем мы эти связи и со всеми

Вес и стратегия поведения

Вес и стратегия поведения Мне 36 лет, как руководитель фирмы я все время на виду. Лишний вес становится поводом для беспокойства. Есть мнение, что полные люди более добродушны и веселы, довольно толстокожи и не очень уязвимы по сравнению с худощавыми коллегами. Но имеются

Часть 1 Общие закономерности

Часть 1 Общие закономерности Самая страшная беда заключается в том, что потерять себя можно очень легко и незаметно, как если бы этого не произошло. Всякая другая потеря – руки, ноги, жены, пяти долларов – напротив, весьма заметна.Серен Кьеркегор, датский

Урок 6 Закономерности психического развития ребенка

Урок 6 Закономерности психического развития ребенка Психическое развитие отдельного человека в науке называется онтогенезом. Если речь идет о развитии человечества, то это филогенез. В этой главе, читатель, мы рассмотрим этапы психического развития человека от зачатия

Вредные вещества, выбрасываемые с дымовыми газами промышленных предприятий, переносятся и рассеиваются в атмосфере по- разному в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и характера расположения на ней объектов предприятия, высоты дымовых труб и гидродинамических параметров истечения выбросных газов.

К важнейшим метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температурную стратификацию (распределение температур окружающего воздуха в вертикальном направлении вблизи дымовой трубы), температуру окружающего воздуха. Особая роль их проявляется в нижнем слое атмосферы — до высоты 50—250 м над поверхностью земли.

Выбрасываемые в атмосферу частицы перемещаются благодаря молекулярной и турбулентной диффузии. Рассеивание газовой струи, осуществляемое за счет молекулярной диффузии, незначительно. Основная доля диффузионного переноса приходится на турбулентную диффузию. Перенос происходит в направлении от высокого давления к низкому под воздействием ветра. Ветер, который представляет собой турбулентное движение воздуха над поверхностью земли, является метеорологическим фактором, в значительной мере влияющим на горизонтальное перемещение вредных примесей.

Сведения о скоростях и направлениях ветра для рассматриваемого района расположения промышленного предприятия используются для анализа и выявления частоты образования неблагоприятных метеорологических условий, при которых возникает повышенное загрязнение воздуха.

Известно, что каждому источнику выбросов в зависимости от высоты его, объема и температуры газов соответствует своя, так называемая опасная скорость ветра им, когда наблюдается наибольшая приземная концентрация вредных веществ См. Сущность понятия опасной скорости ветра для источника выражается в следующем: при штиле или малых скоростях ветра дымовой факел беспрепятственно поднимается на большую высоту и не попадает в ближайшие к источнику приземные слои воздуха.

При большой скорости ветра дымовой факел активно перемешивается с большим объемом окружающего воздуха; в результате этого, хотя факел и достигает земли, величины приземных концентраций невелики. Следовательно, между штилем и высокой скоростью ветра есть такая опасная скорость им, при которой дымовой факел, прижимаясь к земле, на определенном расстоянии хм, создает наибольшую величину приземной концентрации См.

Сопоставление опасных скоростей ветра с характеристикой ветров по данным климатических наблюдений позволяет определить фактическое влияние промышленного предприятия на загрязнение воздуха в городе или поселке.

Большое влияние на уровень приземной концентрации вредных веществ оказывает температурная стратификация атмосферы, то есть характер вертикального распределения температур. Температурная стратификация определяется способностью поверхности земли поглощать или излучать тепло. При обычном состоянии атмосферы в дневное время земная поверхность нагревается и за счет конвективного теплообмена нагревает приземной слой воздуха. В этих условиях по мере подъема вверх температура падает (рис. 66) Температурный градиент составляет примерно 0,6°С на 100 м подъема вверх. В ночное время при ясной погоде поверхность Земли отдает в окружающее пространство, как любой нагретый предмет, большое количество лучистого тепла. При этом земная поверхность, охлаждаясь сама, охлаждает приземный слой воздуха, который остывает быстрее верхних слоев. В результате происходит инверсия (поворот) распределения

Глава 17. Экологический паспорт предприятия

Рис. 66. Вертикальное изменение температуры:

а) при обычном состоянии атмосферы;

б) при формировании инверсионного слоя

температур в воздушной оболочке Земли — температура воздуха с высотой (до верхних границ инверсионного слоя) повышается.

При обычном состоянии атмосферы создаются более благоприятные условия для вертикального и горизонтального рассеивания дымовых газов. С одной стороны, снижение температуры с высотой способствует энергичному всплыванию дымовых газов и, с другой стороны, восходящие потоки более теплого воздуха интенсифицируют перемешивание дымовых газов с атмосферным воздухом. В инверсионных условиях ослабляется и всплывание дымовых газов, и турбулентный обмен, что ведет, в конечном итоге, к ухудшению рассеивания выбросов и накоплению вредных веществ в приземном слое (рис. 67).

Особенно интенсивно приземная инвереия формируется во время ясной морозной погоды. Способствуют образованию инверсионного слоя и антициклоны, при которых происходит сжатие нижнего слоя воздуха с выделением тепла в окружающую среду.

В котловинах и долинах, окаймленных горами, на образование инверсионного слоя дополнительно влияет то, что холодный воздух по склону гор стекает в нижнюю зону, вытесняя теплый воздух наверх. Толщина инверсионного слоя колеблется от десятков метров до 1000 м и более.

При расчетах приземных концентраций вредных веществ температурная стратификация учитывается с помощью коэффициента стратификации А, отражающего региональные неблагоприятные условия вертикального и горизонтального перемешивания примесей, которые поступают в атмосферный воздух с дымовыми газами. Коэффициент А зонирован по территории России и стран СНГ Главной геофизической обсерваторией им. АИ. Воейкова.

Опасная скорость ветра в сочетании с неустойчивой стратификацией и интенсивным переносом примесей сверху вниз образует совокупность неблагоприятных метеорологических условий, при которых наблюдается максимальное значение приземной концентрации вредных веществ См.

На перемещение и рассеивание в атмосфере вредных веществ, выбрасываемых с дымовыми газами, влияют также рельеф местности и температура окружающего атмосферного воздуха.

Чем выше последняя, тем в меньшей степени проявляется эффект всплывания дымовых газов. Поэтому расчеты приземных концентраций обязательно проводят при средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца года, используя данные климатических наблюдений в районе предприятия.

Рельеф местности, даже при наличии невысоких возвышенностей, существенно изменяет микроклимат в отдельных районах, а также характер рассеивания вредных веществ. Натурными замерами зафиксированы высокие концентрации вредных примесей с заветренной стороны холмов, что можно объяснить образованием за холмами зон пониженных давлений, где наблюдается встречное по отношению к основному потоку движение воздуха. Исследование загрязнения атмосферного воздуха оксидами азота показали, что на пересеченной местности распространение вредных примесей носит неравномерный характер, и в пониженных местах местности образуются застойные, плохо проветриваемые зоны с высокой концентрацией вредных веществ. Наконец, направление и скорость ветровых потоков в приземном слое могут значительно отличаться от ветра в свободной атмосфере над возвышенностями.

Расчет приземных концентраций вредных веществ выполняется в соответствии с требованиями общесоюзного нормативного документа ОНД-86, утвержденного Государственным комитетом по гидрометеорологии и контролю природной среды (Госкомгвдрометом) в 1986 г.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) при выбросе дымовых газов из одиночного источника определяется из соотношения:

где М — масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, г/с; V — объем выбросных (дымовых) газов, м3/с; А — коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; F — коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Значение безразмерного коэффициента F для газообразных веществ и аэрозолей, у которых скорость упорядоченного оседания близка к нулю, принимается равным 1, а для летучей золы при отсутствии очистки — 3.

При глубокой очистке дымовых газов от золы, когда степень ее улавливания не менее 90% F равно 2; при 75—90% — 2,5; если меньше 75% — 3; г| — коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности. В случае ровной или слабопересеченной местности т| = 1; m и п — безразмерные коэффициенты, отражающие гидродинамические условия выхода газовоздушной смеси из дымовой трубы.

Схема распространения вредных веществ в приземном слое от одиночного источника выбросов приведена на рис. 68.

Под воздействием турбулентной диффузии перенос осуществляется не только вдоль ветровой оси — оси х, но и перпендикулярно ей — по оси у. Приземная концентрация с (мг/м3) в любой точке, расположенной с подветренной стороны от источника (дымовой трубы), определяется по формуле

где Sj — безразмерный коэффициент, учитывающий уменьшение приземной концентрации вдоль ветровой оси на различных расстояниях от дымовой трубы х (м); s2 — безразмерный коэффициент уменьшения приземной концентрации на расстоянии у (м) от ветровой оси на линии, перпендикулярной к этой оси.

Методики расчета приземных концентраций вредных веществ даже для одиночного источника выбросов довольно громоздки (см. рис. 68). Они намного усложняются в случае нескольких источников

Рис. 68. Аксонометрическая схема изменения приземной концентрации вредных веществ

В настоящее время наибольшую опасность для окружающей природной среды представляют примеси в атмосфере, поступающие ют искусственных источников и, в первую очередь, промышленных. Промышленные выбросы характеризуются большей сосредоточенностью, неоднородностью по химическому составу и неравномерностью распределения. Учитывая, что атмосферный воздух наиболее объемная и легкоподвижная по сравнению с другими среда, ясно, что борьба с вредными примесями в атмосфере практически трудно регулируемая задача. Поэтому защита воздушного бассейна от загрязняющих веществ промышленности путем снижения их содержания или полного недопущения в выбросах — одна из важнейших проблем охраны окружающей среды. Однако в настоящее время еще много действующих производств являются источниками серьезного загрязнения атмосферы.[ . ]

Распределение выбросов вредных веществ в атмосферу по основным источникам их выделения на отечественных НПЗ приведено в табл. 2 [8].[ . ]

Вредные вещества, выбрасываемые в атмосферу из труб, переносятся и рассеиваются в ней по-разному в зависимости от метеорологических условий. Они могут осаждаться на поверхности земли, растительности, воды, вымываться из атмосферы дождями или улетучиваться в космическое пространство. На этот процесс оказывает влияние целый ряд факторов: состояние атмосферы, рельеф местности и характер расположения на ней предприятий, высота, размеры производственных зданий, их взаимное расположение, высота трубы, скорость газа в трубе, его температура и плотность, агрегатное состояние загрязняющих веществ и др. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное — распределением температуры воздуха в вертикальном направлении вблизи трубы.[ . ]

Распределение концентрации вредных веществ в атмосфере от организованного высокого источника выбросов

Распределение приземной концентрации вредного вещества в атмосфере на оси факела выброса одиночного точечного источника (в виде трубы или вентиляционной шахты)

Динамика распределения концентраций вредных веществ на различных расстояниях от источника выброса позволяет говорить о наличии зон неодинакового загрязнения атмосферы. Это зона переброса факела — расстояние между источником высокого выброса и началом приземления дымового облака за счет переноса воздушными массами и постепенного расширения факела. Данное расстояние характеризуется относительно невысоким содержанием вредных веществ в атмосфере. Непосредственно у источника организованного выброса теоретическое значение концентраций токсических веществ в приземном слое должно быть минимальным, однако по материалам натурных наблюдений в ближайшей зоне промышленных предприятий (в том числе и теплоэлектростанций) постоянно обнаруживается наличие загрязнителей в атмосфере, поступающих за счет неорганизованных источников. Поэтому ближайшая получила название зоны неорганизованного загрязнения атмосферного воздуха, протяженность которой определяется условиями поступления вредных веществ в атмосферу; именно она обусловливает необходимость создания санитарно-защитной зоны, чтобы обеспечить рассеивание в атмосферном воздухе основных выбросов до показателей, соответствующих установленным ПДК.[ . ]

Структура распределения объемов выбросов вредных веществ в атмосферу была получена МосЦГНС в 1986 г. на основе рассмотрения данных инвентаризации выбросов 1980-1985 гг. Позже подобных обобщений не делалось, и хотя в настоящее время она требует уточнения, рассмотрим ее в первоначальном виде, оставив уточнение на этапе разработки технического проекта.[ . ]

Для рассеивания вредных веществ с целью уменьшения их концентрации на поверхности земли все ТС оборудуются дымовыми трубами. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий, характер местности, высота трубы и диаметр её устья. Горизонтальное перемещение примесей обусловливается в основном скоростью ветра, а вертикальное - распределением температур в вертикальном направлении.[ . ]

На рис. 3.1 показано распределение вредных веществ в атмосфере над факелом организованного высокого источника выбросов. По мере удаления от трубы в направлении распространения промышленных выбросов концентрация вредностей в приземном слое атмосферы сначала нарастает, достигает максимума и затем медленно убывает, что позволяет говорить о наличии трех зон неодинакового загрязнения атмосферы: зоны переброса факела выбросов, характеризующейся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; зоны задымления — зоны максимального содержания вредных веществ и зоны постепенного снижения уровня загрязнения.[ . ]

Известно, что туманы в городе возникают чаще, чем вне его. Следовательно, возрастает опасность загрязнения атмосферы. Повторяемость туманов в городах больше, чем в сельской местности, а вредное действие дымовых и газовых примесей при туманах проявляется сильнее, чем при других погодных условиях. Густые и длительные туманы повышают загрязненность воздуха, так как примеси, поглощаясь водяными каплями, при растворении образуют новые, иногда более токсичные вещества. Основными параметрами туманов являются: интенсивность, пространственное распределение, водность, которые можно анализировать лазерно-локационными методами.[ . ]

Схема рассеивания и распределения концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы под факелом высокого и мощного источника выброса (ГРЭС)

Влияние различных факторов на приземное распределение загрязняющих веществ. Вредные вещества, выбрасываемые с дымовыми газами промышленных предприятий, переносятся и рассеиваются в атмосфере по-разному в зависимости от ряда факторов: метеорологических, климатических, рельефа местности и характера расположения на ней объектов предприятия, высоты дымовых труб и гидродинамических параметров истечения выбросных газов. При этом к важнейшим метеорологическим и климатическим факторам относят скорость ветра, температурную стратификацию (распределение температур окружающего воздуха в вертикальном направлении вблизи дымовой трубы), температуру окружающего воздуха. Особая роль их проявляется в нижнем слое атмосферы — до высоты 50-250 м над поверхностью земли.[ . ]

Так, работы, направленные на снижение выбросов вредных веществ из тепловых электростанций (дающих более ‘/з общего валового выброса), показали, что эти вещества можно классифицировать на две группы. К первой относятся вещества, количество которых определяется, в основном, составом топлива (оксид серы (IV), летучая зола, токсичные примеси, содержащиеся в золе, соединения ванадия). Во вторую группу входят вещества, образование которых в значительной мере зависит от технологии, в том числе от режимов сжигания топлива (оксиды азота, оксид углерода (II), канцерогенные вещества). В существующих схемах автоматического регулирования процессов горения корректирующим сигналом служит обычно концентрация кислорода. Неравномерность распределения содержания кислорода по сечению газохода, зависимость этого распределения от нагрузки, а также инерционность приборов снижают представительность корректирующего сигнала. Поэтому внедрение средств, контролирующих вредные веществ второй группы, позволит достигнуть оптимальности режимов горения и экономить топливо при одновременном снижении выбросов в атмосферу. Проведенные в США расчеты показали, что внедрение таких систем контроля и регулирования стоимостью в 25 тыс. дол. дает годовой экономический эффект 60 тыс. дол. при сроке окупаемости 1 год [20].[ . ]

Основное математическое описание распространения вредных примесей в атмосфере строится по методике ОНД-86 [2], которая широко применяется при расчетах в томах ПДВ и реализована в программах "Эфир", "Эколог", "Гарант", "Призма" и др. Эта методика позволяет оценить концентрацию вредных веществ в приземном слое и по ней задать предельно допустимое значение выброса из источников выброса, при котором концентрация вредного вещества вне санитарной зоны не превышала бы ПДК. Поскольку по годные условия, которые существенным образом влияют на распространение вредных выбросов в воздухе, могут меняться в широком диапазоне от конвекции с хорошими условиями перемешивания до инверсии с плохими условиями перемешивания, то в методике ОНД-86 авторы отталкиваются от экспериментально наблюдаемых законов распределения концентраций за большие отрезки времени и задаются такими параметрами в математическом описании, чтобы экспериментально наблюдаемые значения концентраций с вероятностью 0,9 не превысили расчетные значения при любых погодных условиях. Такой подход позволяет создать нормативную базу для формирования требований к источникам выбросов практически для любых погодных условий.[ . ]

Дифференцированная оценка утечек загрязнителей через неплотности в технологическом оборудовании, их распределение в окрестности источника, а также схема отбора проб загрязненного воздуха от различных источников представлены на рис. 7, 8, 9. Основные результаты исследований приведены в табл. 18. Величина утечек через характерные неплотности технологического оборудования определяла одновременно уровень разгерметизации, удельный вклад каждого источника в загрязнение атмосферы и характер распределения вредных веществ в рабочих зонах. Полученные при этом комплексные результаты характеризовали физическую газовую опасность рабочих зон.[ . ]

Смес.м — максимальное из среднемесячных значение концентрации вредного вещества за год (мг/м3); Сср г — среднегодовое значение концентрации вредного вещества (мг/м3); — среднее квадратичное отклонение среднемесячных значений концентрации вредного вещества от среднегодового значения; V,. — коэффициент вариации концентраций; См р (Р = 5%) — максимальная концентрация, полученная из предположения логнормального распределения концентраций вредного вещества в атмосфере при 5% вероятности ее превышения (См 5).[ . ]

Как видно, по относительным показателям мы во многом близки к США. Однако следует иметь в виду, что у нас почти на порядок меньше автомобилей и работающая не на полную мощность промышленность. Тем не менее доля РФ в общем загрязнении атмосферы достаточно велика — в последнее время около 50 млн. т в год. При этом ВВП РФ сейчас не превышает 1% от мирового). На душу населения РФ это составляет около 300 кг в год или 800 г в день. При. этом удельное распределение крайне неравномерно. Конечно, эти выбросы ввиду близости городов влияют и на жителей Ростова. Недаром эти два города входят в список наиболее неблагополучных по состоянию атмосферы городов РФ. Так, по Ростову среднегодовые показатели ряда вредных веществ: формальдегида, бензпирена, взвешенных примесей — намного больше ПДК. Для г. Новочеркасска к этим веществам добавляются сернистые, азотистые соединения и фенолы. От смога эти города спасает их равнинность, продуваемость.[ . ]

Как уже указывалось, процесс загрязнения атмосферного воздуха проходит четыре стадии: образование вредных веществ, их выброс, распространение и воздействие на объекты. Распределение земельных угодий путем зонирования может оказаться полезным на любой из этих стадий. Размещение источников выброса, определение масс выбросов и характер использования окружающих земельных участков с учетом вредности загрязнений сами по себе образуют основу планирования и зонирования. Само зонирование как мера, направленная против загрязнения атмосферного воздуха, основывается главным образом на данных о процессах, происходящих в атмосфере, которая является средой для распространения загрязнений. Для разработки всестороннего регионального плана использования земельных участков необходимо глубоко изучить демографические, топографические и климатические особенности данной местности. Эти три фактора перечислены по убывающей степени с точки зрения возможности человека оказывать на них влияние. Климатические особенности находятся вообще вне сферы контроля человека, но их корреляцию с атмосферными загрязнениями необходимо учитывать. Небольшие изменения в топографических особенностях местности в настоящее время находятся в пределах возможности человека, но изменения на региональной основе, которые могли бы обусловить изменение климатических условий, пока еще практически неосуществимы. Демогра; ■фические факторы, полностью зависящие от характера использования или владения данной территории, изучаются.[ . ]

На химических и нефтехимических предприятиях с открыто расположенным оборудованием приземный слой атмосферы может быть загрязнен вредными веществами на значительную высоту. На рис. 9-7 в качестве примера по данным Уфимского института гигиены труда и профзаболеваний приведены результаты замеров концентраций непредельных углеводородов по высоте приземного слоя до 40 м на одном из производств синтетического каучука. Концентрации измеряли по вертикали на площадке с открыто расположенным оборудованием разной высоты (от 20 до 40 м). На уровне от 15 до 30 м наблюдались концентрации в 3—5 раз большие, чем у земли на высоте от 1,5 до 3. Это объясняется выбросом вредных веществ в основном на уровне от 15 до 30 м. Подобное распределение концентраций является характерным для промплощадок с открыто расположенным оборудованием и подтверждено многочисленными замерами различных организаций.[ . ]

Расположения среднегодовых концентрационных полей оксидов азота, оксида углерода(П) и диоксида серы схожи между собой, а распределение среднегодовых значений концентраций сероводорода и углеводородов по территории предприятия подобны друг другу. Это связано с тем, что основными факторами, определяющими форму, размер и расположение среднегодовых концентрационных полей вредных веществ, являются: структура источников выбросов вредных веществ, их расположение на территории предприятия и метеорологические параметры атмосферы. Максимум среднегодовых значений концентраций углеводородов и сероводорода располагается в западной части предприятия (блок основного нефтеулавливания и блок доочистки сточных вод). Для оксидов азота, серы и углерода поля максимальных среднегодовых значений концентраций располагаются в северо-восточной и восточной части предприятия.[ . ]

При оценке состояния загрязнения воздушного бассейна и определении наиболее эффективных мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха необходимы данные о количестве вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу различными источниками, и об условиях их поступления. Эти сведения требуются также при определении вклада, вносимого отдельными предприятиями и отраслями промышленности в общий уровень загрязнения воздуха; при оценке ущерба, наносимого выбросами вредных веществ народному хозяйству; при разработке методов прогноза особо опасных метеорологических условий загрязнения воздуха, при изучении особенностей распределения примесей в городах.[ . ]

Загрязнение атмосферы — сложный природно-промышленный процесс, связанный с поступлением и рассеиванием загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Значительную роль в этом процессе играют метеорологические условия в месте расположения источника загрязнения. При одинаковых параметрах выброса в приземном слое атмосферы могут возникать разные по величине концентрации загрязняющих веществ. Их величины будут зависеть от скорости и направления ветра, температурной стратификации атмосферы, температуры воздуха в момент выброса, осадков и других факторов.

Опасная скорость ветра — один из климатических факторов, определяющих неблагоприятные метеорологические условия (НМУ).

В реальных условиях в атмосфере может быть любое распределение температуры воздуха по высоте, в зависимости от которого выделяют три типичных состояния атмосферы: безразличное, неустойчивое и устойчивое.

При безразличном состоянии атмосфера характеризуется снижением температуры воздуха на каждые 100 м высоты на 1°С (сухоадиабатический градиент). Если при таком состоянии атмосферы выделить элементарный объем воздуха, то его температура при движении вверх или вниз будет постоянно одинакова с окружающей его атмосферой. Таким образом, атмосфера не будет способствовать перемещению этого объема воздуха ни вверх, ни вниз, т.е. она остается безразличной. С точки зрения рассеивания загрязняющих веществ такое состояние атмосферы не самое худшее, но и особо благоприятным оно не является.

Наиболееактивно рассеиваются вещества в атмосфере при неустойчивом состоянии, когда реальный градиент температур превышает сухоадиабатический, т. е. температура на каждые 100 м высоты падает больше чем на 1°С. В этом случае каждый опускающийся объем воздуха будет всегда холоднее и тяжелее воздуха в окружающей его атмосфере и поэтому будет стремиться вниз, и наоборот, поднимаю-щийся будет всегда теплее и легче атмосферного, поэтому будет им выталкиваться. Это способствует развитию первоначального импульса, и ускорение движению будет тем интенсивнее, чем больше температура этого элементарного объема будет отличаться от температуры окружающего воздуха. Такое состояние атмосферы наиболее благоприятно для рассеивания загрязняющих веществ.

Устойчивое равновесие в атмосфере возникает в том случае, когда реальный градиент температур меньше сухоадиабатического, т.е. температура воздуха на каждые 100 м высоты падает меньше чем на 1°С.Поднимающийся элементарный объем воздуха будет охлаждаться быстрее, чем атмосферный, и будет все время тяжелее, а опускающийся— все время теплее, а значит и легче. Другими словами, при устойчивом равновесии этот объем воздуха будет стремиться вернуться к своему исходному положению, а действие первоначального импульса гасится тем интенсивнее, чем меньше градиент температур. Такое состояние атмосферы из всех рассмотренных выше наиболее неблагоприятное для рассеивания загрязняющих веществ. Устойчивое состояние атмосферы — еще один ИЗ климатических факторов, определяющих НМУ.

Иногда температура воздуха в приземном слое атмосферы не уменьшается, а возрастает с высотой. Такое состояние атмосферы называют температурной инверсией, возникновению которой способствуют штили, туманы, низкая облачность или вторжение больших масс холодного либо теплого воздуха. Инверсионный слой, сформировавшийся на линии, разделяющей холодный и теплый воздух, создает препятствие рассеиванию загрязняющих веществ, т. е. рассеивание практически не происходит.Длительное состояние инверсии может привести к катастрофическому загрязнению атмосферы, что требует особых мероприятий (остановка производств, запрещение использования транспорта, эвакуация людей и т. д.).

Осадки играют положительную роль в самоочищении атмосферы от загрязняющих веществ. Однако в последнее время обнаружено еще одно явление, связанное с загрязнением атмосферы и осадками и получившее название кислотный дождь или кислые осадки (второе название более правильное).

Процессы, происходящие в атмосфере, играют активную роль в рассеивании загрязняющих веществ и определяют их концентрации в приземном слое. Величина концентрации может быть замерена или рассчитана, это определит состояние атмосферы. Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы возникает при НМУ - опасная скорость ветра, устойчивое состояние атмосферы и максимальная температура воздуха в момент выброса.

Читайте также: