5.1. Факторы, влияющие на распространение загрязнений

Уровень приземной концентрации вредных веществ в атмосфере от стационарных и подвижных объектов промышленности и транс­порта при одном и том же массовом выбросе может существенно меняться в атмосфере в зависимости от техногенных и природ­но-климатических факторов.

К техногенным факторам относятся:

· интенсивность и объем выброса вредных веществ;

· высота расположения устья источника выбросов от по­верхности земли;

· размер территории, на которой осуществляются загрязнения;

· уровень техногенного освоения региона.

К природно-климатическим факторам относятся:

· характеристика циркуляци­онного режима;

· термическая устойчивость атмосферы;

· атмосферное давление, влажность воздуха, температурный режим;

· температур­ные инверсии, их повторяемость и продолжительность;

· скорость ветра, повторяемость застоев воздуха и слабых ветров (0 – 1 м/с);

· продолжительность туманов, рельеф местности, геологическое строение и гидрогеология района;

· почвенно-растительные условия (тип почв, водопроницаемость, пористость, гранулометрический со­став почв, эродированность почвенного покрова, состояние расти­тельности, состав пород, возраст, бонитет);

· фоновые значения пока­зателей загрязнения природных компонентов атмосферы, в том числе существующих уровней шума;

· состояние животного мира, в том числе ихтиофауны.

В природной среде непрерывно меняются температура воздуха, скорость, сила и направление ветра, поэтому распространение энер­гетических и ингредиентных загрязнений происходит в постоянно новых условиях. Неблагоприятна следующая синоптическая ситуация – антициклон с безградиентным полем изобар в межгор­ных замкнутых котловинах. Процессы разложения токсических ве­ществ в высоких широтах при малых значениях солнечной радиации замедляются. Осадки и высокие температуры, наоборот, способст­вуют интенсивному разложению токсичных веществ.

В Москве, например, неблаго­приятные по условиям загрязнения воздуха метеорологические условия, связанные с застоями воздуха и ин­версиями, создаются летом, преиму­щественно в ночные часы при слабых северных и восточных ветрах.

При общей закономерности сни­жения уровня загрязнения по мере удаления от дороги снижение уров­ня шума происходит за счет рассеи­вания звуковой энергии в атмосфере и поглощения ее поверхностным по­кровом. Рассеивание отработавших газов зависит от направления и ско­рости ветра (рис. 5.1).

Более высокая температура у поверхности земли в дневное время заставляет воздух подниматься вверх, что приводит к дополнитель­ной турбулентности.


Ночью температура у поверхности земли более низкая, поэтому турбулентность уменьшается. Это явление служит одной из причин лучшего распространения звука ночью по сравне­нию с дневным временем. Рассеивание отработавших газов, наобо­рот, уменьшается.

Способность земной поверхности поглощать или излучать теп­лоту влияет на вертикальное распределение температуры в призем­ном слое атмосферы и приводит к температурной инверсии (откло­нению от адиабатности). Повышение температуры воздуха с высотой приводит к тому, что вредные выбросы не могут подни­маться выше определенного потолка. В инверсионных условиях ос­лабляется турбулентный обмен, ухудшаются условия рассеивания вредных выбросов в приземном слое атмосферы. Для приземной ин­версии особое значение имеет повторяемость высот верхней границы, для приподнятой инверсии – повторяемость нижней границы.

Сочетание природных факторов, определяющих возможный уровень загрязнения атмосферы, характеризуется:

· метеорологиче­ским и климатическим потенциалом загрязнения атмосферы;

· высотой слоя перемешивания;

· повторяемостью приземных и приподнятых инверсий, их мощностью, интенсивностью;

· повторяе­мостью застоев воздуха, штилевых слоев до различных высот.

Падение концентраций вредных веществ в атмосфере происхо­дит не только вследствие разбавления выбросов воздухом, но и из-за постепенного самоочищения атмосферы. В процессе самоочище­ния атмосферы происхо­дит:

1) седиментация, т.е. выпадение выбросов с низкой реакционной способностью (твердых час­тиц, аэрозолей) под дей­ствием силы тяжести;

1) нейтрализация и связывание газообразных выбросов в открытой атмосфере под действием солнечной радиации или компонентами биоты.

Определенный потенциал самовосстановления свойств окружающей среды, в том числе и очищения атмосферы, связан с поглощением водными поверхностями до 50 % природных и техноген­ных выбросов СО2. В водоемах растворяются и другие газообраз­ные загрязнители воздуха. То же происходит на поверхности зеле­ных насаждений: 1 га городских зеленых насаждений поглощает в течение часа такое же количество СО2, которое выдыхают 200 чело­век.

Химические элементы и соединения, содержащиеся в атмосфере, поглощают часть соединений серы, азота, углерода. Гнилостные бактерии, содержащиеся в почве, разлагают органические остатки, возвращая CO2 в атмосферу. На рис. 5.2 приведена схема загрязне­ния среды канцерогенными полициклическими ароматическими уг­леводородами (ПАУ), содержащимися в выбросах транспортных средств, объектов транспортной инфраструктуры, и ее очищения от этих веществ в компонентах окружающей среды.