08.01.2011 г.

  На главную раздела "Научные работы"


Безуглая Э.Ю., Смирнова И.В.



2.2 Коэффициент трансформации (КТ) и его определение

2.2.1 Изменения КТ
 
          Диоксид азота в атмосферном воздухе, как сказано выше, является вторичной примесью, которая образуется в результате фотохимической реакции. Часть оксидов азота переходит в диоксид, часть сохраняется в виде оксидов азота. Отношение концентрации диоксида азота к концентрации суммы оксидов азота является коэффициентом трансформации. Оксиды азота образуются, в основном, в процессе сгорания органического топлива при высоких температурах. Выбросы оксидов азота оцениваются в пересчете на NO2.

          Прежде чем приступить к рассмотрению КТ, посмотрим, какую физическую характеристику КТ представляет.

          Коэффициент трансформации не просто отношение вторичного вещества (NO2) к исходному продукту (NOх) выбросов от промышленного предприятия. Он проявляется как способность атмосферы принять заданное количество вещества и с помощью других химических веществ, находящихся в атмосфере, произвести определенное количество вторичного вещества. Иначе можно сказать, что КТ показывает, какая часть продуктов, поступивших в атмосферу, преобразуется в новое вещество за время, в течение которого оно будет участвовать в фотохимических реакциях. При этом учитывается объем атмосферного воздуха, в который это вещество выбрасывается. В действительности воздушный бассейн безграничен, поскольку непрерывно происходит перенос воздушных масс потоком ветра из других районов. Его состав постоянно меняется за счет поступления новых и новых продуктов антропогенной деятельности. По этой причине предприятие, осуществляющее выбросы NOх, ответственно за все последующие изменения, происходящие с этим веществом, до того момента, когда NOх достигнет равновесного состояния в атмосфере, после которого не будет происходить заметных изменений в количестве образованного из него NO2, или выпадет на землю в виде другого какого-то вещества. Поэтому КТ является не только переводным коэффициентом для определения выбросов NO2, но и источником важных сведений о реактивной природе атмосферного воздуха в данном месте.

          Эта реактивность проявляется через множество факторов, таких как количественный и качественный состав воздушного бассейна, метеорологические условия в данной местности, определяющие очищение его при переносе и рассеивании, вымывание примесей осадками, а также усиление или ослабление скорости реакций за счет температуры воздуха и количества приходящей солнечной радиации.

          Все эти причины приводят к тому, что КТ является важной характеристикой атмосферы. Как ПЗА определяет рассеивающую способность атмосферы, так КТ указывает на ее химическую активность и способность перерабатывать поступающие в нее продукты выбросов.

          Трансформация оксидов азота в диоксид азота - процесс постепенный. Чем больше расстояние от источника выбросов до жилых районов, тем большая часть оксидов переходит в диоксид азота. Однако этот процесс не бесконечен, и постепенно наступает равновесное состояние, при котором уже не видно заметных изменений.

          Трудно представить, когда заканчивается трансформация в атмосфере, но, вероятно, это происходит в чистой естественной атмосфере, где вторичные продукты (NO2, О3, формальдегид) превращаются в безвредные для человека и окружающей среды составляющие атмосферного воздуха.

          Если бы можно было рассчитать КТ для каждой точки территории России, то получилась бы приближенная карта, из которой можно было бы увидеть районы, где особенно быстро происходит «переработка» выбросов.

          Как показывают исследования, КТ в большой степени зависит от интенсивности солнечной радиации, температуры воздуха, других метеорологических условий, а также от значения суммарной концентрации оксидов азота, определяемых выбросами. В фотохимических процессах кроме оксидов азота участвуют также другие газовые органические компоненты, поступающие в атмосферу от антропогенных и естественных выбросов, в том числе различные углеводороды. Однако в каждом отдельном случае протекающий фотохимический процесс зависит от погодных и физико-географических условий. Случаи высоких концентраций NО2 и NО в отдельные периоды могут определяться потоком этих веществ из стратосферы и неблагоприятными погодными условиями. При высокой инсоляции и слабых ветрах фотохимические реакции могут приводить к высоким уровням концентраций примесей.

          Таким образом, оказывается, что недостаточно знание климатических условий рассеивания и переноса примесей в данном районе. Необходима также информация о реактивности атмосферы, т.е. о КТ. Обе эти характеристики (ПЗА и КТ) совместно определяют создаваемый в данном районе уровень загрязнения атмосферы.

          Наибольшие концентрации от месяца к месяцу меняются слабо. Изменения КТ ото дня ко дню могут быть значительными. Могут наблюдаться дни со слабой трансформацией, которая на другой день может резко возрасти до значительной. КТ изменяется от нулевых значений до значений, составляющих 0,6–0,7.

          В соответствии с ОНД-86 [42], при реконструкции и строительстве предприятий, а также при расчетах предельно допустимых выбросов (ПДВ) или временно согласованных выбросов (ВСВ) учитывается См — максимальная приземная концентрация в приземном слое атмосферы, создаваемая промышленным предприятием при неблагоприятных метеорологических условиях. При расчете максимальной концентрации начальные выбросы оксидов азота, как сказано выше, пересчитываются в диоксид азота. Коэффициент пересчета, т.е. КТ, может изменяться во времени и в пространстве. В зависимости от погодных условий КТ изменяется от суток к суткам, от месяца к месяцу и от года к году. КТ может увеличиваться или уменьшаться в отдельные периоды под влиянием климатических факторов и взаимного расположения источников выбросов в разных городах (рисунки 2.7–2.8). При этом, как видно из рисунков, ежедневные значения КТ варьируют существенно, но среднемесячные КТ довольно стабильны, если рассматривается определенный физико-географический район.

          Точное знание величины КТ необходимо, чтобы определить общую сумму выбросов данного вещества. Известно, что в наше время, в условиях рыночной экономики, при значительных объемах выбросов предприятие платит за них.

 Увеличить
 

 Рисунок 2.7 ─ Изменения наибольших значений КТ в Норильске в годовом ходе, 2003 год

 

 Увеличить
 
 Рисунок 2.8 ─ Изменения значений КТ в июле 2003 года в Норильске.
 

 

 
В начало                              Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить