07.01.2011 г.

  На главную раздела "Научные работы"


Безуглая Э.Ю., Смирнова И.В.




1.3.2.2 Оксиды азота
 
 

          Среди загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу с антропогенными выбросами от промышленности, электростанций и транспорта, оксиды азота относятся к наиболее важным. Они образуются в процессе сгорания органического топлива при высоких температурах в виде оксидов азота (NOx), которые трансформируются в диоксид азота NO2. Все выбросы от промышленности и автотранспорта обычно оцениваются в пересчете на NO2 [37], хотя нельзя точно определить, какая часть выбросов присутствует в атмосфере в виде NO2 или NO. Оксид и диоксид азота играют сложную и важную роль в фотохимических процессах, происходящих в тропосфере и стратосфере под влиянием солнечной радиации, являющихся причиной образования фотохимического смога и высоких концентраций приземного озона и формальдегида.

          Исследование превращений оксидов азота в диоксид является очень важным, поскольку показывает роль вторичного продукта реакций в атмосфере, диоксида азота, в формировании загрязнения атмосферы. Оксидам азота посвящается следующая глава данной книги. Здесь лишь покажем изменения в уровне концентрации оксида и диоксида азота за семнадцатилетний период.

          Изменения среднегодовых концентраций оксида и диоксида азота почти повторяют друг друга. Как видно из рисунка 1.10, с начала изучаемого периода наблюдается не снижение концентраций диоксида азота, как этого можно было бы ожидать, а рост, который продолжался до 1996 года. После 1996 года концентрации примесей снижаются, причем с 1999 года концентрации диоксида азота снижаются более заметно, а после 2001 года почти не изменяются. Слабое снижение концентрации оксида азота сохраняется до настоящего времени.

 

Увеличить
Рисунок 1.10 − Среднегодовые концентраций диоксида и оксида
азота в 1990–2006 гг.  и суммарные выбросы NO2 в 1990–2005 гг.


          Изменения выбросов оксидов азота плохо согласуются с изменениями средних концентраций примесей. Начиная с 1999 года, выбросы увеличиваются. Это связано с ростом количества автомобилей. Непонятно уменьшение выбросов в 2005 году, хотя количество автотранспорта продолжает увеличиваться. Рассматривая данные выбросов диоксида азота от автотранспорта в 2005 году в отдельных городах, можно увидеть, что в последние годы информация о выбросах от автомобилей не везде обновляется, выбросы не пересчитываются, а повторяются сведения, полученные в 2003 году. Возможно, по этой причине проявилось снижение выбросов в 2005 году, которого в действительности не было.

          Эти тонкости можно было бы не учитывать, если бы концентрации диоксида азота были низкими, но они в течение всего рассматриваемого времени превышают ПДКс.с почти в половине городов, где проводятся наблюдения.

          За десять лет количество городов, где средние концентрации диоксида азота превышают ПДК, снизилось на 11 (рисунок 1.11). Уменьшилось также количество городов, где максимальные концентрации диоксида азота превышали 10 ПДК. Следует отметить, что с 2006 года изменилось значение ПДКм.р.. По этой причине в 2006 году резко изменилось количество городов, где максимум превышает 1 ПДК.

          Часть выбросов оксида азота, как сказано выше, трансформируется в диоксид азота. Результаты наблюдений показывают, что отношение концентраций диоксида азота к сумме оксидов азота, т. е. коэффициент трансформации изменяется в широких пределах, но редко превышает 0,6 [ 21].

          При небольших концентрациях диоксида азота наблюдается нарушение дыхания, кашель. ВОЗ рекомендовано не превышать 40 мкг/м3, поскольку выше этого уровня наблюдаются болезненные симптомы у больных астмой и других групп людей с повышенной чувствительностью [107,122]. При средней за год концентрации, равной 30 мкг/м3, увеличивается число детей с учащенным дыханием, кашлем и больных бронхитом.

          Многие исследования показали кратковременное влияние на здоровье при концентрации NOx 200 мкг/м3. Эта величина рекомендована ВОЗ как критерий для одного часа [122]. В России эта величина в 2006 г. принята как максимально разовая ПДК.

Увеличить
Рисунок 1.11 – Число городов, в которых среднегодовые концентрации
диоксида азота превышали 1 ПДК (1), СИ диоксида азота больше 10 (2)

 

          Интересно отметить, что средние концентрации диоксида азота от года к году мало изменяются. Корреляция между концентрациями примеси за различные промежутки времени очень высокая (0,98). Это указывает на устойчивость уровня концентраций этой примеси в городах (рисунок 1.12).

Увеличить

Рисунок 1.12 – Корреляция средних концентраций диоксида азота, мг/м3, за временные периоды от одного года до девяти лет


1.3.2.3 Диоксид серы
 
 
          Диоксид серы образуется в больших количествах при сжигании твердого топлива (каменного угля, древесины). В крупных городах России используется, главным образом, газовое топливо. Поэтому средние концентрации этого вещества невелики.

          Вид тенденции изменения средних за год концентраций диоксида серы и выбросов, как видно из рисунка 1.13, особенно прост. В течение всего периода с 1990 года непрерывно происходит снижение концентрации и выбросов диоксида серы. Сами значения концентрации малы и не представляют особого интереса для анализа. Вместе с тем следует учитывать, что в атмосфере диоксид серы может вступать во взаимодействия с аммиаком. Чем больше в атмосфере диоксида серы, тем меньше аммиака. Тенденция снижения концентрации диоксида серы свидетельствует о возможности роста концентрации аммиака в воздушном бассейне городов в последние годы, поскольку диоксид серы почти отсутствует. Как увидим при анализе тенденции аммиака, это и происходит.


Увеличить

Рисунок 1.13 – Изменения среднегодовых концентраций диоксида серы (1)
в 1990–2006 гг. и выбросы диоксида серы в 1990–2005 гг.


1.3.2.4 Оксид углерода
 
 
          Оксид углерода поступает в атмосферу от промышленных предприятий в результате неполного сгорания топлива. Много оксида углерода содержится в выбросах предприятий металлургии и нефтехимии, но главным источником оксида углерода является автомобильный транспорт. Во многих городах уже произошло насыщение артерий города автомобилями до такого уровня, что стали постоянными их скопления в часы пик. Заторы на дорогах ─ это не только время, проведенное в ожидании, но значительное воздействие на людей выхлопными газами автомобилей, работающих в холостом режиме с включенными двигателями.

          Вдыхаемый в больших количествах оксид углерода поступает в кровь, уменьшает приток кислорода к тканям, повышает количество сахара в крови, ослабляет подачу кислорода к сердцу. У здоровых людей этот эффект проявляется в уменьшении способности выносить физические нагрузки. У людей с хроническими болезнями сердца он может воздействовать на всю жизнедеятельность организма. В случаях нахождения вблизи автомагистрали с интенсивным движением транспорта у людей с больным сердцем могут наблюдаться различные симптомы ухудшения здоровья.

          Концентрации оксида углерода в городах России сравнительно низкие, средние за год в целом по России ниже ПДКс.с. (3 мкг/м3) в течение всех лет исследуемого периода (рисунок 1.14). Можно найти лишь несколько городов, где средние за год концентрации оксида углерода были выше ПДК. До 2000 года средние концентрации СО почти не менялись, а далее они стали снижаться, хотя, как известно, количество автотранспорта в городах увеличивается. Это можно объяснить лишь очень низкими значениями концентрации примеси во многих городах, которые находятся часто на уровне чувствительности метода измерений.

          Попытки понять ситуацию по данным о выбросах оксида углерода не добавляют ясности. Выбросы снижались до 1996 года, а затем стали расти, т.е. находятся в противоречии с данными наблюдений за концентрациями этой примеси. Эти противоречия трудно объяснить.


Увеличить

Рисунок 1.14 − Изменения среднегодовых концентраций (q) в 1990–2006 гг. и выбросов (М) оксида углерода в 1990–2005 гг.



В начало                               Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить