06.01.2011 г.

  На главную раздела "Научные работы"


Безуглая Э.Ю., Смирнова И.В.




1.3.2 Изменения концентраций вредных веществ

1.3.2.1 Взвешенные вещества
 
 
          Вещество, которое обычно называют «взвешенные вещества» (ВВ), включает много различных компонент. В него входят пыль, зола, сажа, дым, сульфаты, нитраты и другие твердые составляющие. ВВ образуются в результате сгорания всех видов топлива и при производственных процессах. В зависимости от состава выбросов они могут быть и высокотоксичными, и почти безвредными. Они могут иметь как антропогенное, так и естественное происхождение, например, образовываться в результате почвенной эрозии. В данных о выбросах все эти вещества отнесены к твердым.

          Взвешенные частицы варьируют в размерах, по составу и природе образования. Воздушные частицы взвешенных веществ больших и малых размеров, включая мелкие частицы, называемые РМ, представляют собой сложное соединение органических и неорганических субстанций. Мелкие частицы делятся на РМ10 и РМ2,5 в зависимости от их размера. Крупные частицы обычно содержат почвенные материалы, пыль от дорог и выбросы от промышленности. Мелкие частицы содержат больше кислот, а также сульфаты.

          Под влиянием метеорологических условий происходит перемешивание всех составляющих атмосферы, перенос и рассеивание примесей на большие расстояния от города, вымывание их осадками и осаждение в тумане. Атмосфера, как среда обитания различных веществ, не является химически инертной. Это особенно важно подчеркнуть. Непрерывно в ней происходят различные химические процессы, фотохимические реакции, вызванные поступлением солнечной энергии и изменениями температуры воздуха. Одни вещества соединяются с другими, создавая новые вторичные вещества, которые также разлагаются на первичные продукты выбросов или производят новые вещества. Реакций, происходящих в атмосферном воздухе, множество. В работах на эту тему перечисляются сотни реакций, но это не дает полную картину. Воздушный бассейн, как огромный реактор, непрерывно производит одни вещества и возвращает другие. Важно знать, что изучаемые в настоящее время на сети компоненты загрязнений являются лишь небольшой частицей того, что находится в атмосфере и производится в ней.

          До настоящего времени в России измерения концентраций РМ не проводились и для них не установлены значения ПДК. Их вероятные концентрации можно оценить из соотношений между взвешенными веществами, называемыми TSP, и мелкими частицами РМ, полученными в различных странах.

          В США на основании результатов наблюдений установлена совершенно четкая связь между средними и максимальными концентрациями ТSP, РМ10 и РМ2,5, что позволило установить стандарты для этих веществ (таблица 1.2). Отношение стандартов всех этих веществ за год к стандарту за сутки мало различаются между собой.

          Из этой таблицы видно, что при установлении стандартов полагалось, что РМ10 составляют треть от взвешенных веществ, а РМ2,5 — 20%. В работах европейских ученых называются такие значения: РМ составляет 0,6–0,7 ТSP. Более подробно об этом поговорим в главе 3.

 

Таблица 1.2  – Стандарты для концентраций, мкг/м3,взвешенных веществ и РМ
СтандартСредний
за год
Максимальный
за сутки   

Отношение максимального за сутки к среднему

ТSP(взвешенные вещества), США 75 260 3,5
РМ10 50 150 3
РМ2,5 15 65 4,3
ВВ, Россия 150* 500** 3,3
* ПДКс.с., ** ПДКм.р.  

          Взвешенные частицы при проникновении в органы дыхания человека приводят к нарушению системы дыхания и кровообращения. Вдыхаемые твердые частицы влияют как непосредственно на респираторный тракт, так и на другие органы за счет токсического воздействия входящих в состав частиц различных компонентов. Люди с хроническими нарушениями в легких, с сердечно-сосудистыми заболеваниями, с астмой, частыми простудными заболеваниями, пожилые и дети особенно чувствительны к влиянию мелких взвешенных частиц диаметром менее 10 микрон (РМ10). Особенно опасно сочетание высоких концентраций ВВ и диоксида серы.

          В документах Европейского экономического сообщества многократно указывается важность организации наблюдений за концентрациями РМ. Основанием для этого служат исследования, доказывающие их влияние на увеличение случаев смертности среди населения в связи с ростом концентраций РМ, а также свидетельства, что РМ содержат в своем составе многие вредные компоненты.

          Измерениями РМ или измерениями взвешенных веществ нельзя уничтожить влияние этих веществ на организм человека. Можно лишь узнать уровни загрязнения атмосферы этими веществами. Достаточно четкие соотношения между РМ и взвешенными веществами позволяют рассчитать ущерб, ими создаваемый. Измерения концентраций РМ нужно в первую очередь производителям этих новых для сети приборов. Поэтому может быть достаточно изучение изменений концентрации взвешенных веществ.

 

Увеличить
Рисунок 1.6 − Среднегодовые концентрации (q) взвешенных веществ в 1990–2006 гг.  и выбросы (M) твердых веществ в 1990–2005 гг.

 

          Тенденция изменения концентрации взвешенных веществ (рисунок 1.6), полученная из многолетней информации, собранной в Ежегодниках, наглядно показывает снижение концентрации, происходящее в течение 1990–2006 гг. Можно выделить два периода. Первый продолжался до 1999 года и связан с сокращением отдельных производств и закрытием предприятий в период перестройки, что подтверждалось тенденцией снижения концентраций взвешенных веществ. Второй, после 1999 года, проявился более резким снижением концентраций взвешенных веществ до конца рассматриваемого периода.



          Данные о выбросах твердых веществ от промышленных предприятий также указывают на планомерное снижение их количества, подтверждающее данные сети наблюдений о тенденции снижения средних за год концентраций примеси.

 

Увеличить
Рисунок 1.7 − Количество городов, в которых среднегодовые концентрации взвешенных веществ превышали 1 ПДК (1), СИ взвешенных веществ больше 10 (2)


            Количество городов, где средние за год концентрации взвешенных веществ превышают 1 ПДК (рисунок 1.7), снизилось за десять лет всего на 12%, а таких городов в стране сейчас 65. Количество городов, в которых максимальная концентрация этой примеси превысила ПДК в 10 раз, почти не изменилось.

 

Увеличить

 
Рисунок 1.8 – Средняя концентрация взвешенных веществ в группах городов с различной численностью населения


           Средние концентрации взвешенных веществ в городах различной численности населения различаются довольно существенно. Наибольшие концентрации отмечаются в крупных городах с населением более 250 тыс. жителей (рисунок 1.8). 

 

 

Увеличить
Рисунок 1.9 – Связь средних и максимальных концентраций взвешенных веществ, мг/м3, в крупнейших городах России.

  
          Отмечается четкая связь между средней за год и максимальной концентрацией ВВ (рисунок 1.9).

 

 В начало                               Продолжение

 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить