Введение 3
1 Строение и состав атмосферы 5
1.1 Строение атмосферы 5
1.2 Физико-химический состав атмосферы 8
1.3 Основные источники загрязнение воздуха и загрязняющие вещества 12
1.4 Нормативы качества атмосферного воздуха 16
1.5 Влияние метеорологических факторов на загрязнение атмосферы 18
1.6 Влияние барических систем на загрязнение атмосферы 22
2 Экологический мониторинг окружающий среды 30
2.1 Сущность, цели и задачи экологического мониторинга 30
2.2 Классификация и организация экологического мониторинга 31
2.3 Автоматические станции контроля в Санкт-Петербурге 35
3 Исследование загрязнения воздуха в Невском районе города Санкт-Петербург
в зимний и летний периоды 2021-2022 годов 41
3.1 Общая информация о Невском районе 40
3.2 Анализ данных мониторинга загрязняющих веществ 42
3.3 Данные о метеорологических характеристиках в Санкт-Петербурге за
зимний и летний периоды 2021 - 2022 годов 48
3.4 Анализ зависимостей между концентрацией загрязняющих веществ и
метеорологическими параметрами 56
Заключение 65
Список использованной литературы и источников 67
Приложение
В наше время антропогенные факторы загрязнения атмосферы стали превышать по масштабам естественные, приобретая глобальный характер. Выбрасываемые в атмосферу вредные вещества не только уничтожают живую природу, отрицательно воздействуют на здоровье людей, но и способны изменить свойства самой атмосферы, что может привести к нежелательным экологическим и климатическим последствиям.
Актуальность данной темы состоит в том, что на сегодняшний день в крупных городах, характерно большое содержание различных примесей в атмосфере. Быстрый рост транспорта и промышленности приводит к тому, что такое большое количество опасных примесей не успевает рассеяться. В результате возрастает концентрация загрязняющих веществ в воздухе. Это может привести к серьезным экологическим и экономическим последствиям, а также к серьезному ухудшению состояния здоровья людей и животных.
Целью данной работы является исследование сезонной изменчивости концентраций загрязняющих веществ в воздухе Санкт-Петербурга.
Объектом исследования являются данные концентраций загрязняющих веществ, полученные со станции автоматического мониторинга воздуха №20, расположенной в Невском районе города Санкт-Петербург, на улице Тельмана, д.24.
Предметом исследования являются концентрации загрязняющих веществ за два периода 2021-2022 годов. В зимний период водит декабрь 2021 года, а также январь и февраль 2022 года. Летний период включает в себя летние месяцы 2022 года (июнь, июль, август).
Структура работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, которые подразделены на подглавы, заключения, списка использованной литературы и приложения.
В первой главе рассматриваются основные загрязняющие вещества в атмосферном воздухе, влияние на них различных параметров (барические образование, характеристики воздуха, рельеф).
Во второй главе рассматривается экологический мониторинг, его цели, задачи и классификация, а также автоматические станции контроля воздуха в Санкт-Петербурге.
В третьей главе представлены результаты исследований и анализ зависимостей между концентрацией загрязняющих веществ и метеорологическими параметрами.
В заключение работы отражены основные выводы по результатам исследования.
В данной работе была проведена оценка загрязненности воздуха Невского района г. Санкт-Петербурга диоксидом азота (NO2), оксидом углерода (CO) и взвешенными частицами (PM10) в зимний и летний периоды 2022 года.
При использовании данных со станций автоматического мониторинга атмосферного воздуха были составлены таблицы среднесуточных концентраций загрязняющих веществ, диаграммы среднесуточных концентраций диоксида азота (NO2), оксида углерода (CO) и взвешенных частиц (PM10).
Также при использовании данных среднесуточных метеопараметров, таких как: температура воздуха, относительная влажность, скорость и направление ветра, были построены таблицы и графики.
Проведен корреляционный анализ между загрязняющими веществами и метеопараметрами, и в результате были составлены корреляционные матрицы.
При использовании данных о высотном зондировании атмосферы, были построены графики изменения температуры воздуха с высотой для определения слоев температурной инверсии.
Проведен анализ приземных карт на различные барические образования, а также была простроена гистограмма повторяемости этих образований.
Проделанная работа и полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.
Анализ данных за два исследуемых периода показывает, что уровень загрязнения за зимний период был выше, чем за летний. Наиболее загрязненным оказался декабрь, а наименее - июль. Концентрации исследуемых ЗВ (NO2, CO, PMio) за весь исследуемый срок, превысили уровень среднесуточной концентрации ПДКсс, только один раз. Превышение наблюдалось 04.02 и норму превысила концентрация диоксида азота (NO2) - 1,2 ПДКсс.
При анализе корреляционных матриц можно сказать, что наиболее значимыми для изменения концентраций загрязняющих веществ были температура, скорость ветра, и влажность летом. Зимой между концентрациями загрязняющих веществ и метеопараметрами (температура и скорость ветра) наблюдалась обратная связь. Летом между температурой и ЗВ наблюдалась прямая связь, а между влажностью, скоростью ветра и ЗВ - обратная.
При анализе влияния барических систем на концентрации ЗВ можно сказать, что антициклонические процессы способствуют увеличению концентраций, а циклонические наоборот - к уменьшению.
По проведенному исследованию можно сделать вывод, что по данным со станций автоматического мониторинга значительных превышений загрязняющих веществ в атмосферном воздухе выявлено не было, но в зимний период он оставался достаточно высок.
Количество автотранспорта и промышленности постоянно растет, это приводит к увеличению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Для улучшения состояния воздуха необходимы следующие мероприятия:
• Использование менее токсичного топлива для автомобилей
• Строительство систем газоочистки на промышленных предприятиях
• Переход промышленных предприятий на более качественное сырье
• Строительство парков, аллей, и озеленение города
