Введение 3
1 Общая информация об атмосфере и загрязняющих веществах 5
1.1 Основное представление об атмосфере и ее структура 5
1.2 Ключевые загрязняющие вещества в атмосфере 9
1.3 Источники выделения загрязняющих веществ в атмосферу 11
1.4 Воздействие метеопараметров на уровень загрязнения атмосферы 13
2 Мониторинг экологического состояния атмосферы 15
2.1 Техники исследования экологического состояния атмосферы 15
2.2 Инструменты для измерения экологических показателей в атмосфере 20
2.3 Автоматизированные узлы мониторинга атмосферы в Санкт-Петербурге 23
3 Исследование пространственного размещения загрязняющих веществ
осенью в Санкт-Петербурге 30
3.1 Анализ средних значений загрязняющих веществ 30
3.2 Построение полей пространственного распределения концентраций
загрязняющих веществ 42
3.3 Исследование взаимосвязи между распределением загрязняющих
веществ в атмосфере и метеорологическими условиями 52
Заключение 59
Список литературы 61
Загрязнение воздуха является одной из наиболее серьезных глобальных экологических угроз. С увеличением численности населения и ростом числа автотранспортных средств, а также с развитием промышленности, острая необходимость в постоянном мониторинге качества атмосферного воздуха становится все более очевидной. Ежедневно в атмосферу выбрасываются тысячи тонн загрязняющих веществ, что оказывает значительное влияние на экологическое состояние нашей планеты.
Международная организация труда определяет загрязнение воздуха как наличие в нем веществ, вредных для здоровья или опасных по другим причинам, независимо от их физической формы. Загрязнение воздуха оказывает негативное влияние не только на здоровье человека, но и на всю окружающую среду. Важно не только оценивать количество и тип вредных выбросов, но и понимать их воздействие на жизнедеятельность человека и экосистемы в целом.
Антропогенное воздействие на атмосферу в наше время стало колоссальным, что серьезно ухудшило экологическую обстановку. Для крупных мегаполисов, таких как Санкт-Петербург, жизненно важно, чтобы все виды деятельности человека, включая промышленную, транспортную, химическую и другие, находились под строгим контролем с точки зрения их влияния на качество и состав атмосферного воздуха. Без надлежащего контроля и своевременных мер по снижению уровня загрязнения, ситуация может выйти из- под контроля, что приведет к серьезным последствиям для здоровья людей и состояния окружающего мира.
Целью данной работы является изучение пространственного распределения концентраций загрязняющих веществ в атмосфере Санкт- Петербурга в осенний период 2023 года и анализ влияния метеорологических факторов на их распространение.
Объектом исследования является Санкт-Петербург, а предметом - пространственное распределение загрязняющих веществ в Санкт-Петербурге за осенний период 2023 года.
Для достижения поставленных целей следует решить следующие задачи:
- составить диаграммы распределения концентрации загрязняющих веществ в Санкт-Петербурге за осенний период;
- разработать карты распределения концентрации загрязняющих веществ;
- создать 3D модели пространственного распределения концентрации загрязняющих веществ;
- дать оценку влиянию метеорологических факторов на концентрацию загрязняющих веществ.
Структура выпускной работы включает три главы с соответствующими подразделами, заключение и список использованной литературы. В первой главе рассматриваются общие сведения об атмосфере. Вторая глава посвящена основам экологического мониторинга. Третья глава содержит анализ содержания загрязняющих веществ в атмосфере Санкт-Петербурга. В заключении работы представлены основные выводы по результатам исследования.
Проблема загрязнения атмосферы в мегаполисах, таких как Санкт- Петербург, является одной из самых актуальных экологических проблем современности. Проведенное исследование позволило выявить ключевые аспекты распределения и динамики загрязняющих веществ в городской среде в условиях изменяющихся метеорологических условий.
Анализ данных показал, что концентрация загрязняющих веществ варьируется в зависимости от района города. Наибольшие концентрации наблюдались в центральных и промышленных районах, что связано с высокой плотностью автомобильного движения и наличием промышленных предприятий.
Осенний период характеризуется частыми изменениями погодных условий, что оказывает значительное влияние на распределение загрязняющих веществ. В периоды с активной циклонной деятельностью и высоким уровнем осадков наблюдалось снижение концентраций загрязняющих веществ за счет их вымывания из атмосферы. В то же время периоды антициклонов с низким уровнем ветра и осадков способствовали накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы [23].
В течение осеннего периода 2023 года наблюдались значительные сезонные колебания концентраций загрязняющих веществ. Сентябрь оказался наиболее благоприятным месяцем с точки зрения экологической обстановки, что связано с теплой и сухой погодой. Октябрь и ноябрь характеризовались более высоким уровнем загрязнений, особенно в периоды антициклонов и резких похолоданий.
Проведенное исследование подтвердило значимость комплексного подхода к изучению пространственного распределения загрязняющих веществ в городской среде. Полученные данные могут служить основой для разработки эффективных экологических программ и мер по изменению качества атмосферного воздуха в лучшую сторону в Санкт-Петербурге. Внедрение предложенных рекомендаций позволит снизить негативное воздействие загрязняющих веществ на здоровье населения и улучшить экологическую обстановку в городе.
Настоящее исследование вносит вклад в понимание экологических проблем мегаполисов и подчеркивает необходимость продолжения мониторинга и разработки мер по охране окружающей среды в условиях изменяющегося климата.
