Введение 5
1 Мониторинг загрязнения атмосферы в г. Томске 7
1.1 Пункты за загрязнением атмосферы 7
1.2 Наблюдения TOR - станции ИОА СО РАН 8
2 Содержание загрязняющих веществ в атмосфере 10
2.1 Атмосферные загрязнители 10
2.2 Промышленные предприятия как источник загрязнения атмосферы в Томске
2.3 Влияние загрязняющих веществ на здоровье человека 15
3 Исходные материалы и обработка данных 17
3.1 Форма представления результатов наблюдений на TOR - станции и их обработка
3.2 Особенности погодных условий в 2012 году 18
4 Динамика концентрации основных примесей 20
4.1 Внутригодовые изменения содержания наиболее важных примесей 20
4.2 Связь концентрации примесей с характеристиками погодных условий 27
4.3 Влияние осадков на концентрацию примесей 30
Заключение 31
Список использованных источников литературы 33
Приложение А Среднесуточные значения концентрации загрязняющих веществ
Приложение Б Случаи, когда концентрация загрязняющего вещества превышала предельно допустимую концентрацию
Загрязнение атмосферного воздуха в городах зависит от многих факторов. Наиболее важными из них являются выбросы промышленных предприятий, автотранспорта, а также метеорологические условия: температура воздуха, ее вертикальное распределение с высотой (стратификация), направление, скорость ветра, туманы, осадки, которые в целом определяются синоптическими условиями. Кроме этого, существенное влияние на рассеивание примесей оказывают физико-географические условия местности, высота зданий, ширина и направление улиц, зеленые насаждения и водные объекты. Они образуют наземные препятствия воздушному потоку и приводят к возникновению особых метеорологических условий в городе.
Известно, что повышенное загрязнение атмосферы и других элементов природной среды приводит к многим негативным факторам. Это ухудшение здоровья населения, качества и питательной ценности продуктов, ускоренный износ механизмов.
Для оценки качества окружающей среды используют различные формы и методы мониторинга, позволяющие узнать как текущее состояние компонентов природной среды, так и сделать прогнозы их изменения. Кроме того, наблюдения за состоянием атмосферы позволяют оценить степень техногенной нагрузки на окружающую среду городов и здоровье проживающего в них населения [1].
Актуальность работы. Среди источников экологической опасности в г. Томск к основным относятся производственные объекты теплоэнергетики, транспорта, стройиндустрии, деревообработки, химической и пищевой промышленности. Подавляющее их большинство размещаются в зонах жилой застройки. Только немногие из промышленных объектов располагаются в малонаселенных микрорайонах за пределами жилых зон города. Основной вклад в объем выбросов от стационарных источников (около 60%) вносят предприятия теплоэнергетической отрасли. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов автомобильный транспорт стал самым неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды в городе. Сегодня без автомобиля немыслимо существование человечества, и он становится конкурентом человека за жизненное пространство. Доля выбросов от автотранспорта в воздушную среду Томска составляет 74% от общегородского объема выбросов [1].
Целью бакалаврской работы является анализ содержания основных примесей в атмосфере Томска по данным ТОР-станции за 2012 г.: их внутригодовые изменения, связь загрязняющих веществ с погодными условиями.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1) выполнить обзор литературы по теме;
2) подготовить массив данных;
3) выполнить обработку данных;
4) обобщить полученные результаты и сделать выводы.
В работе рассмотрено содержание основных примесей в атмосфере Томска по данным ТОР-станции за 2012 год. По основным загрязнителям получены следующие выводы.
1. В течение всего года среднемесячные концентрации СО меньше ПДК. При этом наибольшие концентрации СО в течение года отмечались в июле и декабре. В июле - из-за высокой загрязненности атмосферы от пожаров. Декабрьский максимум - из-за больших тепловых нагрузок, обусловленных аномально низкими температурами. В целом ситуация по загрязнению оксидом углерода благоприятная.
2. Среднемесячная концентрация NO2не превышала ПДК на протяжении всего года, что указывает на относительно невысокий уровень загрязнения атмосферы данным веществом.
3. За весь период среднемесячная концентрация SO2не превышала ПДК, что говорит о незначительном вкладе данной примеси в общее загрязнение атмосферы г. Томска. Повышенные концентрации SO2 отмечались в январе, июле и декабре, что обусловлено уже отмеченными погодными условиями.
4. Годовой ход СО2 характеризуется минимумом в июле и максимумом в январе - марте. Такой годовой ход обусловлен высокой фотосинтетической активностью летом и ее отсутствием зимой. Дополнительный вклад в возрастание углекислого газа вносит сжигание топлива.
5. Коэффициенты корреляции для загрязняющих веществ в паре со скоростью ветра оказались значимы, их значения менялись от -0,24 до -0,42, что говорит о наличии обратной связи между скоростью ветра и концентрациями ЗВ, как в холодный, так и в теплый периоды года.
6. Осадки способствуют интенсивному вымыванию из атмосферы загрязняющего вещества. Например, 24 мая количество осадков составило 18,4 мм, а 23 числа осадков не наблюдалось. Такой резкий скачок количества осадков способствовал уменьшению концентрации диоксида азота в атмосфере в 2 раза. В случае с оксидом углерода и диоксидом серы совсем другая ситуация. С увеличением осадков увеличивалась и концентрация.
7. Несмотря на относительно благоприятную ситуацию по среднемесячным концентрациям примесей в отдельные сроки концентрации могут превышать ПДК (Приложение Б).
1.Экологический мониторинг: Доклад о состоянии и охране окружающей среды Томской области / Глав.ред. A. M. Адам, редкол.: В. А. Коняшкин, О. И. Кобзарь; Департамент природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области, ОГБУ «Облкомприрода». - Томск: Дельтаплан, 2013. - 172.-С. 8.
2. ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов. - Взамен ГОСТ 17.2.3.01 - 77; введ. 1987 - 01 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 1987. -4с.
3. Ахметшина А. С. Инверсии температуры воздуха как фактор, влияющий на уровень загрязнения пограничного слоя атмосферы (на примере г. Томска): дис. ... канд. геогр.наук: 25.00.36 / А.С. Ахметшина;Том. гос. ун-т. - Томск,2015. - 205 с.
4. АршиновМ.Ю. ТОР-станция мониторинга атмосферных параметров / Б.Д. Белан, В.В. Зуев, В.Е. Зуев, В.К.Ковалевский, А.В.Лиготский, В.Е. Мелешкин, М.В.Панченко, Е.В. Покровский, А.Н.Рогов, Д.В.Симоненков, Г.Н.Толмачев // Оптика атмосферы и океана 1994. - Т. 7. - № 8. - С. 1085¬1092.
5. Лаборатория климатологии атмосферного состава [Электронный ресурс] / Институт оптики Атмосферы СО РАН. -URL: http://lop.iao.ru/activity/(дата обращения 07.03.2016).
6. Распространение примесей в атмосфере и методы их контроля / Журавлев Г.Г., Горбатенко В.П., Гордов Е.П. - Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 2013. - 412с.
7. Орешин В.Е. Загрязнение атмосферы нефтеперерабатывающими производствами. [Электронный ресурс] : В. Е. Орешин. - Электрон.дан. - URL:http://www.rusnauka.com/17 APSN 2013/Ecologia/2 141513.doc.htm(дата обращения 09.02.2016).
8. Корчагин В. А. Экологические аспекты автомобильного транспорта / В.А. Корчагин, Ю.А. Филоненко. - М.: МНЭПУ, 1997. - 256 c.
9. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Справочник. ПДК химических веществ в окружающей среде. - Л.: Химия, 1985. - 528 с. 2.
10. Рабинович, В. А. Краткий химический справочник. Изд. 2-е, исправленное и дополненное / В. А. Рабинович, 3. Я. Хавин Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1978. - 392 с.
11. Безуглая Э. Ю. , Завадская Е.К., Зражевский И.М., Нестерова М.Ю. К оценке метеорологических условий загрязнения атмосферы // Труды ГГО. - 1984. -Вып. 479. - 59 с.
12. Барашкова Н.К. Экстремальный режим погоды летом 2012г. на территории Томской области как отражение современных глобальных климатических тенденций / Н.К. Барашкова, И.В. Кужевская, Д.В. Поляков // Науки о земле. - 2013. - № 372. -С. 173-179.
13. О загрязнении природной среды и радиационной обстановке на территории Российской Федерации в октябре 2012 г. / Е.С. Дмитревская, Т.А.Красильникова, О.А.Маркова // Метеорология и гидрология . - 2012. - №11. - С.103 - 110.
14. Журавлев, Г. Г. Мониторинг загрязнения воздушного бассейна г. Томска основными и специфическими примесями / Г. Г. Журавлев, А. С. Ахметшина // IX Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: материалы совещания, г. Томск, 3-6 октября 2011 г. - Томск: Изд-во «Аграф-Пресс», 2011.- С.107-109.
15. Резниченко Т.И., Беккер А.А. Использование статистических методов для контроля загрязненияатмосферного воздуха // Труды Мос ЦГНС. - 1990. -Вып.2. - С.19-24.
16. Селегей Т.С. Формирование уровня загрязнения атмосферного воздуха в городах Сибири / Т.С. Селегей . - Новосибирск: Наука, 2005. - 248 с.
17. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах / Э.Ю. Безуглая.- Л.: Гидрометиздат, 1986. - 200 с.
18. Стулов Е.А. Влияние условий погоды на характеристики аэрозоля в приземном слое атмосферы /Е.А. Стулов, Н.О.Плауде,Н.А.Монахова // Метеорология и гидрология. - 2010. - № 2. - С. 26-34.
19. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере / под ред. Э.Ю.Безуглой, М.Е.Берлянда .- Л:Гидрометеоиздат, 1983. - 326 с.
20. Экология: практикум / сост.: С.А. Сингеев, Е.Н. Никитина; Самар. гос. ун-т. - Самара, 2009. -40 с.
21. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2008 год / под.ред. Ю.А. Израэль, А.В. Цыбань, Г.М. Черногаевой, В.В. Челюканова, В.И. Егорова, А. С.Зеленова. - М.: Росгидромет, 2009. - 182 с.
22. Тимохина А.В. Суточная и сезонная динамика концентрации СО2в атмосфере над экосистемами Западной Сибири / А.В. Тимохина, А.С. Прокушкин, А.В. Панов // Вестник КрасГАУ . - 2014. - № 12. - С.83 - 88.
23. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов / Э.Ю. Безуглая. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 231 с.
24. Сонькин Л.Р. К вопросу о метеорологической обусловленности загрязнения воздуха за городами / Л. Р. Сонькин, Е. А. Разбегаева, К. М. Терехова // Труды ГГО. - 1996. - Вып. 185. - С. 44-54.
25. Стулов Е.А., Плауде Н.О., Монахова Н.А. Влияние условий погоды на характеристики аэрозоля в приземном слое атмосферы // Метеорология и Гидрология. - 2010. - № 2. - С. 26-34.