Реферат: Атмосфера Владивостока

Во Владивостоке насчитывается 25 предприятий, имеющих 1239 стационарных источников выбросов загрязняющих веществ 1-4 классов вредностей. Основные источники выбросов загрязнителей атмосферы Владивостока - ВТЭЦ-2 (49997 т/год), ВПТС (4426 т/год), Дальзавод (1597 т/год). Всеми предприятиями города в 1996 г. выброшено в атмосферу 65 тыс. т загрязняющих веществ. Большую долю среди выбросов (59%) занимают газообразные и жидкие вещества, из них 63% приходится на сернистый ангидрид, 15% - на окислы азота и 18% - на окись углерода. В 1996 г. предприятиями города выброшено 257 т сажи, что на 37 т больше, чем в предыдущем году. Также увеличились выбросы аммиака, соляной кислоты, свинца и его соединений, окиси меди и др. Сократились выбросы бензина (нефтяного, малосернистого в пересчете на углерод) на 118 т, угольной золы ТЭЦ (с содержанием окиси кальция) на 1956 т, пыли неорганической (с содержанием двуокиси кремния) на 33 т и на 14 т. пыли цементного производства. Стационарные промышленные источники (объекты теплоэнергетики, заводы и др.) загрязняют воздушный бассейн города разнообразными вредными веществами (пылью, окислами азота, серы и углерода, углеводородами и др.), а также специфическими вредными примесями (аммиаком, фтором, двуокисью марганца, бензпиреном, хромовым ангидридом, ксилолом и др.)

Величины ареалов загрязнения предприятий зависят от объема и температуры выбросов, высоты труб, метеорологических факторов. Радиус распространения выбросов связан со специализацией производства, с особенностями технологии и может изменяться от 500 м до 7 км. Выбросы большинства промышленных предприятий Владивостока происходят на высоте не более 50 м, за исключением ТЭЦ, высота труб которых достигает 60-80 м. Промышленные предприятия рассредоточены по всей территории города.

Расчеты и нанесение на карту ареалов воздействия отдельных предприятий показали, что наибольший радиус разброса имеют ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 - от 5 до 7 км. Основной объем выбросов приходится зимой на акваторию Амурского залива (ТЭЦ-1) и Уссурийского залива, летом - на зеленую зону восточной части города (ТЭЦ-2); ТЭЦ-1 работает на мазуте, ТЭЦ-2 - на угле.

Остальные предприятия города имеют относительно малые объемы выбросов с радиусом разброса от 0,5 до 3 км. В некоторых районах города внутри оконтуренных ареалов создается очень сложная, мозаичная картина взаимодействия многих химических элементов.

Кроме крупных промышленных предприятий, воздух Владивостока интенсивно загрязняют 38 крупных котельных. От них в атмосферу города ежегодно поступает 9548 т вредных веществ. Наибольший вклад в загрязнение воздуха вносят котельные воинской части в бух. Малый Улисс (1928 т/год), котельная причала № 1 (457), автоколонн № 1271 - (409), № 1887 - (393), № 1943 - (375), ТОВВМУ (382), санатория "Амурский залив" (286), Ботанического сада (251), хлебокомбината (215), нефтебазы (203), санатория "Океанский" (200 т/год). Основные загрязняющие вещества котельных взвеси (пыль, сажа) - 4622 т/год, окислы углерода - 3335 т/год, сернистый газ - 1191 т/год, окислы азота - 400 т/год. В отдельных районах Владивостока складывается особая санитарно-экологическая ситуация, зависящая от промышленного освоения территории, орографических и микроклиматических условий. К примеру, в одном из самых крупных районов города - Первомайском - экологическая обстановка определяется сложной функциональной структурой, обусловленной сильной пересеченностью местности, полуостровным расположением, которые способствуют формированию "своего" микроклимата. В безветрие смесь запыленного воздуха, дыма и тумана образует над Первомайским районом густой смог, капли которого задерживают значительное количество вредных примесей. В штиль или при слабом ветре в атмосфере в значительных количествах накапливаются техногенные вещества, которые затем осаждаются со снегом и дождем. Вблизи от интенсивно загруженных магистралей расположены детские дошкольные учреждения (№ 22, 39, 55, 60, 98, 28, 147, 158, 166 и др.). Застройка улиц Калининская, О. Кошевого, Борисенко, 40 и 50 лет ВЛКСМ и др. с расположением высотных домов с запада на восток перекрывает преобладающие ветра северных и южных направлений и не обеспечивает необходимого проветривания. В этих местах сравнительно мало зеленых насаждений, склоны сопок разрушены в процессе строительства. Все это способствуют увеличению запыленности. Пылевое загрязнение территории Первомайского района, определяемое по содержанию пыли в снеге, весьма значительно. Наиболее загрязнена территория, примыкающая к улицам Спортивная, Борисенко, 40 и 50 лет ВЛКСМ и полоса от ТЭЦ-2 на юг к бух. Соболь (улица Фадеева, Сахалинская, Добровольского). Пылевая нагрузка на этих участках колеблется от 300 до 600 г/км2 в сутки.

5. Автотранспортное загрязнение.

За последние десятилетия существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от легковых и грузовых автомобилей. В крупных городах на долю автотранспорта приходится от 30 до 70% общей массы выбросов. В г. Владивостоке на 1 января 1997г. насчитывалось более 80 тыс. автомобилей. К 2000 г. ожидается увеличение их численности до 99 тыс., в 2005 г. - до 122 тыс. В целом автотранспорт выбрасывает в воздух Владивостока более 40 химических веществ, причем каждый из них в различной степени вреден для организма человека. К основным ингредиентам относятся окись углерода (до 70%), канцерогенные полициклические ароматические углеводороды (около 19%) и окислы азота (около 9%). Сжигание 1 т топлива бензиновым двигателем автомобиля приводит к образованию в среднем 600 кг окиси углерода. В отличие от бензиновых, дизельные двигатели выбрасывают значительно больше дыма, состоящего в основном из несгоревшего углерода. Кроме того, работа двигателей внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу соединений тяжелых металлов. В первую очередь это свинец, образующийся при использовании этилированного бензина. С 1983 г. во Владивостоке в теплые месяцы проводится операция "Чистый воздух". В эти периоды ГАИ совместно с городскими службами анализирует состав автомобильных выхлопов и регулирует двигатели. Среди многих причин интенсивного загрязнения воздуха автотранспортом значительное место занимает низкое качество используемого бензина. Весь бензин, поступающий во Владивосток, содержит добавки свинца, повышающие октановое число и способствующие более полному сгоранию топлива. Для уменьшения токсичности автомобильных выбросов в атмосферу целесообразно наладить в Приморье промышленный выпуск присадок к топливу, улучшающих процессы его сгорания. Необходимо проводить постоянный выборочный контроль выбросов автотранспорта на токсичность, причем не только на автотранспортных предприятиях. В перспективе необходимо наладить постоянный контроль за состоянием топливной системы автомашин.

6. Концентрация загрязняющих веществ в атмосфере.

В воздухе Владивостока в среднем за год отмечается 2 ПДК двуокиси азота, запыленность воздуха превышает ПДК, загрязнение окисью углерода ниже ПДК. Концентрация загрязняющих веществ на протяжении длительного периода времени остается приблизительно одинаковой (табл. 2).

Примечание: ПДК суточная - суточная предельно допустимая концентрация.

Загрязнение воздуха двуокисью азота (NО2) в районах всех ПНЗА на протяжении года превышает ПДК в среднем в 2 раза. Максимальное значение (q max) колеблется в пределах от 1,38 осенью до 0,73 мг/м3 зимой, превышает ПДК в 34 и 18 раз соответственно. Область максимальных значении двуокиси азота захватывает значительную площадь города, в которую входят ПНЗА № 1 (центр города) -19,2 ПДК, ПНЗА №10 (пл. Луговая) - 18,2 ПДК и ПНЗА № 6 (пл. Баляева) - 34,5 ПДК. Более низкие величины регистрируются в районе ул. Снеговой (ПНЗА №11)-10,2 ПДК, Океанского проспекта (ПНЗА № 2) - 12,0 ПДК и ул. Постышева (ПНЗА № 3) - 13,2 ПДК. В целом загрязнение атмосферы Владивостока двуокисью азота достигает величин, опасных для здоровья населения.

Пылевое загрязнение Владивостока несколько выше ПДК (в среднем за год q = 0,17 мг/м3). Максимальные величины изменяются от 1,5 мг/м3 летом до 3,4 мг/м3 весной. Наиболее запылен участок магистралей на пересечении проспекта Столетия Владивостока и ул. Постышева (ПНЗА № 3) - в среднем за год q = 0,20 мг/м3, что выше ПДК. Максимальная запыленность отмечается весной (q = 0,30 мг/м3), в остальные сезоны q = 0,20 мг/м3. Существенно запылены площади Баляева (ПНЗА №10). Загрязнение атмосферы окисью углерода (СО) во всех районах города достигает уровня 1 ПДК: за год q = 2,58 мг/м3; максимальные значения колеблются в пределах от 40 весной до 21,0 мг/м3 зимой, что выше ПДК в 4-8 раз. В сезонном ходе наибольшее загрязнение СО отмечается осенью: q = 2,83 мг/м3. Самые высокие концентрации окиси углерода (9-13 ПДК) отмечаются в районах ПНЗА № 6 (пл. Баляева), ПНЗА № 2 (Океанский проспект) и ПНЗА № 3 (ул. Постышева). Наименьшие максимальные значения (5-6 ПДК) наблюдаются в районе ПНЗА № 11 (ул. Снеговая), ПНЗА № 10 (пл. Луговая) и ПНЗА .№ 1 (центр города). Загрязнение всех районов Владивостока двуокисью серы (80д) незначительное - (меньше ПДК). В среднем за год q = 0,01 мг/м3, максимальные значения колеблются от 0,36 мг/м3 летом до 0,17 мг/м3 зимой. Максимальные величины двуокиси серы регистрируются в районе ПНЗА № 3 (ул. Постышева) - 7,2 ПДК и ПНЗА № 2 (Океанский проспект) - 4,2 ПДК. Наименьшие максимальные значения отмечаются в районе ПНЗА № 1 (центр города) - 1,6 ПДК и ПНЗА № 11 (ул. Снеговая) - 2,8 ПДК. В целом загрязнение атмосферы города двуокисью серы превышает ПДК по всей территории максимальное загрязнение составляет от 1,6 ПДК до 7,2 ПДК. Уровень загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами повсеместно значительно превосходит ПДК и колеблется от 11,3 ПДК (ПНЗА № 1) до 22,7 ПДК (ПНЗ № 2). Максимально загрязнен взвешенными веществами Фрунзенский район (ПНЗА № 2) - 22,7 ПДК и район ул. Снеговая (ПНЗА № 11) -15,3 ПДК. Относительный минимум запыленности наблюдается в районе ПНЗА № 1 (центр. Ленинский район) - 11,3 ПДК.

7. Годовой ход изменения содержания основных загрязняющих веществ.

В течение года в атмосфере Владивостока наблюдаются два минимума взвешенных веществ - летом (в июле) и осенью (в октябре) и два максимума - весной (в марте) и зимой (в декабре). Наиболее выражены ежемесячные и сезонные различия концентраций двуокиси азота. Они имеют два максимума - весной и осенью, и два минимума - зимой и летом. Ежемесячные концентрации двуокиси азота на протяжении многих лет превышают ПДК в 2-3 раза. Более сглажен годовой ход концентрации окиси углерода. Тем не менее, и в нем можно выделить два максимума - осенью (в октябре-ноябре) и зимой (в декабре-январе), и основной минимум - весной (в марте).

8. Динамика выбросов загрязняющих веществ.

Многолетняя динамика концентраций выбросов в атмосфере характеризуется двумя составляющими - плавным изменением среднегодовых уровней загрязнения и случайными хаотическими отклонениями. В динамике среднегодовых уровней загрязнения атмосферы отмечается либо замедленное убывание, либо замедленное возрастание. Иногда наблюдается смена тенденций - переход от возрастания к убыванию и, наоборот, - от убывания к возрастанию. Совместное влияние двух противоположно действующих факторов: с одной стороны - роста выбросов промышленных предприятий, автотранспорта, с другой - наращивание мощности очистных сооружений - определяет многообразие изменений уровней загрязнения атмосферы.

Среднегодовые концентрации пыли и сернистого газа с 1981 по 1994 г. значительно уменьшились. Такая синхронность, очевидно, связана с мероприятиями по снижению выбросов на промышленных предприятиях, а за последние годы - со снижением объемов выпуска продукции. Кроме того, за последнее десятилетие были реконструированы многие устаревшие котельные с низкими трубами. Значительное число предприятий и жилых домов было переведено на централизованное теплоснабжение. С 1981 по 1991 г. поступление NO2 в атмосферу носило равномерный характер, с 1991 г. - возросло в 1,5 раза. Выбросы окиси углерода увеличивались с 1985 по 1991 г., в последующем произошло резкое снижение концентраций. Возрастание выбросов окисла углерода в 1985-1991 гг. было связано с многократным увеличением числа автомобилей.

Приведенные данные показывают, что атмосфера Владивостока существенно загрязнена вредными веществами, поэтому необходим дополнительный комплекс мер по снижение выбросов промышленных предприятий и автотранспорта.

9. Лихеноиндикация воздушного бассейна Владивостока.

Используемые методы контроля состояния приземного воздуха базируются на многолетних наблюдениях и ограниченном количестве точек, что не позволяет получить представительную картину распределения примесей в приземном воздухе. В связи с этим нами применен экспрессный лихеиоиндикационный метод оценки состояния приземного воздуха. Лихеноиндикация - определение качества приземного воздуха по распространению и степени развития лишайников, которые весьма чувствительны к техногенному загрязнению.

Лихеноиндикационные исследования ведутся во Владивостоке с 1985 г. По нашим данным, здесь преобладает смешанный тип загрязнения, в котором особенно выделяется опасное для здоровья человека - нитратное загрязнение. В пределах городской территории выделено четыре зоны состояния приземного воздуха (в основе выделения зон лежат данные по видовому составу лишайников, их жизненному состоянию, обилию, покрытию).

Лихенологическая мертвая зона, или зона максимального загрязнения включает локальные участки вдоль основных автомагистралей центральной части города (перекресток улиц Светланская и Алеутская, Партизанский и Океанский проспекты, улицы Верхнепортовая, Борисенко, на повороте на ул-. 50 лет ВЛКСМ, ул. Семеновская в районе магазина "Изумруд", промежуток между остановкой общественного транспорта "Инструментальный завод" и ул. Гоголя, от ост. "Некрасовская" до ост. "Молодежная" по проспекту Столе-тия Владивостока, Снеговая и др.) на п-ове Эгершельда и в районе городской свалки (бух. Горностай). Это участки с постоянной интенсивной техногенной нагрузкой. Зона повышенного загрязнения охватывает основную часть территории г. Владивостока. Она так же, как и предыдущая, имеет постоянную высокую техногенную нагрузку. В этой зоне отмечены нитрофильные виды лишайников, развитие которых связано с повышенным содержанием азотистых соединений в воздухе. На территории этой зоны есть участки растительности с сильной техногенной нагрузкой, что может привести в ближайшее время к переходу их в первую зону. Один из таких участков отмечен в районе шлакохранилища ТЭЦ-2. Зона среднего загрязнения включает в основном территорию в северо-восточной части полуострова с естественной растительностью, а также ряд локальных участков в парках, на кладбищах и т. д. На развитие лишайников в этой зоне оказывают влияние источники загрязнения первых двух зон, а также задымление от печного отопления, костров и небольших палов.

Зона незначительного загрязнения расположена в северной части г. Владивостока и охватывает почти весь горно-лесной массив. Источники загрязнения здесь отсутствуют, но и на этой территории отмечается влияние городской среды. Для изучения динамики степени загрязнения воздуха в 1989 г. были проведены повторные исследования, которые показали прогрессирующее загрязнение, проявившееся в увеличении площадей, относимых к первой и второй лихеноиндикационным зонам. В мощное загрязнение оказались вовлеченными новые участки, расположенные в центральной части города. Вторая зона увеличилась за счет перехода из третьей зоны больших участков дубовых лесов в районе падей Снеговая, Сапожная и участка у шлакохранилища ТЭЦ-2. Третья зона уменьшилась за счет перехода территории во вторую зону. Четвертая зона осталась почти без изменений. Увеличение первых двух зон связано с нарастающим загрязнением воздуха в основном за счет автотранспорта и влияния ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2. На исследованной территории отмечено увеличение числа нитрофильных лишайников, что говорит о повышении доли окислов азота в загрязняющих веществах.

10. Кислотные дожди.

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 году английский инженер Роберт Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе.

При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов содержится диокиси серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть меньше или больше. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые уголь и мазут. Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара должна иметь нейтральную реакцию, то есть рН (рН – показатель, характеризующий кислотные или щелочные свойства раствора). Но даже в самом чистом воздухе всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется (рН 5,6 – 5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым. Уменьшение рН на одну единицу означает увеличение кислотности в 10 раз.

Показатель рН меняется в разных водоемах, но в ненарушенных природной среде диапазон зтих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы обладают буферными возможностями, они способны нейтрализовать определенную часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что буферные способности природы небеспредельны.

В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть небольшие количества фосфатных удобрений; они помогают планктону усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности воды.