Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов
образованием смогов в
этот период.
Результаты режимного опробования снеговых выпадений в Подмосковье
свидетельствуют как о синхронных региональных изменениях их состава во
времени, так и о локальных особенностях динамики химического состояния
приземной атмосферы, связанных с функционированием местных источников
пылегазовыбросов. В морозные зимы в снеговом покрове увеличивалось
содержание сульфатов, нитратов и соответственно кислотности снеговой воды.
Снеговая вода начального периода зимы отличалась повышенным содержанием
сульфат-, хлор- и аммоний-ионов. По мере выпадения снега к середине зимнего
периода оно заметно (в 2-3 раза) снижалось, а затем снова и резко (до 4-5
раз для хлор-иона) увеличивалось. Такие особенности изменения химического
состава снеговых выпадений во времени объясняются повышенной
загрязненностью приземной атмосферы при первых снегопадах. По мере усиления
ее 'промытости" загрязненность снегового покрова уменьшается, снова
увеличиваясь в периоды, когда снега выпадает мало.
Для атмосферы характерна чрезвычайно высокая динамичность,
обусловленная как быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и
вертикальном направлениях, так и высокими скоростями, разнообразием
протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается
сейчас как огромный "химический котел", который находится под воздействием
многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и
аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной
способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных
пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на
поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм
человека через органы дыхания. Аэрозоли разделяются на первичные
(выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в
атмосфере), летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие
(отлагаются на поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и
летучие тонкодисперсные аэрозоли (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.)
имеют тенденцию накапливаться в низинах, заливах и других понижениях
рельефа, в меньшей степени на водоразделах.
Аэродинамическими барьерами являются крупные лесные массивы, а также
активные глубинные разломы значительной протяженности (Байкальский рифт).
Причина этого заключается в том, что такие разломы контролируют физические
поля, ионные потоки Земли и служат своеобразной преградой для перемещения
воздушных масс.
Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных
частицах приземной атмосферы Европейской России свинца и олова;
хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и
кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и
галлия; бария, цинка, марганца и меда. Литий, мышьяк, висмут часто не
сопровождаются повышенными содержаниями других микроэлементов. Высокие
концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены как присутствием
их минеральных фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов
топлива, так и сорбцией сажей, глинистыми частицами газообразных соединений
типа галогенидов олова. Выявленные особенности пространственно-временного
распределения загрязняющих веществ следует учитывать при интерпретации
наблюдательных данных о загрязнении воздуха.
Время "жизни" газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень
широком диапазоне (от 1 - 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в
основном от их химической устойчивости, размера (для аэрозолей) и
присутствия реакционноспособных компонентов (озон, пероксид водорода и
др.). Поэтому в трансграничных переносах загрязняющих веществ участвуют
главным образом химические элементы и соединения в виде газов, не способных
к химическим реакциям и термодинамически устойчивых в условиях атмосферы.
Вследствие этого борьба с трансграничными переносами, являющимися одной из
наиболее актуальных проблем защиты качества воздуха, сильно затруднена.
Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются
очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным
образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических
веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во
многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме
токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и
другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к
аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного
подхода - ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за
слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие
учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния
приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов
наблюдения за воздушным бассейном мало и они не позволяют адекватно оценить
его состояние в крупных промьппленно-урбанизированных центрах. В качестве
индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать
хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного
загрязнения, связанных с Чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны,
обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе.
Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в
городах.
Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы
является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за
сравнительно длительный период времени и позволяющий установить
местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В
снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются
прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам.
Снегохимическая съёмка дает возможность оценить запасы загрязнителей в
снеговом покрове, а также "мокрую" и "сухую" нагрузки на окружающую среду,
которые выражаются в определении количества (массы) выпадений загрязняющих
веществ в единицу времени на единицу площади. Широкому применению съёмки
способствует то, что основные промышленные центры России находятся в зоне
устойчивого снегового покрова.
К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы
крупных промышлешго-урбанизированных территорий относится многоканальное
дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в
способности быстро, неоднократно и в "одном ключе" охарактеризовать большие
площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в
атмосфере аэрозолей. Развитие научно технического прогресса позволяет
надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих
веществ.
Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным
данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений,
закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере,
особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного
бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других
факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в
отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения
приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении
этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС.
Конечный результат применения таких моделей - количественная оценка
риска загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-
экономической точки зрения.
Опыт проведения снегохимической съемки свидетельствует о том, что
мониторинг состояния воздушного бассейна наиболее эффективен в зоне
устойчивого накопления загрязняющих веществ (низины и поймы рек, участки и
районы, контролируемые аэродинамическими барьерами).
Оценка и прогноз химического состояния приземной атмосферы,
связанного с природными процессами ее загрязнения, существенно отличаются
от оценки и прогноза качества этой природной среды, обусловленного
антропогенными процессами. Вулканической и флюидной активностью Земли,
другими природными феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о
минимизации последствий негативного воздействия, которое возможно лишь в
случае глубокого понимания особенностей функционирования природных систем
разного иерархического уровня и прежде всего Земли как планеты. Необходим
учет взаимодействия многочисленных факторов, изменчивых во времени и
пространстве.
К главным факторам относятся не только внутренняя активность Земли,
но и ее связи с Солнцем, Космосом. Поэтому мышление "простыми образами" при
оценке и прогнозе состояния приземной атмосферы недопустимо и опасно.
Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в большинстве
случаев поддаются управлению. Однако борьба с трансграничными переносами
загрязняющих веществ в атмосфере может успешно вестись лишь при условии
тесного международного сотрудничества, что представляет определенные
трудности по разным причинам. Очень сложно оценивать и прогнозировать
состояние атмосферного воздуха,
когда на него воздействуют и природные, и антропогенные процессы.
Особенности такого взаимодействия пока еще изучены слабо.
Экологи
| |  скачать работу |
Экологические проблемы лесов и других биологических ресурсов |
