1 Мониторинг атмосферного воздуха

Качество атмосферы – это совокупность ее свойств, определяющих степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферы зависит от ее загрязненности, причем сами загрязнения могут попадать в нее от природных и антропогенных источников. Качество атмосферного воздуха влияет на здоровье и благополучие человека. Особенно важной эта проблема становится в антропогенно нагруженных территориях, в которых степень загрязнения воздуха автомобильным транспортом и выбросами промышленных предприятий может быть очень высокой.

Загрязнение атмосферы – это привнесение в нее примесей, которые не содержатся в природном воздухе или изменяют соотношение между ингредиентами природного состава воздуха. Степень загрязнения атмосферы на антропогенно нагруженных территориях зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, и от климатических условий, определяющих рассеивание, перенос и превращение выбрасываемых веществ.

Природные факторы, влияющие на загрязненность и самоочищение атмосферы

Основным фактором самоочищения атмосферы является рассеивание загрязняющих примесей. Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Если температура с высотой падает, то создаются условия интенсивного турбулентного обмена. Чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации и возможны значительные колебания их со временем. Если в приземном слое воздуха температура с высотой растет (инверсия температуры), то рассеивание примесей ослабевает. В случае мощных и длительных приземных инверсий при низких неорганизованных выбросах концентрации могут существенно возрастать.

Большую роль в самоочищении атмосферы играет скорость ветра, которая влияет на перенос и рассеивание примесей; с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. Чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность, тем лучше рассеивание. В разные сезоны и даже в разное время суток в одной и той же точке скорость и направление ветра будут разными. Напротив безветренная погода (штиль) может привести к аккумуляции загрязняющих веществ.

Другими погодными факторами, влияющими на содержание загрязняющих веществ в атмосфере, являются температурный режим, ультрафиолетовая радиация, осадки. Известно, что между концентрацией загрязняющих веществ и температурой атмосферы существует обратная корреляция. Более высокие концентрации примесей отмечаются в дни с низкой температурой.

Под действием солнечной радиации протекают фотохимические реакции, в результате которых загрязняющие вещества превращаются в другие, в некоторых случаях более токсичные вещества. Так, например, в процессе фотохимических реакций в ясные солнечные дни в воздухе, загрязненном выхлопами автотранспорта, образуется озон, пероксиацетилнитрат и другие органические соединения, входящие в состав фотохимического смога.

Химические вещества могут растворяться или сорбироваться каплями дождя, тумана, снегом. При растворении в осадках возможно образование новых соединений, в том числе и более вредных. Туман большой интенсивности и продолжительности является опасным явлением и может привести к аккумуляции веществ и загрязнению воздуха. С туманами связаны конденсированный и ледяной смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей.

Большую роль в формировании качества атмосферы играет растительность. Во-первых, леса выполняют функцию своеобразных фильтров. По сравнению с открытой равниной загрязняющие вещества над лесом поглощаются в 5 раз интенсивнее, леса препятствуют рассеиванию и распространению загрязнений. Во-вторых, леса производят кислород, который способствует разбавлению загрязняющих веществ, а также протеканию химических реакций окисления.