Экология

Рис. 13.1. Схема строения атмосферы Земли

В биосферу входит самая нижняя часть атмосферы, т.е. тропосфера. Физическим пределом распространения жизни в атмосфере является озоновый слой.

13.2. Приземный слой воздуха

Знаменитые физики Рэлей и Тиндаль установили, что при прохождении света в чистом воздухе в рассеянном свете преобладает коротковолновое излучение. Этим рэлеевским рассеянием объясняется голубой цвет неба. А аэрозоли имеют различную форму, размеры,

98

Экология

химический состав и рассеяние на них происходит так, что чаще всего наблюдается сложение цветов. Поэтому облака бывают белые, серо-белые, темно-серые. Конечно, если не наблюдается дифракция света, как в случае возникновения радуги.

Многочисленные измерения показывают, что в нижних слоях атмосферы при подъеме на каждые100 м температура уменьшается примерно на 0,6 ºС.

Изменения температуры в различных слоях тропосферы являются одной из основных причин образования облаков и туманов, дождя, града и снега, т.е. изменения состояния воды.

По Международной классификации облаков различают около80 типов облачности.

Все облака нижнего яруса лежат ниже 2 км (слоистые – серые, однородные, вытянутые в горизонтальном направлении); средний ярус лежит между 2 и 6 км (высокослоистые, серые или голубоватые, покрывающие все небо); верхний ярус (перистые, образующие тонкие, нежные, белые нити и состоящие целиком из кристалликов льда). Наблюдаются экзотические перламутровые и серебристые облака. Перламутровые окрашены в красный, оранжевый, зеленый, голубой и фиолетовый цвета. Причиной образования зрелищных серебристых облаков является подъем вулканической пыли, поступление метеорной материи из космоса и конденсация влаги на аэрозолях при низких температурах вблизи мезопаузы.

Атмосферная влага скапливается и в других образованиях, например, тумане.

13.3.Критерии качества атмосферного воздуха

Ватмосферном воздухе, особенно в нижних слоях, кроме газообразных составляющих, всегда имеются физические примеси. Различные по происхождению и разнообразные по форме, размерам,

оксидами азота, серы, свинцом и т.д.

99

Экология

Качество воздуха оценивается с помощью качественного показателя – ПДК по коэффициенту j:

j = Ci / ПДКi,

где Сi – фактическая концентрация веществ, ПДКi – максимально разовая предельнодопустимая концентрация загрязняющих веществ.

Часто загрязнение усиливается присутствием - не скольких загрязняющих -ве ществ, тогда учитывается эффект суммации этих - за

грязнителей. Если j равен или не больше единицы, значит опасность загрязнения от этих выбросов не существует или они интенсивно рассеиваются на определенной территории.

13.4. Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ)

Более подробная информация о загрязнении атмосферы при НМУ с решением задач представлена в разделе«Экологическое нормирование загрязняющих веществ».

В интенсивном загрязнении атмосферы большую роль играют неблагоприятные метеорологические условия (НМУ):

а) опасная скорость ветра, при которой не происходит рассеивания загрязняющих веществ от организованных выбросов;

б) опасное направление ветра, т.е. направление от источника выброса на жилой массив; если несколько источников, то опасным будет направление, при котором происходит наложение факелов выбросов наиболее мощных источников загрязнения или наибольшего количества этих факелов;

в) опасное устойчивое состояние атмосферы, при котором тем-

пература воздуха на каждые 100 м высоты падает меньше, чем на 1 ºС, т.е. рассеивание грязного воздуха вверх ограничивается, т. к. он охлаждается быстрее, и потому более теплый, легкий чистый воздух не опускается вниз и не перемешивается с ним(существует также безразличное и неустойчивое состояние атмосферы, последнее является благоприятным для рассеивания выбросов загрязняющих веществ);

100

Экология

г) температурная инверсия – состояние атмосферы, при котором температура воздуха в приземном слое не уменьшается, а возрастает с высотой. Инверсионный слой возникает при штилях, туманах, низкой облачности, резкого вторжения больших масс холодного или теплого воздуха и рассеивания грязного выброса практически не происходит.

Основные объемы загрязняющих атмосферу вредных веществ в Республике Казахстан от промышленных стационарных источников сформированы в Павлодарской, Карагандинской, Жезказганской областях. Основная масса загрязняющих веществ поступает от предприятий цветной металлургии, теплоэнергетики, черной металлургии, нефтегазового комплекса. Самый высокий индекс загрязненности атмосферы (ИЗА) в городах Лениногорск, Алматы, Шымкент, Актюбинск, Жезказган.

Существенны выбросы от энергетических предприятий Казахстана. Например, в Павлодарской области – Ермаковская ГРЭС, Экибастузская ГРЭС-1, Павлодарская ТЭЦ-1, ТЭЦ-3, Карагандинской области – Карагандинская ГРЭС -2, ТЭЦ-2, ТЭЦ-3; СевероКазахстанской – Петропавловская ТЭЦ-2.

Предприятия черной металлургии: Карагандинская область – АО «Испат-Кармет»; Костанайская – Соколовско-Сарбайское ГПО; Павлодарская – Ермаковский завод ферросплавов; Актюбинская – АО «Феррохром».

Предприятия цветной металлургии: Жезказганская область – ПО «Балхашмедь», АО «Казахмыс»; Восточно-Казахстанская – УстьКаменогорский свинцово-цинковый комбинат; Зыряновский свинцовый комбинат, Ленинигорский полиметаллический комбинат; ЮжноКазахстанская область – Шымкентский свинцовый завод.

Предприятия химической промышленности: Актюбинская область – завод хромовых соединений, ПО « Фосфохим»; Карагандинская – ПО «Карбид», ПО «Карагандарезинотехника»; Жамбылская – АО «Нодфос», АО «Суперфосфатный завод», АО «Химпром», ЮжноКазахстанская – ПО «Фосфор»; Акмолинская – Целинный ГХК.

Предприятия нефтяной и газовой промышленности:

Актюбинская область – АО «Актобемунайгаз»; Атырауская СП «Тенгизшевройл»; АО «Тенгизмунайгаз», «Эмбамунайгаз», Атырауский НПЗ;

101

Экология

Кызылординская область – АО «Карачагангазпром», ГАО «Южнефтегаз»; Мангистауская – ПО «Мангистаумунайгаз», ПО «Узеньмунайгаз», НГДУ «Каражанбастернефть»; Южно - Казахстанская – АО «Шым-

прежнему составляет оксид углерода, концентрация которого колеблется в пределах от 75 до 80 %. Остальную часть составляют углеводороды, оксиды азота и другие вещества.

Существенным фактором, определяющим загрязнение территории Казахстана, является трансграничный перенос веществ. В рамках Европейской Экономической комиссии ООН при поддержке Всемирной Метеорологической организации с1992 года Россия выполняет программу «Совместная программа наблюдений и оценки распростра-

Казахстане доля выпадения от собственных источников соединений серы и азота (1) и трансграничных выпадений (2) в 1994 г. составили

Максимальный вклад в выпадения на Казахстан по соединениям серы после собственных источников вносит, %: Россия (28), Узбекистан (10), Украина (8). Процент вклада стран Западной Европы, ЮгоВосточной Азии, Польши, Киргизии, Беларуси составили, соответст-

венно, 3,0; 1,0; 2,0; 1,0; 1,0.

Основная масса окисленного азота поступает на территорию республики от источников России (43 %), несколько меньше –

102