2.3 Основні джерела утворення і викидів забруднюючих атмосферу речовин (срб)

2.4 Процеси формування складу атмосферного повітря в населеному пункті.

Важливим є кількість викидів, що створюються у місті, а також їх кількість. Для того, щоб це контролювати встановлюють ГДВ для кожного джерела – підприємства – міста. В Америці – квоти. Після того, як вони надійшли, впливають наступні фактори:

2.4.1 Розсіювання забруднень в атмосфері. Розсіювання в атмосфері забруднюючих речовин, що викидаються із димових труб і вентиляційного обладнання підчиняється законма турбулентної дифузії. На процес їх розсіювання суттєвий вплив здійснюють наступні фактори: стан атмосфери, фізичні і хімічні властивості викидаємих речовин, висота і діаметр джерела викидів, розміщення джерела, рельєф місцевості.

Розподіл концентрації забруднень в приземному шарі атм під факелом точечного джерела

факел

а б с

а – зона перекиду факела, б – зона задимлення, с – зона постійного зниження рівня забруднення.

Найбільш небезпечна – зона задимлення, і вона не повинна попастив селітебну зону.

Розсіювання в атмосфері гозоподібних домішок і дрібнодисперсних частинок, які мають не значну швидкість осадження підчиняється одним і тим же закономірностям. Для більш важких – порушується дана закономірність, має місце сила тяжіння.

Особливе місце – вплив кліматичних умов на розсіювання (особливо режим вітру і температури, опади, тумани, сонячна радіація.

Вітер може здійснювати різний вплив на процеси розсіювання домішок в залежності від типу джерела і характеристики викидів. Якщо вихідні гази більш теплі, ніж повітря, вони різко підіймаються вверх (початкова висота підйому), зменшується приземна концентрація. Якщо сильний вітер – хороше перенесення у горизонтальному нопрямку, хороше розмішування з чистим повітрям. Отже, існує деяка швидкість, при якій приземна конц буде мах (мала швидкість), цю швидкість називають небезпечною. Небезпечно, коли вітер дме з підприємства на селітебну зону. Небезпечно – холодний викид і малі вітри.

Існують конвективні і інверсійні умови розсіювання. Конвективні- якщо температура повітря знижується з висотою, нагрітий викид піднімається вверх, а холодне потря йде вниз. Навпаки, інверсійні – температура росте з висотою (бува зранку, коли земля більш холодна), то потік що піднімається стає хололднішим і його рух затихає.

Тумани. Каплі туману поглинають домішки (із вище і нище лижащих шарів), внаслідок чого концентрації домішок різко зростають в тумані, і зменшується над ним. Розчинення сірчистого газу веде до утворення сірчаної кислоти.

Опади очищають від забруднень. Але можуть бути кислотні.

Сонячна радіація обумовлює фотохімічні реакції в атмосфері з утворенням різних вторинних продуктів, які мають часто більш токсичні властивості.

У великих містах формується свій мікроклімат, суттєво міняються аеродинамічні, радіаційні, термічні, вологісні характеристики атмосфери. Виділення у містах великої кількості тепла, зміна газового і аерозольного складу повітря приводить до підвищення температури повітря і утворенню так званих „островів тепла”.

2.4.1 Трансформація домішок в атмосфері

Тропосфера є нерівноважною хімічно активною системою. В ній постійно ідуть процеси, що викликають зміну концентрацій в атмосферному повітрі. Знання про механізм і швидкість процесів поступання викидів із природних і антроапогенних джерел, перенос в інші сфери (воду, грунти) або трансформації в атмосфері дозволяють скласти баланс атмосферної частини глобального кругообігу речовин у природі.

Більшість газоподібних домішок, що викидаються в атмосферу, знаходяться у відновленій формі або у вигляді оксидів з низьким ступенем окислення. Аналіз атмосферних опадів показує, що повернення на поверхню землі домішок представлені в основному сполуками з високим степенем окислення (сірчана к-та, СО₂, нітрати). Тобто тропосфера виконує функцію глобального окислюваного резервуара.

Процеси окислення можуть проходити по трьом різним напрямкам:

• окислення безпосередньо у газовій формі

• перед окисленням попередньо проходить адсорбція домішок на поверхні зважених у повітрі частинок

• перед окисленням попередньо проходить адсорбція домішок частками води, і далі процес окислення – в розчині.

В ролі окисника можуть виступати молекули кисню, перекись водню, озон. Основну роль відіграють вільні радикали (зокрема ОН^-, утворюється шляхом дисоціації води у верхніх шарах).

Трансформація сірки (до сих пір точно не встановлена) Н₂S – HS – SO – SO₂ – HSO₃ – SO₃ +Н₂О – H₂SO₄.(кислотні дощі)

Сполук азоту: NO – NO₂ – NO + О⁺

NO – NO₂ –HNO₃ (кисл дощі) - NO₂ ( або NO₃). Серед нітратів, що містяться в атмосфері, основна кількість складає азотнокислий амоній (NH₄NO₃) – виводиться з опадами.

2.4.3 Смог – атмосферне явище, яке проходить при співпаданні певних метеорологічних умов і високого ступеня забруднення довкілля.

Фотохімічний – в ясну пору року при низькій вологості, температура вище +30⁰. Голубовата димка чи біловатий туман, погіршення видимості. Основний чинник, що викликає смог – озонід вуглецю і пероксиацилнітрати (ПАН), утворюються в результаті хім реакцій вуглеводнів з оксидами азоту і веглецю під впливом сонячної радіації (Дніпропетровськ, Донецьк, Запоріжжя).

Лондонський – вологість біля 100%, температура 0⁰С, висока концентрація продуктів згоранні твердого і рідкого палива (SO₂, сажа, СО, NО_х), безвітряно, в осінньо – зимний період, характерний для помірних широт з вологим морським кліматом. (Маріуполь, Одесса).

Льдяний – для міст розміщених у північних широтах (температура – 30⁰С, висока вологість, високі забруднення. Капельки води перетворюються в кристалики, адсорбують забруднення, опускаються в приземний шар, дихати не можливо). В україні нема.