В статье авторы определяют коэффициент потенциала загрязнения атмосферы города Москвы в динамике с 2016 года по 2020 год.
Ключевые слова: ПЗА, метеорологические условия, атмосферный воздух.
Город Москва является одним из самых крупных городов Российской Федерации. Он лидирует по всем показателям — численности населения, площади территории, и т. д. Темпы роста во всех сферах города высоки. В связи с этим, возникает необходимость соблюдения экологических требований, ведь любая техногенная нагрузка отражается на состоянии окружающей среды. В совокупности всех воздействий повышается нагрузка на все компоненты природной среды.
Одним из важнейших компонентов является атмосферный воздух. Загрязнение воздуха в городе Москве происходит практически непрерывно. Комплексное воздействие источников негативного влияния лишь повышает уровень загрязнения. К основным источникам загрязнения можно отнести автомобильный транспорт, промышленные объекты, объекты теплоэнергетики и др. Основными загрязняющими веществами в городе Москве выступают формальдегид, оксид азота, бензапирен, углекислый газ, взвешенные частицы и т. д.
Метеорологические условия, преобладающие на той или иной территории в определенный период времени, могут способствовать накоплению загрязняющих веществ, приводить к их застою. Потенциал загрязнения атмосферного воздуха (ПЗА) — сочетание метеорологических условий, обуславливающих уровень возможного загрязнения атмосферы при данных источниках выбросов. Данный показатель очень подробно в своих работах рассмотрела Э. Ю. Безуглая. Она определила различные вариации расчетов для определения коэффициента. Формула выведенная с помощью физико-статистического метода оценки влияния метеорологических условий на содержание примесей в атмосфере вызывает особый интерес. Данное уравнение принимает следующий вид (1) [1]:
Параметры z1 и z2 определяются через аргументы интеграла вероятности (2) [1]:
где значения Ф z связаны с Р 1 и Р 2 соотношениями (3) [3]:
при этом:
где Р ин — повторяемость приземных инверсий температуры, Р сл — повторяемость скорости ветра 0–1 м/с, Р з — повторяемость застоя воздуха, Р т — повторяемость туманов (4,5).
В данном уравнении используются данные радиозондирования атмосферы, что усложняет поиск некоторых показателей. В связи с этим автором были разработаны уравнения определяющие данные показатели в зависимости от климатической зоны, а также при наличии показатели скорости ветра (6) [1]:
При этом коэффициент корреляции между Р сл и Р ин равен 0,92. Зависимость между Р з и Р сл по данным того же источника может определяться по формуле (7) [1]:
Таким образом, приведена конкретная методика расчета ПЗА. При недостатке данных для определения коэффициента используются уравнения, приведенные автором методики, но, стоит учитывать, что результаты расчетов определяются с погрешностью.
По представленной выше методике были произведены расчеты ПЗА для территории города Москвы в динамике с 2016 по 2020 гг. Для определения коэффициентов была использована градация, составленная автором:
– низкий потенциал загрязнения атмосферы (коэффициент менее 2,4);
– умеренный потенциал загрязнения атмосферы (коэффициент от 2,4 до 2,7);
– повышенный потенциал загрязнения атмосферы (коэффициент от 2,7 до 3,0);
– высокий потенциал загрязнения атмосферы (коэффициент от 3,0 до 3,3);
– очень высокий потенциал загрязнения атмосферы (коэффициент более 3,3).
Таблица 1
Коэффициенты ПЗА за 2016–2020 гг. в г. Москве (составлено автором по материалам [3])
|
Годы |
Месяцы |
|||||||||||
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
|
|
2016 |
3,5 |
3,1 |
3,3 |
3,4 |
3,6 |
3,9 |
4 |
4 |
3,5 |
3,3 |
3,1 |
3,4 |
|
2017 |
3,3 |
3,3 |
3,6 |
3,6 |
3,4 |
3,7 |
3,8 |
4,1 |
4 |
3,5 |
3,6 |
3,6 |
|
2018 |
2,4 |
3,5 |
2,6 |
3,5 |
3,5 |
3,8 |
3,7 |
4 |
4 |
3,8 |
3,6 |
4 |
|
2019 |
3,5 |
2,6 |
2,8 |
3,4 |
3,4 |
3,8 |
4 |
3,7 |
4,2 |
3,4 |
3,4 |
3,1 |
|
2020 |
3,3 |
3,3 |
3,3 |
3,1 |
3,6 |
3,7 |
4,1 |
4 |
4 |
4 |
3,8 |
3,6 |
По полученным результатам был составлен сводный график (рис.1) Результаты расчетов показали, что в целом, за рассматриваемый период отмечается повышенный ПЗА.
Среднее значение за 4 года составляет 3,5, что относится к очень высокому потенциалу загрязнения атмосферы. Также, было выявлено, что наиболее благоприятные месяцы, в которые не происходит или практически не происходит застоев — преимущественно зимние (январь, февраль, март). Месяцы, в которые происходит наибольшее накопление загрязняющих веществ — преимущественно осенние (август, сентябрь, октябрь).
За пятилетний период наблюдается тенденция к увеличению ПЗА, что говорит о неблагоприятных условиях для рассеивания примесей. Наибольший показатель приходится на 2020 год, наименьший на 2016 год, что объясняется преобладанием метеорологических условий, способствующих рассеиванию, либо загрязнению.
Рис. 1. ПЗА за 2016–2020 гг. в г. Москве (составлено автором по данным таблицы 1)
Таким образом, было определено, что город Москва отличается повышенным потенциалом загрязнения, а данные расчеты возможно использовать для наиболее эффективного применения природоохранных мероприятий.
Литература:
1. Безуглая Э. Ю. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере: Справ. пособие Э. Ю. Безуглая, Л. И. Елекоева, Е. К. Завадская и др. Под ред. Э. Ю. Безуглой, М. Е. Берлянда. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 328 с.
2. Погода и Климат: специальный раздел: САММАРИ за год: Москва [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pogodaiklimat.ru/ysummary/27612.htm (дата обращения: 10.04.2021).
3. Самолетова Н. А. Науки о Земле. Практикум. Учебно-методическое пособие для практических работ / Н. А. Самолетова, Г. Н. Соколова; ФГБОУ ВО РГУПС. — Ростов н/Д, 2017. — 32 с.
