МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

Общая циркуляция атмосферы

Перенос веществ на большие расстояния, например, из северного полушария в южное, т. е. из мест наиболее интенсивной промышленной деятельности человека в места относительно менее нагруженные, происходит с воздушными потоками — ветрами. Известно, что существуют ветры, господствующие на протяжении большей части года. Они обусловлены общей циркуляцией атмосферы под действием разогрева воздуха Солнцем. Определенный вклад в движение атмосферы вносит и вращение Земли (кориолисово ускорение). Хотя общие причины и силы, приводящие к глобальным течениям, хорошо определены, точность детального предсказания таких течений (предмет метеорологии) остается пока невысокой. Карты господствующих в течение года ветров (обычно зимой и летом) можно найти в литературе [ 1].

Для понимания особенностей загрязнения атмосферы не очень долго живущими примесями полезно представлять картину глобальной циркуляции воздуха в экваториальной области, где происходит «встреча» воздушных потоков северного и южного полушарий. Наличие так называемой области внутритропической зоны конвергенции (ВЗК), где сталкиваются пассаты, дующие всегда в сторону экватора, объясняет те трудности, которые встречаются на пути распространения загрязняющего вещества из одного полушария в другое (рис. 2.1). Этим, в частности, обусловлено то, что северное полушарие загрязнено (в среднем) сильнее, чем южное, по крайней мере, относительно короткоживущими веществами (время жизни менее 1 года). Однако

Система конвективных ячеек межширотной циркуляции воздуха в атмосфере Земли

Рис. 2.1. Система конвективных ячеек межширотной циркуляции воздуха в атмосфере Земли

для веществ с большим временем пребывания в атмосфере, например, для С02 или персистентных супертоксикантов, наличие ячеек в ВЗК почти не сказывается на их перераспределении между полушариями.

Распространение загрязняющих веществ с локальными

воздушными потоками

Известно, что ни одно предприятие не может функционировать без выбросов в атмосферу или сбросов в водоемы или водотоки. Попавшие в эти текучие среды вещества должны быть как можно быстрее и тщательнее перемешаны с принимающей средой, чтобы концентрация в регламентируемых точках не превышала нормативные (допустимые) значения. При этом используются свойство текучих сред переносить вещество и момент количества движения во всех направлениях (в том числе и против основного потока). Такое свойство движений, если они упорядочены, связано с конвекцией, а при больших интенсивностях в случае потери дальнего порядка — с турбулентностью.

Существуют три механизма, приводящих к уменьшению концентрации загрязняющих веществ в атмосфере:

  • рассеяние путем конвективного и турбулентного перемешивания выбросов в атмосфере;
  • деградация (трансформация) в результате химических и биохимических процессов;
  • иммобилизация, т. е. потеря подвижности ЗВ в результате физико-химических процессов адсорбции или биохимических процессов поглощения.

Рассеяние — основной и самый дешевый способ достижения существующих нормативов. Его, конечно, нельзя назвать идеальным с точки зрения устранения загрязнения атмосферы. Расчет делается на пороговый характер проявления негативных воздействий и на самоочищающую способность атмосферы. Движущей силой процесса рассеяния с термодинамической точки зрения является стремление системы к сглаживанию градиентов химического потенциала.

Деградация — термин, строго говоря, относящийся к органическим веществам; для неорганических чаще используют термин «трансформация». Отмечают химические, фотохимические и биологические виды деградации и трансформации. Трансформация неорганических веществ сопровождается изменением форм существования ЗВ (комплексообразование, гидролиз, реакции окисления—восстановления).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >