Загрязнение атмосферного воздуха - поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха. Качество атмосферного воздуха - совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим нормативам качества атмосферного воздуха и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха (закон "Об охране атмосферного воздуха").
Основные загрязнители атмосферного воздуха: Оксид углерода . Оксиды азота . Диоксид серы . Углеводороды . Альдегиды . Тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr) . Аммиак . Атмосферная пыль .
Хлорорганические пестициды.
Выпадения из атмосферы являются одним из серьезных источников загрязнения вод суши и морских акваторий, а состояние атмосферного воздуха и водной среды определяют важнейшие показатели качества среды обитания в прибрежных зонах. Мониторинг атмосферного воздуха - в РФ - система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения.
Основные сведения о загрязнении воздуха территорий и городов России помещаются ежегодно на сайте ГУ «ГГО» и содержатся в Обзорах состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации.
Ежедневные наблюдения за состоянием загрязнения атмосферного воздуха в Приморском крае осуществляет Государственное учреждение "Приморское Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды". Наблюдения проводятся на 12- стационарных пунктах наблюдений (ПНЗ) в семи городах. В состав измеряемых параметров входят такие загрязняющие вещества как формальдегид, оксид азота, диоксид азота, взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, аммиак, бенз(а)пирен.
Кроме того, на базе пяти метеостанций Приморского УГМС (Садгород, Терней, Тимирязевский, Партизанск, Халкидон) проводится отбор проб атмосферных осадков, в которых определяется содержание следующих компонентов: сульфатов, нитратов, хлоридов, гидрокарбонатов, ионов калия, натрия, цинка, магния, кальция, аммония, а также измерялись рН и электропроводность.
Эти и другие загрязняющие вещества характеризуются следующими особенностями [1]:
Диоксид азота (NO2). Среди загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу с антропогенными выбросами от промышленности, электростанций и транспорта, оксиды азота относятся к наиболее важным. Они образуются в процессе сгорания органического топлива при высоких температурах в виде оксидов азота (NOx), которые трансформируются в диоксид азота NO2. Все выбросы обычно оцениваются в пересчете на NO2, хотя нельзя точно определить, какая часть выбросов присутствует в атмосфере в виде NO2 или NO. Оксид и диоксид азота играют сложную и важную роль в фотохимических процессах, происходящих в тропосфере и стратосфере под влиянием солнечной радиации. При небольших концентрациях диоксида азота наблюдается нарушение дыхания, кашель. При средней за год концентрации, равной 30 мкг/м3, увеличивается число детей с учащенным дыханием, кашлем и больных бронхитом. ВОЗ рекомендован годовой стандарт концентрации диоксида азота 40 мкг/м3, поскольку выше этого уровня наблюдаются болезненные симптомы у больных астмой и других групп людей с повышенной чувствительностью.
Оксид углерода (СО) или угарный газ поступает в атмосферу от промышленных предприятий в результате неполного сгорания топлива. Много оксида углерода содержится в выбросах предприятий металлургии и нефтехимии, но главным источником оксида углерода является автомобильный транспорт. Действие высоких концентраций этого газа приводит к острому отравлению, при хроническом воздействии в крови образуется карбоксигемоглобин, что снижает ее способность переносить кислород. Содержание СО в воздухе около 0,04% (по объему) вызывает головную боль, снижение умственной активности и расстройство ряда физиологических функций организма. Индикатором воздействия СО является определение в крови деривата гемоглобина — карбоксигемоглобина.
Диоксид серы (SO2). Поступает в атмосферу при сгорании топлива, содержащего серу. Главным источником диоксида серы в воздухе городов являются электростанции, котельные и предприятия металлургии. По данным ВОЗ, воздействие диоксида серы в концентрациях выше предельно допустимых может приводить к существенному увеличению различных болезней дыхательных путей, воздействовать на слизистые оболочки, вызывать воспаление носоглотки, бронхиты, кашель, хрипоту и боли в горле. Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, в частности, с астмой.
Формальдегид. В промышленности он образуется при неполном сгорании жидкого топлива, при изготовлении искусственных смол, пластических масс, при выделке кож и т.д. В атмосферу формальдегид поступает также в смеси с другими углеводородами от предприятий деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной, химической и нефтехимической промышленностей, цветной металлургии и др. Он также образуется в атмосфере в результате фотохимических реакций при повышении температуры воздуха. Формальдегид является обычной составной частью выхлопных газов автомобилей. Наличие углеводородов обуславливает образование формальдегида и других весьма токсичных продуктов. Среди углеводородов содержится 80% поступающего в атмосферу метана. Формальдегид является веществом второго класса опасности, оказывает раздражающее действие на организм человека, обладает высокой токсичностью. При концентрациях существенно выше ПДК, формальдегид действует на центральную нервную систему, особенно на органы зрения.
Взвешенные вещества(ВВ) включают пыль, золу, сажу, цемент, дым, сульфаты, нитраты и другие взвешенные вещества. В составе безобидных взвешенных веществ можно обнаружить оксиды кремния, магний, железо, мышьяк, свинец, ртуть и фтор. ВВ образуются в результате сгорания всех видов топлива и при производственных процессах. В зависимости от состава выбросов они могут быть и высокотоксичными и почти безвредными. Они могут иметь как антропогенное, так и естественное происхождение, например, образовываться в результате почвенной эрозии. В данных о выбросах все они относятся к твердым веществам. Люди с хроническими нарушениями в лёгких, с сердечно-сосудистыми заболеваниями особенно чувствительны к влиянию мелких взвешенных частиц (диаметром менее 10 микрон). Бенз(а)пирен. Поступает в атмосферу при сгорании различных видов топлива. Много бенз(а)пирена содержится в выбросах предприятий цветной и черной металлургии, энергетики и строительной промышленности. ВОЗ указывает, что при среднегодовом значении концентрации выше 0,001 мкг/м3 могут наблюдаться неблагоприятные последствия для здоровья человека, в том числе образование злокачественных опухолей. Озон. Озон образуется в загрязненной атмосфере в результате фотохимических реакций, происходящих в атмосфере под воздействием интенсивной солнечной радиации. Высокие концентрации озона опасны для человека и растений, они вызывают раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла, головную боль, а при очень высоких концентрациях — кашель, головокружение, резкий упадок сердечной деятельности.
Под влиянием выбросов от промышленности и автотранспорта, условий переноса, рассеивания и вымывания примесей осадками создается определенный уровень загрязнения. В формировании его характеристик важную роль играют метеорологические условия. Поэтому, чтобы правильно оценить качество воздуха и понять причины появления высоких концентраций примесей, используются данные о метеорологических условиях переноса и рассеивания примесей. Влияние метеорологических условий на перенос поступающих в атмосферу вредных веществ проявляется по-разному, в зависимости от типа источника выбросов. Если при высотных источниках исходящие газы перегреты относительно окружающего воздуха, то они обладают начальным потенциалом подъема; в связи с этим вблизи источника выбросов создается поле вертикальных скоростей, способствующих подъему факела и уносу примесей вверх. При слабых ветрах этот подъем обусловливает значительное уменьшение концентраций примесей у земли. Концентрация примесей убывает также и при очень сильных ветрах за счет быстрого уноса примесей. В результате наибольшие концентрации примесей в приземном слое формируются при некоторой скорости, которую называют «опасной». Исследования показывают (Климатические характеристики..,1998), что обычно наблюдается два максимума: при скоростях ветра 0–1 м/с и 3–6 м/с. Максимум при ветре 0–1 м/с можно объяснить выбросами от низких источников, а при ветре 3–6 м/с — от высоких источников.
Прямое влияние на характер загрязнения воздуха в городе или на территории оказывает направление ветра. Существенное увеличение концентрации примесей наблюдается, когда
преобладают ветры со стороны промышленных объектов. К факторам, определяющим рассеивание примесей, относится так же стратификация атмосферы, в том числе инверсии температуры (повышение температуры воздуха с высотой). Если повышение температуры начинается непосредственно от поверхности земли, инверсию называют приземной, если же с некоторой высоты над поверхностью земли, то — приподнятой. Инверсии затрудняют вертикальный воздухообмен. Если слой приподнятой инверсии располагается непосредственно над источником выброса, то в приземном слое атмосферы создаются опасные условия загрязнения, так как инверсионный слой ограничивает подъем выбросов и способствует их накоплению в приземном слое. Если слой приподнятой инверсии расположен на достаточно большой высоте от труб промышленных предприятий, то концентрация примесей будет существенно меньше. Слой инверсии, расположенный ниже уровня выбросов, препятствует переносу их к земной поверхности. При наличии инверсионного слоя на некоторой высоте в атмосфере присутствует на 60% больше примесей, чем при его отсутствии. Связь между уровнем загрязнения воздуха и метеорологическими условиями очень сложна, поэтому при исследовании причин повышенного уровня загрязнения атмосферы более удобно использовать не отдельные метеорологические характеристики, а комплексные параметры, соответствующие определенной метеорологической ситуации, например, скорость ветра и показатель термической стратификации.
Уровень загрязнения воздуха зависит и от наличия других метеорологических явлений. Наиболее существенным является влияние туманов и осадков. При возникновении туманов увеличивается опасность загрязнения воздуха. Капли тумана поглощают вредные примеси, причем не только вблизи подстилающей поверхности, но и из вышележащих, наиболее загрязненных слоев воздуха. Вследствие этого концентрация примесей возрастает в слое тумана и уменьшается над ним. При этом растворение сернистого газа, например, в каплях тумана приводит к образованию более токсичной серной кислоты. Под влиянием солнечной радиации в земной атмосфере происходят многочисленные фотохимические процессы, способствующие превращению одних веществ в другие [1].
Необходимо отметить, что воздушный бассейн юга Дальнего Востока России испытывает антропогенные нагрузки не только от региональных источников, но и вследствие трансграничного переноса загрязнителей из Китая, КНДР и Японии. Поэтому важная роль в формировании уровня загрязнения атмосферного воздуха в прибрежных районах Японского моря принадлежит и процессам трансграничного переноса взвешенных частиц и загрязнителей из сопредельных территорий.