Антропогенное загрязнение воздуха и приземный озон в городах Беларуси
Аннотация
С использованием данных наблюдений Гидрометцентра за качеством воздуха в областных городах Беларуси анализируется сезонный и суточный ход концентраций антропогенных загрязняющих веществ (углерода оксида, азота оксида и диоксида, летучих органических соединений – бензола, толуола, ксилола) и озона. Показано, что помимо непосредственных источников выбросов загрязнений на их концентрации в воздухе существенно влияют скорость ветра и термическая конвекция. Оба фактора приводят к уменьшению концентраций антропогенных загрязняющих
веществ в воздухе городов. В частности, именно этими факторами объясняется дневное снижение концентраций загрязнителей атмосферы по сравнению с утренним и вечерним пиками. Поскольку метеоусловия существенно влияют на уровень загрязнения воздуха, то по результатам мониторинга трудно судить об интенсивности и объеме антропогенных выбросов от местных источников. Для этого необходимы оценки «производительности» отдельных источников загрязнений или специально разработанные методики отбора «репрезентативных» результатов мониторинга при «особых метеорологических условиях». Установлена характерная для всех городов закономерность, согласно которой, вечернее повышение концентраций загрязнений смещается по оси времени в соответствии с продолжительностью светового дня: зимой наступает раньше, а летом позже. Для объяснения этого явления требуются дополнительные исследования. В отличие от антропогенных загрязнений концентрация приземного озона в дневное время растет, чему способствуют увеличение скорости ветра, приводящее к притоку воздуха с более высокими концентрациями озона из сельской местности, и интенсификация термической конвекции, способствующая обмену воздухом с более высокими слоями тропосферы с повышенными концентрациями озона. Эпизоды генерации озона в городском воздухе в ходе проведенного исследования не выявлены. Вероятно, это объясняется низким содержанием антропогенных загрязняющих веществ и их составом, а также весьма высокой влажностью воздуха.
веществ в воздухе городов. В частности, именно этими факторами объясняется дневное снижение концентраций загрязнителей атмосферы по сравнению с утренним и вечерним пиками. Поскольку метеоусловия существенно влияют на уровень загрязнения воздуха, то по результатам мониторинга трудно судить об интенсивности и объеме антропогенных выбросов от местных источников. Для этого необходимы оценки «производительности» отдельных источников загрязнений или специально разработанные методики отбора «репрезентативных» результатов мониторинга при «особых метеорологических условиях». Установлена характерная для всех городов закономерность, согласно которой, вечернее повышение концентраций загрязнений смещается по оси времени в соответствии с продолжительностью светового дня: зимой наступает раньше, а летом позже. Для объяснения этого явления требуются дополнительные исследования. В отличие от антропогенных загрязнений концентрация приземного озона в дневное время растет, чему способствуют увеличение скорости ветра, приводящее к притоку воздуха с более высокими концентрациями озона из сельской местности, и интенсификация термической конвекции, способствующая обмену воздухом с более высокими слоями тропосферы с повышенными концентрациями озона. Эпизоды генерации озона в городском воздухе в ходе проведенного исследования не выявлены. Вероятно, это объясняется низким содержанием антропогенных загрязняющих веществ и их составом, а также весьма высокой влажностью воздуха.
Ключевые слова
Об авторах
В. В. Божкова
Национальный научно-исследовательский центр мониторинга озоносферы БГУ, Минск
Беларусь
Беларусь
Р. Н. Бурак
Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды, Минск
Беларусь
Беларусь
Б. Б. Козерук
Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды, Минск
Беларусь
Беларусь
А. М. Людчик
Национальный научно-исследовательский центр мониторинга озоносферы БГУ, Минск
Беларусь
Беларусь
Е. А. Мельник
Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды, Минск
Беларусь
Беларусь
Список литературы
1. Покаташкин, В.И. Отрицательный тренд приземного озона в г. Минске / В.И. Покаташкин, А.М. Людчик // Тр. ИОФАН. – 2015. – Т. 71. – С. 138–146.
2. Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов МГЭИК; под ред. С. Игглестон, Л. Буэндиа, К. Мива, Т. Нгара, К. Танабе. – Япония, ИГЕС, 2006. – 333 p.
3. Anatomy of wintertime ozone associated with oil and natural gas extraction activity in Wyoming and Utah / S. Oltmans [et al.] // Elementa: Science of the Anthropocene. – 2014. – 15 p., doi: 10.12952/journal.elementa.000024.
4. Причины и факторы положительных аномалий приземной концентрации озона в Московском регионе и на юго-восточном побережье Крыма / А.М. Звягинцев [и др.] // Оптика атмосферы и океана. – 2016. – №6. – С. 493–502.
5. Ozone. Chapter 6 / S. Solberg, D. Simpson, J.Ei. Jonson, A.-G. Hjellbrekke, R. Derwent // In: EMEP Assessment. Part I. European Perspective, Ed. by G. Lövblad [et al.] – Oslo, 2004. – P. 77–106.
6. Статистическая оценка антропогенного воздействия на приземный озон / А.М. Людчик [и др.] // Природные ресурсы. – 2015. – №1. – С. 96–106.
7. Sillman, S. Ozone production efficiency and loss of NOx in power plant plums: photochemical model and interpolation of measurements in Tennessee / S. Sillman // Journal of geophysical research. – 2000. – Vol. 105. – P. 9189–9202.
8. Sillman, S. Tropospheric ozone, smog and ozone-NOx-VOC sensitivity / S. Sillman // Treatise on Geochemistry. – 2003. – Vol. 9. – P. 407–431.
9. Архив погоды. – http://rp5.by (дата обращения: 10.06.2017).
10. О содержании малых газовых примесей в приземном слое атмосферы над Москвой / Н.Ф. Еланский [и др.] // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. – 2015. – №1. – С. 39–51.
11. Людчик, А.М. Региональные особенности климата Беларуси и их изменение в последние десятилетия. I: температура и скорость ветра / А.М. Людчик, В.И. Покаташкин, В.Я. Венчиков // Природные ресурсы. – 2017. – №1. – С. 85–92.
12. Изменчивость концентраций основных загрязнителей воздуха в Лондоне / А.М. Звягинцев [и др.] // Оптика атмосферы и океана. – 2014. – №5. – С. 424–434.
13. Людчик, А.М. Региональные особенности климата Беларуси и их изменение в последние десятилетия. II: влажность воздуха и облачность / А.М. Людчик, С.Д. Умрейко // Природные ресурсы. – 2017. – №1. – С. 101–107.
14. Кузнецова, И.Н. Особенности атмосферных процессов, влияющих на загрязнение воздуха в московском регионе, и методы их краткосрочного прогноза: автореф. дис. … д-ра геогр. наук: 25.00.30 / И.Н. Кузнецова; Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации. – М., 2013. – 41 с.
Рецензия
Для цитирования:
Божкова В.В., Бурак Р.Н., Козерук Б.Б., Людчик А.М., Мельник Е.А. Антропогенное загрязнение воздуха и приземный озон в городах Беларуси. Природные ресурсы. 2018;(1):92-101.
For citation:
Bozhkova V.V., Burak R.N., Kozeruk B.B., Liudchik A.M., Melnik H.A. Anthropogenic air pollution and surface ozone in cities of Belarus. Natural resources. 2018;(1):92-101. (In Russ.)
Просмотров: 331
Послать статью по эл. почте 