Практическое занятие № 5 (2ч.)

Экологическое обоснование размещения. Анализ природного потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА)

Цель задания:

Оценить природный потенциал загрязнения атмосферы в регионе размещения, используя фрагмент карты.

Используя картосхему районирования территории по ПЗА и текстовую характеристику к ней, дать характеристику ПЗА в регионе размещения.

Сравнить условия рассеивания выбросов в атмосфере региона с худшими условиями распространения загрязнителей на территории России.

Основные положения:

Природный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) — совокупность метеорологических и климатических факторов, определяющих условия рассеивания выбросов в атмосфере и ее самоочищение.

При районировании территории по ПЗА учитываются характеристики воздушного переноса (направление, абсолютные значения, интенсивность); факторы, способствующие загрязнению атмосферы (штили, туманы, изотермические инверсии, опасные скорости ветра); факторы, способствующие самоочищению атмосферы (осадки, грады, суммарная радиация, доза ультрафиолетовой радиации, безморозный период и т.д.).

На территории России выделяется шесть классов ПЗА.

Высокий опасный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-I) и худшие условия рассеивания на территории бывшего СССР характерны почти для всей Восточной Сибири, Саян, Алтая, гор Средней Азии, Казахстана и Кольского полуострова (классы 1а и 1б). Эти территории обладают высокой экологической опасностью нового промышленного освоения.

Класс Iа характеризуется однородным по всем направлениям переносом, наименьшим на территории. Его объем не превышает 10—12 млн м³/год при минимуме 5—6 млн м³, что опре­деляет предельно малую интенсивность переноса К = 1—2. Он наблюдается в Восточной Сибири (Ia¹, Ia², Ia⁴, Ia⁵), в Са­янах и на Алтае (Iа³) (см. рис. 7). Факторы, способствующие загрязнению атмосферы, характеризуются высокими значениями: повторяемость инверсий (изотермий) зимой — 95—100%, летом — 70—80%. Вследствие большой меридиональной протя­женности района приходящая суммарная радиация варьирует в широких пределах. По радиации, осадкам и расчлененности рельефа выделяются: центральный (Iа¹), северо-восточный (Iа²), юго-западный (Iа³) и юго-восточный подрайоны (Ia⁴, Ia⁵). В под­районах Iа⁴ и Iа⁵ высокая степень экологической опасности за­грязнения атмосферы возможна не только за счет высокого ПЗА, но также за счет будущего промышленного освоения, в частности в зоне тяготения к трассе БАМа (Iа⁴).

Класс Iб — слабый воздушный перенос по большинству направлений в сочетании с умеренным переносом в одном каком-либо направлении. Такие условия наблюдаются на северо-востоке Сибири (I6¹), в горах Средней Азии и Казахстана (Iб²), Предуралье (Iб³), Закавказье (Iб⁴) и на Кольском полуострове (Iб³). Повторяемость штилей велика — на северо-востоке Си­бири она составляет 40—50%, а менее всего (около 20%) — в Предуралье и горных тундрах Кольского полуострова. Опасные скорости ветра в подрайонах Iб³ и Iб⁵ достигают 20%. Повторяемость инверсий и изотермий также велика.

Территории обладают высокой степенью экологической опасности за счет высокого ПЗА, а также сильной промышленной освоенности территории подрайона Iб⁵; средней, местами сильной промышленной освоенностью подрайона Iа⁴ и средней степенью промышленной освоенности территории подрайона Iб³. В этих подрайонах возможно размещение лишь малоотходных производств с высокой степенью очистки выбросов.

Повышенный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-П) с плохими условиями рассеивания выбросов в атмосфере характеризуется воздушным переносом, в 4—5 раз превосходящим худшие условия разноса на территории при преобладании умеренного переноса (К_мп = 3-5) в сочетании со слабым или значительным переносом (К = 6-8) в какой-либо одной четверти горизонта (классы II, IIб, II, IIг).

Класс IIа характерен для юго-запада, юга (IIа¹), а также запада ETC (IIа²) и Прибайкалья (IIа³). Объем годового переноса составляет 20-30 млн м³/год (К_ип = 4-5). Годовая повторяемость штилей невелика. Инверсий, изотермий в Прибайкалье — до 90%, летом — около 60-70%. Часты туманы (до 40-60 дней в году). Для подрайонов IIа¹ и IIа³ характерна повышенная степень экологической опасности за счет повышенного ПЗА и промышленной освоенности средней степени. В подрайоне Па² наблюдается высокая степень экологической опасности за счет сильной промышленной освоенности.

Класс IIб характерен для Северного Кавказа (IIб¹), Центральной Якутии (IIб²) и Буреинской низменности (IIб³). На Северном Кавказе воздушный перенос составляет 20—30 млн м³/год (К_нп = = 5), повторяемость штилей — 10—20%; в прочих подрайо­нах более значительная — 20—30%, а в подрайоне Пб- — до 40%. Высока повторяемость инверсий в Центральной Яку­тии: зимой — 95-100%, летом — 80-85%. На Северном Кав­казе высока повторяемость дней с туманом — до 40—60% в год. Район Буреинской низменности, сильно подверженный влиянию муссонов, характеризуется сезонными колебания­ми количества осадков: от 500—600 мм летом до 75 мм зимой. Центральная Якутия отличается засушливым климатом: ле­том осадки составляют 175—200 мм, зимой — 30—50 мм. Все подрайоны отличаются высокой степенью экологической опасности за счет повышенного ПЗА.

Класс IIв — слабый, умеренный и значительный перенос воздуха при преобладании умеренного наблюдается на Кавказе (IIв¹), в Карпатах (IIв²) и на юге Западной Сибири (IIв³). Повсеместно зимой наблюдается высокая повторяемость инверсий, особенно в Западной Сибири (90-95%), значительна повторяемость штилей. Первые два подрайона (IIв¹, IIв²) характеризуются повышенной степенью экологической опасности за счет высокого ПЗА, а третий (IIв³) — высокой ее степенью за счет сильной промышленной освоенности.

Класс IIг занимает обширную территорию, на которой выделяется девять подрайонов: юго-восточная часть ETC (IIг^1/2), Приазовье (IIг^|/2), северо-восток ETC (IIг^2/1), восток ETC (IIг²/²), Заволжье (IIг^2/3), северо-восточная половина Западной Сибири (IIг³), равнинный Казахстан (IIг⁴), равнины Средней Азии (IIг^5/|) и юг Средней Азии (IIг^5/2). Для юго-востока ETC, Приазовья и Средней Азии характерен умеренный и значи­тельный северо-восточный перенос (К_ип = 7—8). В остальных районах преобладает юго-западный перенос. Повторяемость штилей, как правило, незначительна, но повторяемость инверсий высока. Подрайоны Приазовья, Казахстана и особенно Средней Азии подвержены сильным пыльным бурям. В Средней Азии — самом запыленном районе — число дней с пыльными бурями превышает 40—60 в год. Для подрайонов Средней Азии характерны и самые высокие суммы солнеч­ной радиации — до 140—160 ккал/см² • год — при самых ма­лых в СССР осадках — 100-200 мм/год. В Казахстане осадков также мало — около 300 мм.

Таким образом, территориям с повышенным потенциалом загрязнения атмосферы присуща повышенная степень экологической опасности, которая резко возрастает в районах старого промышленного освоения за счет уже существующей занятости природного фона. Усложнение экологической обстановки в регионе происходит при наложении на условия воздушного переноса экстремальных и стихийных явлений — пыльных бурь, сильных местных ветров, повышенной влажности, экстремальных температур и др.

Умеренный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-Ш) со средними условиями распространения выбросов на территории.

Класс IIIа¹ характеризуется умеренным и значительным с преобладанием умеренного, но местами сильным переносом на Дальнем Востоке (IIIа¹). Перенос в юго-восточную четверть при продолжительном зимнем муссоне может достигать 40— 50 млн м³/год (К_ип = 8), для остальных четвертей К_ип= = 4-5. Повторяемость опасных скоростей ветра невелика — более 10%, а штилей значительна — до 30—50%. Инверсии часты во все времена года. Осадков выпадает до 700-800 мм, в теп­лое полугодие — 500—600 мм. Приток солнечной радиации велик — до 110—120 ккал/см² • год, ультрафиолетовой — 60-65 кВт • ч/см² • год.

Подкласс IIIа² при такой же интенсивности переноса отлича­ется от предыдущего (IIIа¹) направлением переноса — наибо­лее значительный перенос направлен в северо-восточную четверть. Наблюдается на севере Сибири и отличается от класса IIIа¹ существенно меньшей суммой осадков (350— 400 мм), равномерно распределенных в течение года, а также значительно меньшей суммарной (около 75 ккал/см² • год) и ультрафиолетовой (около 50 кВт • ч/см² • год) радиацией.

Класс IIIб. Характерно распространение умеренного и значительного переноса, который наблюдается на северо-западе ETC (IIIб¹/¹ и IIIб¹/²), на Урале (IIIб²/¹ и IIIб²/²) и в северной Якутии по нижнему течению Лены (IIIб³). Во всех трех районах наибольший перенос направлен в северо-восточную четверть (К_ип = 9-10). Повторяемость штилей — 10% на северо-западе ETC, наибольшая (около 30%) — в северной Якутии. Северные части районов получают существенно меньшие количества суммарной и ультрафиолетовой радиации. На северо-западе ETC эти величины составляют 80—90 ккал/см² • год и 50 и 60 кВт • ч/ см² • год соответственно, а на Урале 75—90 и 90—105 ккал/см² • год и около 55 и 65 кВт • ч/см² • год соответственно.

Класс IIIв характеризуется умеренным, значительным и по крайней мере в одной четверти сильным переносом, преимущественно в северо-восточном направлении (К_ип = 9— 10). Повторяемость инверсий и опасных скоростей ветра — 25%, осадков выпадает до 500 мм/год, зимой часты инверсии, штили. По притоку солнечной радиации класс подразделяется на два подкласса: северный (IIIв₁) и южный (IIIв₂).

Таким образом, в целом для территорий с умеренным потенциалом загрязнения атмосферы характерна низкая экологическая опасность за счет существующего резерва ПЗА. Исключение составляют сильно промышленно освоенные территории Среднего и Южного Урала (IIIб^2/2 и IIIб₃) и высокоширотные районы (IIIа₂ и IIIб₃) с экстремальными природными условиями, в которых отмечается высокая экологическая опасность при размещении промышленных объектов.

Пониженный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-IV) Класс IVa — умеренный значительный перенос с преобладанием значительного наблюдается в центре ETC и подразделяется на два подкласса по величине приходящей радиации — северный (IVa¹) и южный (IVa²) (в северном подрайоне до 85, а в южном — до 95 ккал/см² • год). Наиболее значителен перенос в северо-восточном направлении (К_ип = 7-8). Инвер­сии круглый год. Осадков выпадает 500-600 мм/год.

Класс IV6 — умеренный, значительный и сильный перенос с преобладанием значительного наблюдается на севере ETC и прилегающих к нему районах Западной Сибири. Наиболь­ший перенос происходит в северо-восточном направлении (К_ип = 7 - 8). Повторяемость штилей невелика — около 10%, а опасных скоростей ветра — 25%. Осадков до 400 мм.

Для районов с пониженным потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-IV) характерна низкая степень экологической опасности, которая возрастает при сильной урбанизированности территории, например в районе IVa².