CC BY
46
Потенциал самоочищения
воздушного бассейна города Владивосток
П.А. Аббасов, Е.Ю. Одинцова, Н.Э. Шатрова
ДальНИИС РААСН
Уже в ближайшие годы качество окружающей среды станет одним из ключевых факторов конкурентоспособности страны, каждого российского региона и города. Географическое положение города Владивосток, особенности муссонного климата, наличие сложного рельефа территории создают своеобразные условия по рациональному использованию, охране и преобразованию природной среды, особенно в районах, где сложилась потенциальная опасность ухудшения окружающей среды, и жизненных условий проживания.
Одна из главных экологических проблем — загрязнение атмосферного воздуха, оказывающее негативное влияние на здоровье населения. В воздушный бассейн крупного города поступает большое количество загрязняющих веществ от различных источников антропогенного и природного характера (промышленные предприятия, автотранспорт, авиа, железнодорожный, водный виды транспорта, котельные, свалки бытовых и промышленных отходов и т.д.). По данным [2,6] из общего состава источников загрязнения наиболее значимыми и массовыми по объему и токсичности являются автотранспорт, объекты теплоэнергетики, предприятия судоремонтной и судостроительной промышленности и стройиндустрии, характерные для района Владивостока. В таблице 1 представлен список основных стационарных источников загрязнения.
На степень загрязнения атмосферного воздуха в городе влияют такие факторы, как климатические условия района, рельеф местности и близость источника загрязнения. Для определения устойчивости территории к существующим или предполагаемым нагрузкам загрязнения необходимо оценить ее регенерационный потенциал, и в первую очередь, способность атмосферы накапливать или рассеивать выбросы, поступающие из различных источников.
Средний уровень загрязнения связан с реаль-
ной повторяемостью метеорологических условий, неблагоприятных для рассеивания примесей. Если туманы, растворяющие выбросы, высокая влажность, штили в городе Владивостоке создают условия для накопления выбросов в атмосфере, то высокие скорости ветра и сильные осадки [5], вымывающие примеси, являются одними из основных метеорологических факторов, определяющих потенциал самоочищения атмосферы (ПСА).
Величина климатического ПСА представляет собой отношение значений факторов, благоприятствующих рассеиванию примесей, к сумме факторов, увеличивающих загрязнение. Он дает возможность сделать качественную оценку территорий по степени природной способности атмосферы к самоочищению, а его численное значение показывает вклад каждого фактора в их общем влиянии на состояние загрязнения атмосферы. Величина потенциала зависит от определенного сочетания климатических параметров, так или иначе влияющих на загрязнение.
Для характеристики устойчивости приземного воздуха к нагрузкам, а также для оценки основных климатических параметров, влияющих на регене-рационную способность атмосферы Владивостока, использовался коэффициент метеорологического загрязнения атмосферы (КМЗА) [3]:
КМЗА = Pm + Р + Рвп
Po + Рь
(1)
o ' ■ b
где P с индексами: m, т, Вл, о, b — это повто-
ряемости (%) соответственно: скоростей ветра 0—1 м/с, дней с туманами, относительной влажностью > 80%, дней с осадками > 1 мм, скоростей ветра > 6 м/с.
Все указанные климатические параметры характеризуются значительной временной динамикой, связанной с резким различием циркуляционных процессов теплого и холодного периодов в условиях
Название предприятия Индекс предприятия Название предприятия Индекс предприятия
ТЭЦ-2 34 Диомидовский СРЗ 47
ТЭЦ - 1 1а ЖБИ - 350 18
Морской торговый МП Диомидовский СРЗ 37
порт
Владморрыбпорт РП КПД - 300 29
Дальзавод 39 Локомотивное депо лд
Завод «Радиоприбор» 48 Вагоноремонтное депо вд
«Дальприбор» 16 Котельная на Второй речке 286
«Изумруд» 15 Котельная ДВО РАН 28в
«Варяг» 14 Мусоросжигательный завод 21
Первомайский СРЗ 44 Фарфоровый завод 43
Таблица 1. Основные стационарные источники загрязнения воздуха города Владивосток.
132 5 2009
муссонного климата. Именно поэтому данная методика является наиболее адекватной при оценке самоочищающей способности атмосферы на территории города Владивосток.
Согласно анализу показателя коэффициента метеорологического загрязнения атмосферы при КМЗА < 0,5 — условия для рассеивания благоприятные; 0,5 < КМЗА < 1,5 — умеренно неблагоприятные; 1,5 < КМЗА < 2,0 — неблагоприятные; КМЗА > 2,0 — крайне неблагоприятные.
Сложный рельеф Владивостока обуславливает изменение метеорологических элементов по территории, что приводит к образованию специфических микроклиматических условий в различных районах города, в которых экологическая обстановка может отличаться как в сторону ухудшения, так и в сторону улучшения. Режим скорости ветра у поверхности, являющийся одним из двух факторов самоочищения атмосферы, зависит в основном от рельефа местности. Экспозиции склонов, направление долин, степень защищенности участка от господствующих ветров, расстояние от береговой линии создают специфические микроклиматические условия распределения скоростей ветра по территории города.
Для установления количественных характеристик микроклиматических изменений скорости ветра в условиях муссонного климата и горного рельефа используется система поправочных коэффициентов изменения скорости ветра (К) к расчетной скорости ветра на метеорологической станции, учитывающих рельеф местности [1,4,7]. Согласно полученной системе на территории города Владивостока выделено пять микроклиматических участков по изменению скорости ветра: К < 0,6 — сильно ослабленной скорости; К = 0,8 — ослабленной скорости; К = 1,0 — нормальной скорости; К = 1,2 — усиленной скорости; К = 1,5 — большим усилением скорости ветра.
Таким образом, в соответствии с годовым распределением основных параметров, благоприятствующим и препятствующим очищению атмосферы, для пяти микроклиматических участков изменения скорости ветра получено значение КМЗА (таблица 2).
В связи с сезонными различиями преобладаю-
2,50
2,00
< 1-50 го
й 1,00 0,50 0,00
Янв. Апр. Июль Окт. Год
□ К=0,6 ИК=0,8 ПК=1,0 ПК=1,2 ИК=1,5
Рисунок 1. Распределение КМЗА по сезонам в зависимости от коэффициента скорости ветра (К).
щих форм циркуляции атмосферы оценка КМЗА дается по сезонам года.
Зимой на побережье Японского моря наблюдаются благоприятные условия для рассеивания примесей (рис. 1). Благоприятные условия для потенциала самоочищения атмосферы на всей территории Владивостока формируются за счет выноса океанических масс на побережье, вследствие чего происходит обильное выпадение осадков > 1 мм (средняя повторяемость составляет 7,42%). Нередко выпадение снега сопровождается большим увеличением скорости ветра более 6 м/с (средняя повторяемость по территории города варьируется от 35 до 73%), что способствует самоочищению атмосферы.
Весной во Владивостоке наблюдается понижение самоочищающей способности атмосферы. Умеренно неблагоприятные условия для самоочищения атмосферы объясняются самой высокой в году повторяемостью дней со штилями (12%), увеличением повторяемости дней с высокой влажностью до 25% и туманов до 37%.
Летом в связи с резким уменьшением тихоокеанской ветви полярного фронта и ослаблением алеутской депрессии частые туманы (74%), морось и постоянно высокая относительная влажность воздуха (72%) создают самые худшие условия для самоочищения атмосферы. А колебания больших скоростей ветра и штилей по территории города опре-
Коэффициент изменения скорости ветра (К) Январь Апрель Июль Октябрь За год
0,6 0,38 1,39 2,35 0,68 1,16
0,8 0,32 1,17 2,05 0,59 0,99
1,0 0,29 1,01 1,82 0,52 0,87
1,2 0,26 0,90 1,63 0,47 0,77
1,5 0,24 0,78 1,42 0,42 0,67
Таблица 2. Значение коэффициента метеорологического загрязнения атмосферы по территории г. Владивостока.
делили неблагоприятные и крайне неблагоприятные районы по рассеиванию примесей.
Осенью в результате перехода от летнего муссона к зимнему и преобладания зональных в восточном направлении во Владивостоке формируются благоприятные и умеренно неблагоприятные условия для самоочищения атмосферы. Так, средняя повторяемость дней с ветром > 6 м/с по территории города варьируется в пределах 30-76%, а средняя повторяемость дней с осадками > 1 мм составляет 20%.
Согласно полученным значениям КМЗА, самый низкий потенциал самоочищения наблюдается в летний период. Поэтому проведен территориальный анализ территории города Владивосток по способности к самоочищению в летние месяцы (рис. 2).
К наиболее неблагоприятным районам самоочищения атмосферы (КМЗА больше 2) относятся долины рек, ориентированные широтно, Объяснения, Первой Речки, Второй Речки и участки города, рас-
положенные в пониженных формах рельефа, — побережье бухт Золотой, Диомид, восточное побережье бухты Улис, северное побережье бухты Патрокл; замкнутая котловина в районе Мингород-ка, площадь Луговая и улица Снеговая, где рельеф местности и близость промышленных предприятий, интенсивность движения автотранспорта способствуют скоплению примесей в этих районах.
Неблагоприятные для рассеивания примесей районы расположены на побережьях Уссурийского и Амурского заливов, вершинах сопок, хребтах высотой более 200 м. Умеренно неблагоприятные условия рассеивания отмечаются только на участках, выдающихся в море (Эгершельд, Патрокл, Басаргин) и самом южном участке Уссурийского залива.
Территориальный анализ КМЗА во Владивостоке показал низкую способность атмосферы к самоочищению в теплый период года, когда наблюдается сочетание наиболее неблагоприятных климатических параметров для рассеивания загрязня-
Рисунок 2.
Микроклиматическое районирование территории города Владивосток по потенциалу самоочищения атмосферы в летний период.
ющих веществ. Наоборот, зимой по всей территории города отмечаются благоприятные условия для самоочищения.
Таким образом, для обеспечения безопасной и комфортной среды обитания человека и повышения его качества жизни жилые кварталы не рекомендуется планировать в районах, подверженных наибольшему и повышенному загрязнению воздушного бассейна. Промышленные предприятия следует размещать с учетом трансформации воздушного потока. При микроклиматической оценке территорий необходимо учитывать потенциал самоочищения атмосферы в зависимости от рельефа местности и метеорологических условий.
Список литературы
1. Аббасов П.А. Расчет ветровой нагрузки в усло-
виях горного рельефа и муссонного климата города Владивостока / П.А. Аббасов, Е.Ю. Одинцова / / Вестник отделения строительных наук. — Курск, 2007. — Вып. 11. — с. 29-31.
2. Гриванова С.М. Нормирование вредных выбро-
сов в атмосферу / С.М. Гриванова, И.Ю. Гри-ванов. — Владивосток: Изд-во Дальневост. унта, 2000. — 360 с.
3. Григорьева Е.А. Эколого-климатические условия
Европейской автономной области и их влияние на здоровье населения: автореф. дис... к.г.н. / Е.А. Григорьева. — Владивосток, 2003. — 23с.
4. Ионов Ю.Н. Климатологические аспекты при вы-
боре территории застройки в сложном рельефе / Ю.Н. Ионов, А.В. Цветкова, Т.М. Палано-ва // Сб. трудов Всесоюзного совещания. Прикладная климатология. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990. — с. 81-83.
5. Свинухов В.Г. Исследование, моделирование и
прогноз загрязнения атмосферы в городе: дис... докт. геогр. наук / В.Г. Свинухов. — Владивосток: ДВНИГМИ, 1997. — 130 с.
6. Свинухов В.Г. Оценка уровня загрязнения атмос-
феры города Владивостока / В.Г. Свинухов, Г.В. Свинухов, Т.В. Горборукова // Региональные вопросы гидрометеорологии и охраны атмосферы. Научн. сб. — 2000. — Вып. 10. — с.13-27.
7. Смирнова Г.Н. Расчет скоростного давления в условиях муссонного климата и горного рельефа юга Дальнего Востока / Г.Н. Смирнова, Е.Ю. Одинцова / / Стихия. Строительство. Безопасность: сборник трудов конференции. — Владивосток: Дальнаука, 2008г. — с. 242-245.
