Оценка вклада антропогенных источников в плотности выпадений подкисляющих и эвтрофирующих примесей на территории Беларуси может быть проведена с помощью моделирования. Рассчитаны плотности выпадений окисленной серы, окисленного и восстановленного азота в регионе Беларуси

Залыгина, Ольга Сергеевна

Кабашников, В.П.

Метельская, Н. С.

Норко, Анна Владимировна

Belarusian State Technological University

142  2. Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопас-ность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения: ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84). – Введ. 01.01.91. – Переиздание ноябрь 2011г. с Изменением № 1, утвержденным в июле 2000 г . – 104 с. 3. Estimation of the lethal toxic potency of fire effluents: ISO 13344:2004. – Введ. 15.10.04. – Switzerland: International Organization for Standartization, 2004. – 24 с. 4. Лейнова, С.Л. Расчетно-экспериментальный метод оценки токсичности продуктов горения полимерных материалов по составу газовой смеси / С.Л. Лейнова [и др.] // Сборник докладов VI междуна-родной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация», 8-9 июня 2011 г., – Минск, 2011. – С. 185-190.     УДК 551.510 Н.С. Метельская1, канд. физ.-мат. наук nata.miat@gmail.com В.П. Кабашников1, доц., д-р физ.-мат. наук  v.kabashnikov@dragon.bas-net.by  О.С. Залыгина2, доц., канд. техн. наук zolha@tut.by А.В. Норко1,2, студ. teufelflox@mail.ru  (1Институт физики НАН Беларуси, г. Минск, 2БГТУ, г. Минск) ОЦЕНКА ВКЛАДА АНТРОПОГЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ В ПЛОТНОСТИ ВЫПАДЕНИЙ ПОДКИСЛЯЮЩИХ  И ЭВТРОФИРУЮЩИХ ПРИМЕСЕЙ  НА ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ Необходимым условием инновационного развития в промыш-ленности является контроль выбросов загрязняющих веществ и мони-торинг состояния окружающей среды. Одной из важных проблем, свя-занных с антропогенными выбросами в атмосферу, являются кислот-ные дожди. В составе кислотных выпадений преобладают окисленная сера, окисленный азот и восстановленный азот. Их прекурсорами яв-ляются диоксид серы, оксиды азота и аммиак. Кислотные осадки мо-гут вести как к подкислению почвы (окисленные сера и азот), так и к эвтрофикации (азотосодержащие вещества). В поступление серо- и азотосодержащих соединений в атмосферу существенный вклад вно-сят предприятия химической промышленности.      Поступление в атмосферу Беларуси прекурсоров кислотных вы-падений происходит как от местных источников, природных и антро-погенных, так и вследствие трансграничного переноса. Оценка вклада 143  антропогенных источников в плотности выпадений подкисляющих и эвтрофирующих примесей на территории Беларуси может быть про-ведена с помощью моделирования.  Химико-транспортная модель GEOS-Chem [1, 2]   позволяет рассчитывать перенос и трансформации атмосферных примесей в глобальном и региональном масштабах. Модель GEOS-Chem является коллективной собственностью научного сообщества её пользователей. Координируют разработку Гарвардский университет (США) и уни-верситет Дальхауз (Канада). Различными авторами были проведены многочисленные сопоставления результатов модельных расчётов с экспериментальными данными, которые показали хорошее совпаде-ние. Входными данными для модели GEOS-Chem являются базы данных поступления химических компонентов и аэрозолей в атмосфе-ру и метеорологические данные. Результатом моделирования является распределение содержания атмосферных примесей в пространстве и времени. Ядро химического механизма включает взаимные превраще-ния озона, оксидов азота и углеводородов. Рассматривается сухое и влажное осаждение примесей. Сухое осаждение зависит от типа под-стилающей поверхности и метеорологических условий. Влажное уда-ление учитывает три основных механизма: удаление при конвектив-ном подъёме влажного воздуха, внутриоблачное удаление примесей при образовании новых порций осадков и подоблачное вымывание примесей. При конвективном подъёме влажного воздуха образуются водяные капли, в которых растворяются газовые примеси. Концентра-ции большинства растворённых  в капле газов находятся в равновесии с веществом вне капли и определяются законом Генри. Исключение составляют азотная кислота и аэрозоли, которые столь быстро погло-щаются каплями воды, что лимитирующим фактором становится ско-рость подвода указанных веществ к капле. Внутриоблачное удаление примесей происходит за счёт превращения в осадки части воды, со-держащейся в облаке. Подоблачное вымывание примесей представля-ет собой захват примесей летящими каплями. Этот механизм может действовать и внутри облака. Ниже облака возможно также испарение капель и выпуск части или всей примеси, содержащейся в капле, в воздух. С помощью модели GEOS-Chem можно рассчитать сухие и влажные выпадения трёх групп веществ: окисленная сера, окислен-ный азот и восстановленный азот. Окисленная сера (SO42- ) включает сульфаты, в том числе сульфаты на поверхности морского солевого аэрозоля. Окисленный азот (NO3 –) включает неорганические серосо-144  держащие нитраты,  неорганические нитраты на поверхности морско-го солевого аэрозоля  и азотную кислоту. Восстановленный азот включает аммоний (NH4+).  На основе регионального варианта модели GEOS-Chem нами рассчитаны плотности выпадений окисленной серы, окисленного и восстановленного азота со среднемесячным и среднегодовым усред-нением за 2010–2012 годы. Как показали расчёты, больше всего выпа-дений имело место на восточной границе Беларуси; это объясняется тем, что там же выпадало больше всего осадков: влажное осаждение составляет более 90% общего количества выпадений. Сезонные ва-риации суммарной по площади Беларуси плотности выпадения серы и азота также коррелируют с осадками. Наибольшие плотности выпаде-ния окисленной серы имеют место в летние месяцы и весной. Выпа-дения окисленного азота максимальны в летние месяцы. Выпадения аммония максимальны весной.     Для учёта вклада белорусских антропогенных источников кон-тур Беларуси был моделирован ячейками европейской региональной модели, лежащими на границе Беларуси. Для ячеек, лежащих внутри контура, не учитывались антропогенные источники. Разность между значениями плотности выпадений, рассчитанными с учётом всех баз данных, и значениями, рассчитанными при исключённых антропоген-ных источниках, является оценкой вклада белорусских антропогенных источников в выпадения на территорию Беларуси.  На рисунке показан вклад (%) белорусских антропогенных ис-точников в выпадениях окисленной серы, окисленного азота и восста-новленного азота в регионе Беларуси (усреднение за 2010–2012 годы). Как показали результаты моделирования, вклад белорусских ан-тропогенных источников в выпадения не превышает 10% для окис-ленной серы и окисленного азота, 20% для восстановленного азота. Подавляющее большинство выпадений основных кислотных загряз-нителей обусловлено трансграничным переносом и природными ис-точниками.  Вклад белорусских антропогенных источников минимален на юго-западе республики и максимален на северо-востоке, что связано, скорее всего, с доминирующим направлением западных ветров и рас-положением белорусских источников. По-видимому, максимальный вклад дают источники, расположенные в Минске и Новополоцке.  145  MinskKievKrakowGrodnoBrestBaranovichiMogilevGomelMozyrVitebskNovopolotskLvovRiga5%2%1% KievMinskKrakowBaranovichiGrodnoBrestMozyrGomelMogilevVitebskNovopolotskLvovRiga10%5%1% а) б) KievMinskKrakowGrodnoBaranovichiBrestMozyrGomelMogilevVitebskNovopolotskRiga20%10%1% в) а – окисленная сера; б – окисленный азот, в – восстановленный азот Рисунок – Вклад (%) белорусских антропогенных источников  в кислотные выпадения в регионе Беларуси в 2010–2012 годах  Как видно из результатов расчетов, существенную роль в выпа-дении кислотных осадков на территории Беларуси играет трансгра-ничный перенос. Следовательно, уменьшение количества выпадаю-щих примесей может быть достигнуто только объединёнными между-народными усилиями. ЛИТЕРАТУРА 1 Global modeling of tropospheric chemistry with assimilated me-teorology: Model description and evaluation / I. Bey [et al.] // J. Geophys. Res. – 2001. – Vol. 106. – P. 23073–23096. 2 GEOS-Chem Model [Electronic resource]. – Mode of access: http://acmg.seas.harvard.edu/geos.    

Оценка вклада антропогенных источников в плотности выпадений подкисляющих и эвтрофирующих примесей на территории Беларуси

http://elib.belstu.by/bitstream/123456789/15176/1/ocenka-vklada-antropogennyx-istochnikov-v-plotnosti-vypadenii-podkislyayushhix-i-ehvtrofiruyushhix-primesei-na-territorii-belarusi-metelskaya-n.-s.-kabashnikov-v.p.-zalygina-o.-s.-norko-a.-v..pdf

Оценка вклада антропогенных источников в плотности выпадений подкисляющих и эвтрофирующих примесей на территории Беларуси

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Belarusian State Technological University