Оценка способности атмосферы к самоочищению на территории Тюменской области

Введение

Загрязнение атмосферного воздуха является одним из факторов, существенно ухудшающих состояние окружающей среды и непосредственно негативно влияющих на здоровье людей и комфортность их пребывания вне помещений, а также широкий спектр областей хозяйственной деятельности. Поэтому оценка текущего уровня и прогнозирование возможной степени загрязнения атмосферного воздуха являются одними из важных аспектов экологической оценки и изучения состояния окружающей среды. Вместе с тем, известно, что характер и уровень загрязнения атмосферного воздуха в конкретном месте зависит не только от особенностей и интенсивности деятельности источников загрязнения, но и от способности атмосферы рассеивать загрязняющие компоненты. Соответственно, исследование способности атмосферного воздуха на конкретной территории избавляться от загрязнителей (рассеивать их)) является актуальным при оценке загрязнения ее воздушного бассейна, а также изучении сопряженных вопросов экологии и иных исследованиях состояния окружающей среды.
Целью настоящей работы является рассмотрение способности атмосферы крупного региона России к самоочищению на примере Тюменской области.
Достижение указанной цели требует решения следующих задач:
• Рассмотрение естественных факторов, обусловливающих самоочищение атмосферы от загрязнений, а также интегральных показателей, характеризующих комплексное действие этих факторов на определенной территории (на примере потенциала рассеивающей способности атмосферы – ПРА);
• Характеристика Тюменской области, как территории с определенными условиями формирования и рассеивания атмосферных загрязнений;
• Анализ способности атмосферы Тюменской области к самоочищению на основе характеристик территориальной изменчивости ПРА.
Методы исследования: сравнительно-описательный, статистический, научный анализ и синтез, картографический.
Объект исследования – потенциал рассеивающей способности атмосферы (ПРА);
Предмет исследования – территориальная изменчивость ПРА в пределах крупного региона на примере Тюменской области.
 
1. Потенциал рассеивающей способности атмосферы: сущность и факторы формирования

1.1. Общие представления о загрязнении атмосферного воздуха и самоочищении атмосферы
Атмосфера – газовая оболочка Земли, состоящая из смеси газов, в основном азота (около 78,1%) кислорода (около 20,9%), аргона немногим менее 1%). До высоты 100 км соотношение этих газов в земной атмосфере относительно постоянно [Воздух, Большая Российская Энциклопедия]. Вместе с тем, атмосфера – среда динамичная, активно контактирующая с другими оболочками Земли. Поэтому в ней, помимо перечисленных газов (особенно в приземном слое) в незначительных количествах содержатся и другие вещества в различных агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Их состав и концентрация зависят от конкретной территории и протекающих на ней процессов, которые сопряжены со взаимодействием различных геосфер с атмосферой, слоя атмосферы и его физических характеристик, а также ряда других факторов. В целом же, помимо указанных выше газов, в атмосфере постоянно присутствуют (пусть и в различных концентрациях в разных ее слоях над различными территориями) вода в разных агрегатных состояниях, а также углекислый газ. Их можно считать неотъемлемыми компонентами состава земной атмосферы. Прочие же вещества и объекты, находящиеся в атмосфере, могут рассматриваться в качестве примесей – ее загрязнителей.
Загрязнители атмосферы оказывают существенное, причем весьма разнообразное влияние на атмосферу, как систему, вмещающую их и на ее взаимодействие с прочими геосферами, на географическую оболочку в целом и ее отдельные компоненты, а также на состояние здоровья отдельных людей, и условия жизни и хозяйственной деятельности отдельных сообществ и человеческого общества в целом. С точки зрения экологии человека, влияние загрязнителей атмосферы проявляется в форме:
• Непосредственного раздражающего или/и токсического воздействия на организм человека – органы зрения и дыхания, кожные покровы, кровеносную и нервную систему, которое мешает их нормальному функционированию, вызывает отравления и аллергические реакции, обостряет хронические заболевания различных органов и систем, провоцирует болезни обмена веществ и формирование злокачественных новообразований;
• Комплексного воздействия (например, в результате выпадения кислотных дождей) на среду обитания человека, в том числе на антропогенную биоту, которое вызывает ее угнетение и гибель, ухудшение свойств почвенного покрова и поверхностных вод, на здания и сооружения, приводящее к их повреждениям;
• Ухудшения условий эксплуатации технических средств и объектов, контактирующих с атмосферой (например, авиатранспорта) – падения видимости, возрастания риска поломки двигателей и пр.;
• Общего изменения свойств атмосферы, несущего риски глобальных долговременных трансформаций географической оболочки, в том числе и необратимых.
Характер экологического воздействия загрязнителей атмосферы обусловлен их физическими и химическими свойствами, процессами, которые они запускают в атмосфере и в геосферах, контактирующих с атмосферой, а также концентрацией загрязнителей и пространственной (территориальной и высотной) локализацией их распространения. В целом, экологическое воздействие, оказываемое загрязнителями, может быть подразделено на:
• Физическое, связанное с изменениями физических свойств атмосферы (ее прозрачности для тех или иных компонентов спектра излучения, проявлением абразивного действия переносимых твердых частиц, дополнительной ионизацией под воздействием радиоактивных примесей и пр.);
• Сорбционное, обусловленное конденсацией на частицах загрязнителей молекул водяного пара и формирование в результате жидкой воды в атмосфере;
• Химическое, связанное с химическими реакциями в атмосфере загрязняющих веществ друг с другом и атмосферными газами, а также с компонентами других геосфер (предельный случай химического воздействия – формирование смогов и их негативное влияние на ландшафты территорий, охваченных этими негативными процессами);
• Биологическое – вступление загрязнителей в биохимические реакции, а также иное воздействие на биологические процессы, в том числе, формирование аллергических реакций, нарушение обменных процессов, провоцирование онкологических заболеваний и интенсивных мутаций;
• Комплексное (сочетающее несколько вышеперечисленных форм воздействия).