Введение к работе
Актуальность темы. Проблема загрязнения окружающей среды имеет в настоящее время огромное значение для дальнейшего развития цивилизации. В общей проблеме загрязнения и защиты окружающей среды наиболее важное значение имеют вопросы охраны атмосферного воздуха. Это вызвано целым рядом неблагоприятных последствий от загрязнения атмосферного воздуха. Загрязнение атмосферного воздуха оказывает отрицательное воздействие на человека, животный и растительный мир, конструкции и материалы. Это особенно заметно на урбанизированных территориях, где проживает около 75% населения и сосредоточены основные национальные богатства. Большое разнообразие загрязняющих веществ и множество источников, генерирующих эти загрязнения, обуславливает сложность и недостаточную разработку этой проблемы, несмотря на значительное количество работ, посвященных этой проблеме.
Во многих городах нашей страны в последние два десятилетия развернута мониторинговая сеть наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха. В целом, концепция мониторинга рассматривается как многоуровневая информационная система, включающая в себя следующие основные уровни:
-
наблюдение за состоянием загрязнения атмосферы с целью получения количественной информации;
-
оценка пространственно-временной изменчивости качества воздушной среды урбанизированной территории города;
-
разработка прогнозов загрязнения атмосферы с учетом выявленных пространственных и временных аспектов;
4) обоснование и разработка оптимальных природоохранных мер.
Приведенную схему мониторинга целесообразно использовать и для
других природных сред, что позволяет увязывать в единое целое картину загрязнения природы на территории города. Следует отметить, что уровни мониторинга связаны между собой и требуют последовательности в их выполнении. В настоящее время при реализации мониторинга практически используется лишь первый уровень. Последующие уровни, связанные с бо-
лее глубокой проработкой эмпирической информации, методически недостаточно обеспечены и соответственно не реализованы. Отсутствие необходимой информации о пространственно-временной изменчивости качества воздушной среды в управленческих решениях приводило к тому, что разработанные для города Томска Генеральные схемы его развития не учитывали этого важнейшего элемента. Без оценки изменений качества воздуха в различных временных масштабах невозможно обоснованно планировать размещение жилых массивов, промышленных зон и иных градообразующих объектов.
Цель и задачи исследования. Цель исследования - пространственная и временная оценка уровня загрязнения атмосферы г. Томска, подходы к выявлению предприятий, влияющих на повышенные уровни загрязнения, рационализация наблюдательной сети за загрязнением атмосферы.
Для достижения указанной цели последовательно решались следующие задачи:
формирование архива по загрязнению атмосферы города основными примесями (пыль, диоксиды азота и серы, оксида углерода) и соответствующими метеорологическими данными на технических носителях; в разделение совокупности измеренных значений концентраций загрязнений на группы по уровню концентрации и влияние этого разделения на расчетные характеристики качества воздушной среды; в выделение аномальных значений концентраций и оценка их влияния на
характеристики рядов загрязнений; . . в выявление пространственной структуры загрязняющих веществ в атмосфере города; в определение динамики загрязнения атмосферы в пунктах наблюдения для
различных временных масштабов; в оценка пространственно-временной изменчивости концентраций для территории города; в оценка связи уровней загрязнения на измерительных пунктах с некоторыми метеорологическими величинами.
Научная новизна исследования заключается в следующем: в показано, что за счет большого количества случаев с нулевой концентрацией загрязнителей при стандартной методике обработки происходит занижение уровней концентрации загрязнителей;
в оценено влияние "выбросов" концентрации загрязнителей на характеристики качества среды;
в составлены карты-схемы распределения концентраций различных загрязнителей по территории города;
в дана оценка характеристикам динамики загрязнений атмосферы в пунктах наблюдения города для различных временных масштабов;
В выявлены тенденции изменений концентраций загрязнений по территории города;
в показана эффективность использования характеристик ветра на измерительных пунктах для выявления направлений с различными уровнями загрязнений.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Разделение исходной выборки данных о загрязнении атмосферы на две: с наличием и отсутствием нулевых значений загрязнений в выборке.
-
Выявление аномальных концентраций и оценка их роли в характеристике качества атмосферы.
-
Разложение и характеристика рядов концентраций по временному признаку, выявление роли каждой составляющей в формировании изменчивости концентрации примесей.
-
Оценка связности рядов концентраций загрязнителей в различных пунктах города.
-
Подход к выявлению предприятий, влияющих на повышенный уровень загрязнения.
Практическое значение работы. Практическая ценность работы заключается в том, что ее результаты являются одним из этапов экологического мониторинга загрязнения атмосферы г. Томска и могут быть использованы:
а) при разработке и оценке природоохранных мероприятий;
б) при районировании территории города по степени загрязнения ат
мосферы с целью строительства и реконструкции микрорайонов города;
в) оценке влияния загрязнения атмосферы на здоровье человека;
г) предлагаемые в работе подходы могут быть. использованы при ре
шении подобных задач в других регионах России.
Апробация работы и публикации. Основные результаты отдельных разделов докладывались на Всесоюзном Совещании "Гидрометеорологическая наука народному хозяйству Сибири" в г. Новосибирске в 1979 году; на VIII научной конференции " Географические исследования восточных районов СССР" молодых географов Сибири и Дальнего Востока в г. Иркутске в 1981 году; на Всесоюзной конференции " Комплексные гигиенические исследования в районах интенсивного промышленного освоения" в г. Новокузнецке в 1982 году; на конференции " Проблемы геологии Сибири" в г. Томске в 1996 году; на Втором Сибирском совещании по климато- экологическому мониторингу в г. Томске в 1997 году; на научно-практической конференции, посвященной 40-летию кафедры гидрологии Томского государственного университета в ноябре 1997 года; на научной конференции, посвященной 120-летию основания Томского государственного университета 1-4 апреля 1998 года..
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Перечень публикаций приведен в конце автореферата.
Исходный материал. Исходными материалами для исследования послужили данные наблюдений за атмосферными загрязнениями Томского ЦГМ за период с 1981 по 1995 годы, архивные материалы кафедры метеорологии и климатологии Томского госуниверситета и Томского областного комитета по охране окружающей среды. Схема расположения постов наблюдения за загрязнением атмосферы приведена на рис.1.
Объем и структура диссертации. Диссертация общим объемом 212 страниц состоит из введения, шести разделов, заключения, списка литературы и приложения. В основной части работа содержит 146 страниц текста. Список литературы включает 225 источников российских и зарубежных авторов. Приложение занимает 45 страниц.