Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих веществ в пределах Центрального Черноземья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат географических наук Астанина, Наталия Николаевна

• Астанина, Наталия Николаевна
• кандидат географических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат географических наук Астанина, Наталия Николаевна

Введение

1. Теоретические основы оценки воздействия на атмосферу в условиях техногенного загрязнения окружающей природной среды

1.1. Аналитический обзор исследований по геоэкологической оценке качества атмосферного воздуха крупных промышленных центров

1.2. Мониторинг качества атмосферного воздуха

1.3. Критерии качества атмосферного воздуха

1.4. Моделирование качества атмосферного воздуха

1.5. Управление качеством атмосферного воздуха

2. Обзор природных условий и источников загрязнения атмосферы Центрального Черноземья

2.1. Краткий очерк природных условий

2.2. Характеристика г. Воронежа как локального источника загрязнения

2.3. Характеристика возможных региональных источников загрязнения территории г. Воронежа

3. Методические этапы, алгоритмы и информационные ресурсы моделирования атмосферного массопереноса загрязняющих компонентов окружающей среды

3.1. Общая схема, направления и этапы исследования •

3.2. Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих окружающую природную среду веществ

3.2.1. Модель определения долгопериодных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и снежном покрове

3.2.2. Алгоритм моделирования атмосферного массопереноса загрязняющих окружающую природную среду веществ

3.2.3. Структура программного комплекса моделирования атмосферного массопереноса загрязняющих окружающую природную среду веществ

3.3. Комплексная методика геоэкологической оценки состояния территории крупного промышленного центра

Моделирование и мониторинг атмосферного массопереноса загрязняющих веществ в пределах Центрального Черноземья

4.1. Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих веществ в пределах Центрального Черноземья

4.1.1. Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих веществ от локальных источников загрязнения

4.1.2. Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих веществ с учетом влияния локальных и региональных источников загрязнения

4.2. Мониторинг атмосферного массопереноса загрязняющих веществ в пределах Центрального Черноземья

4.3. Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных

Комплексное геоэкологическое исследование территории г.Воронежа

5.1. Зонирование территории г. Воронежа по уровню загрязнения снежного покрова

5.1.1. Зонирование территории г. Воронежа по уровню загрязнения снежного покрова железом и его со единениями

5.1.2. Зонирование территории г. Воронежа по уровню загрязнения снежного покрова марганцем и его 112 соединениями

5.2. Зонирование территории г. Воронежа по уровню загрязнения подземных вод соединениями железа и марганца

5.3. Зонирование территории г. Воронежа по состоянию растительности 116 5.4. Анализ взаимосвязи загрязненности снежного покрова, подземных вод и растительности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих веществ в пределах Центрального Черноземья»

Актуальность темы. Центрально-Черноземный регион России характеризуется развитой многоотраслевой структурой промышленности и сельского хозяйства, разветвленной сетью транспортных и энергетических магистралей. В пределах региона на территории Курской магнитной аномалии разрабатываются крупнейшие в Европе железорудные карьеры — Лебединский, Стойленский и Михайловский. В Липецкой области функционирует Новолипецкий металлургический комбинат, лидирующий среди предприятий черной металлургии Российской Федерации по производству листовой металлопродукции. Воронежская область отличается высокой концентрацией предприятий энергетической, машиностроительной, химической и строительной отраслей. Интенсивное развитие промышленности, сельского хозяйства, транспорта, урбанизация и освоение новых территорий региона привели к значительному увеличению выбросов в атмосферу веществ, губительно воздействующих на человека и окружающую природную среду (ОПС).

Загрязняющие вещества (ЗВ) при выбросах из высоких источников (100 м и более) распространяются на очень большие (до сотен и тысяч километров) расстояния, загрязняя огромные массы воздуха. Данный факт придает проблеме атмосферного переноса ЗВ глобальный характер. Пространственно-временная изменчивость выбросов, равно как и изменяющиеся условия рассеивания ЗВ в атмосфере, обусловливают сложный характер полей концентраций ЗВ в ОПС. Результаты мониторинга представляют лишь то место и время, когда и где происходил отбор проб или проводились соответствующие измерения. Сочетание мониторинга с другими объективными методами получения оценочных данных, такими как моделирование, интерполирование и картирование, позволяет получить комплексную (интегральную) характеристику качества ОПС всей исследуемой территории.

В большинстве работ, посвященных изучению распространения и выпадения ЗВ, обычно рассматривается перенос в одном направлении при избранной синоптической ситуации с масштабом часы-дни с определением максимально-разовой (осредпенной за 20-30 мин.) концентрации [26, 28, 35]. Такой подход оправдан при изучении кратковременного воздействия загрязняющих атмосферу веществ на ОПС в локальном масштабе, но не обладает достаточной полнотой и достоверностью для проведения анализа , влияния ЗВ на качество среды на протяжении длительного интервала времени в региональном масштабе.

Известные отечественные [100] и зарубежные [99, 162, 171, 176] модели расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами при определении концентраций ЗВ на дальних расстояниях от источника выброса в большинстве своем дают большую погрешность, не допускают обобщения на широкий класс условий устойчивости атмосферы, неприменимы для сложного рельефа местности, не учитывают зависимости распространения ЗВ от высоты источника выброса.

Создание моделей, позволяющих определять не только максимально-разовые, но и средние концентрации ЗВ в атмосферном воздухе за длительный период времени, идентифицировать выбросы ЗВ от конкретных промышленных предприятий, выделять локальную и региональную составляющую в загрязнении изучаемых природно-техиических систем является актуальной задачей настоящего времени.

Целью настоящего исследования является разработка модели атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ с определением долгопериодных концентраций и реализация этой модели для комплексной геоэкологической оценки состояния крупного промышленного центра.

В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи. 1. Создана модель атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ на основе анализа существующих моделей расчета рассеивания в атмосфере выбросов промышленных предприятий.

2. Разработан алгоритм моделирования атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ, осуществляющий процессы их выброса, рассеяния и осаждения.

3. Разработан программный комплекс, реализующий основные положения модели и алгоритма, включающий базу данных о количестве и качестве выбросов загрязняющих веществ от рассматриваемых источников и комплекс программ моделирования атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ.

4. Разработана комплексная методика геоэкологической оценки крупного промышленного центра.

5. Осуществлено моделирование атмосферного массопереноса железа, марганца и их соединений в системе крупного промышленного центра на примере г. Воронежа.

6. Проведен мониторинг состояния атмосферного воздуха и снежного покрова Воронежской и Липецкой областей.

7. Проведено зонирование территории г. Воронежа по остроте экологической ситуации с использованием разработанной комплексной методики.

8. Обоснованы рекомендации по оптимизации наблюдательной сети, объемам выбросов промышленных предприятий в период неблагоприятных метеорологических условий, базирующиеся на исследованиях атмосферного массопереноса ЗВ на территории г. Воронежа.

Объект исследования: природно-технические системы Воронежской и

Липецкой областей. В качестве предмета исследования выступает массоперенос в атмосфере железа, марганца и их соединений. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Модель, алгоритм и интегрированный программный комплекс атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ.

2'. Комплексная методика геоэкологической оценки крупного промышленного центра.

3. Моделирование и мониторинг атмосферного массопереноса ЗВ (на примере железа, марганца и их соединений) в пределах Центрального Черноземья:

4. Геоэкологическая оценка условий; формирования атмосферного массопереноса лри;интенсивном1 техногенном загрязнении; ОПС. Научная новизна; работы- определяется тем, что создана: модель атмосферного массопереноса ЗВ, впервые позволяющая определять долгопериодные концентрации с количественной оценкой сухого и мокрого осаждения, идентифицировать выбросы ЗВ от локальных и региональных источников загрязнения.

Разработан алгоритм, реализующий, основные положения модели атмосферного массопереноса,ЗВ, отличающийся возможностью системной квантификации области моделирования с выделением подсистем с постоянными метеорологическими параметрами и разным шагом пространственной дискретизации.

Разработана комплексная методика оценки геоэкологической ситуации крупного промышленного центра, основанная на модели атмосферного массопереноса ЗВ, геоинформационных технологиях и, балльно-рейтинговой оценке качества ОПС.

Проведено комплексное геоэкологическое исследование территории г. Воронежа с учетом локальной и региональной составляющей загрязнения с картографическим отображением.

Методологическая? и теоретическая основа исследований. В' работе использованы методы; теории атмосферной диффузии, имитационного моделирования, математической статистики, геоэкологической оценки качества среды с.картографическим отображением.

Фактический материал и методы исследования. В основу работы положены данные регулярных наблюдений Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Воронежской области за состоянием атмосферного воздуха на 5 постах наблюдения (ПНЗ) за 10 лет (19932003 гг.); результаты наблюдений на метеорологических станциях за 19972003 гг.; материалы полевых исследований автора согласно рекомендациям Федерального перечня методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения ОПС (РД 52.18.595-96). На выбранных точках наблюдений в течение 1997-2003 гг. ежегодно отбиралось и анализировалось по 1468 проб воздуха, 608 проб снега и 8700 биоиндикационных образцов.

Достоверность полученных результатов • подтверждается анализом и репрезентативностью фактического материала за многолетний период, использованием широкого спектра современных эколого-аналитических, математико-статистических и геоинформационных методов, адекватностью разработанной модели реальной системе.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке модели, алгоритма атмосферного массопереноса ЗВ с определением'долгопериодных концентраций, методики комплексной геоэкологической оценке качества среды с учетом локальной и региональной составляющей загрязнения территории крупного промышленного центра.

Практическая значимость и реализация работы определяется возможностью использования разработанных средств моделирования в промышленно-развитом регионе для совершенствования системы экологического мониторинга, контроля и повышения экологической безопасности в связи с их универсальностью. Методика интегральной оценки состояния среды промышленного центра может быть применена при составлении, планировании и практической реализации комплексных программ по оздоровлению природной среды города.

Эффективность исследования подтверждена актами внедрения средств моделирования в практическую деятельность Управления по охране окружающей^ среды городского округа г. Воронежа и Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области при планировании и реализации экологических и медико-биологических работ (2008 г.).

Результаты исследований используются в учебном процессе Воронежского государственного университета в преподавании по дисциплине «Экология и природопользование» для специальности «Биология», включены в курсовое и дипломное проектирование по дисциплине «Моделирование систем» для специальности «Информационные системы и технологии» (Приложения А, Б).

Апробация работы. Основные положения и разделы работы докладывались и обсуждались на международных и региональных конференциях: Международной научной конференции «Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем» (Воронеж, ВГУ, 1996 г.); III Международной конференции «Экология. Экологическое образование. Нелинейное мышление» (Воронеж, ВГУ, 1997 г.); Всероссийском совещании «Организация полевых практик студентов высших учебных заведений» (Воронеж, ВГУ, 2003 г.); Межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы охраны окружающей среды современного города» (Воронеж, 2005 г.); VI Международной научно-методической конференции «Информатика: проблемы, методология, технология» (Воронеж, ВГУ, 2006 г.); V Всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» (Тула, ТулГУ, 2006 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ из них 3 - в ведущих рецензируемых изданиях перечня ВАК РФ.

Структура и содержание диссертации, ее объем. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка литературы, включающего 190 источников, в том числе 30 зарубежных, и приложений. Общий объем - 192 страницы текста, в том числе 25 рисунков, 38 таблиц, 22 карты-схемы.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Астанина, Наталия Николаевна

Выводы)V

Районирование исследуемых территорий по степени загрязнения промышленными выбросами. Прогноз разви тия экологической ситуации региона. Разработка рекомендаций по мониторингу загрязнений от локальных и региональных техногенных источников

Рис.3.1. Общая схема организации исследования

Информационно-статистический

Формирование базы данных по тематическим блокам: природные условия, техногенное воздействие, санитарно-гигиеническая ситуация, здоровье населения

Геоэкологический мониторинг

Построение розы ветров на основе авторских многолетних наблюдений и данных Гидрометеослужбы; расчет средней скорости ветра, температуры воздуха; разметка точек отбора проб снега и атмосферного воздуха на территории Липецкой, Воронежской областей и г. Воронежа с учетом размещения промышленных предприятий; отбор и химический анализ проб; картографическое отображение результатов мониторинга

Разработка модели

Разработка модели, алгоритма и программного комплекса для процесса моделирования атмосферного массопереноса веществ, загрязняющих окружающую природную среду крупного промышленного центра с учетом влияния местных и региональных промышленных объектов на основе существующих моделей рассеяния в атмосфере загрязняющих веществ , методик расчета загрязнения снежного покрова выбрасываемыми веществами с учетом местных особенностей рельефа и метеорологических параметров gv 1

Геоэкологическое моделирование

Моделирование атмосферного массопереноса загрязняющих веществ в пределах Центрального Черноземья на примере соединений железа и марганца с использованием разработанного программного комплекса с отображением на географических картах с помощью изолиний средних сезонных концентраций ЗВ в атмосферном воздухе и снеге от промышленных объектов г. Воронежа, от промышленных объектов города и возможного приоритетного загрязнителя территории г. Воронежа соединениями железа и марганца с учетом регионального переноса загрязняющих веществ

Аналитический

Оценка воздействия хозяйственной деятельности на окружающую природную среду региона. Зонирование исследуемых территорий по остроте экологической ситуации на основе разработанных критериев оценки экологического состояния природных сред

Рис. 3.2. Основные методические этапы исследования

Она позволяет производить расчет максимально-разовых концентраций ЗВ при наиболее неблагоприятных условиях на основе негауссовой модели (полученной в результате аналитической аппроксимации численного решения уравнения атмосферной диффузии при выборе реалистичных моделей для коэффициентов этого уравнения). Это не обеспечивает необходимую точность получаемых данных для объективной оценки состояния ОПС, где достоверными могут быть только средние значения показателей за длительный период времени (месяц, год).

Кроме того, для комплексного исследования загрязнения ОПС необходимо рассматривать не только локальное загрязнения воздушного бассейна исследуемой территории, но и процессы макромасштабного распространения ЗВ с учетом увеличение загрязнения воздуха от совокупности городов за счет наложения ЗВ от каждого из них. Для решения изложенных выше проблем была разработана модель атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ с определением их долгопериодных концентраций.

Загрязняющие вещества, попадающие в атмосферу (турбулентную среду), при выбросе под влиянием пульсаций скорости потока начинают распространяться в ней, образуя загрязненную область. Далее они могут претерпевать дополнительные изменения — выпадать на подстилающую поверхность и осаждаться на вертикальные препятствия, вымываться осадками, вступать в химические реакции, распадаться (рис. 3.3).

Распространение ЗВ может быть классифицировано по масштабам атмосферных процессов, а именно:

- макромасштаб — глобальный перенос - (масштаб протяженности > 1000 км), при котором атмосферный поток ассоциируется с синоптическими явлениями;

- мезомасштаб — региональный перенос - (1 км < масштаб протяженности < 1000 км), при котором воздушный поток отчасти находится в зависимости от синоптических явлений и отчасти от

Рис. 3.3. Процесс массопереноса загрязняющих веществ в атмосфере: I - выброс загрязняющих веществ; II - перенос, рассеивание загрязняющих веществ; III - влажное осаждение загрязняющих веществ на поверхность; IV- сухое осаждение загрязняющих веществ на поверхность. гидродинамических эффектов (например, от шероховатости подстилающей поверхности и препятствий) и от неоднородностей энергетического баланса; - микромасштаб — локальный перенос — (масштаб протяженности < 1 км), при котором воздушный поток в основном зависит от характеристик поверхности [34].

Переносятся и рассеиваются ЗВ постоянно существующими в атмосфере турбулентными вихрями разных масштабов. Вихри относительно малого масштаба обусловливают мгновенные пульсации ветра. Их суммарное влияние определяет содержание ЗВ в воздухе, отнесенное к интервалу времени в несколько минут. Действие вихрей среднего масштаба приводит к более сглаженным колебаниям ветра и вызывает расширение струи и отклонение ее оси от некоторого среднего направления. Вихри большого масштаба вызывают значительные изменения среднего ветра, которые проявляются за длительный период наблюдения. В таких обстоятельствах рассматривается уже вероятность осуществления того или иного среднего направления ветра за данный период времени, т.е. учитывается соответствующая роза ветров.

Интенсивность атмосферной турбулентности и, следовательно, интенсивность диффузии ЗВ в разных погодных условиях различны и определяются, главным образом, двумя факторами: вектором скорости ветра и вертикальным температурным градиентом. Они, в свою очередь, зависят от свойств подстилающей поверхности, теплового баланса на земной поверхности, а также динамических и температурных характеристик воздушной массы, участвующей в рассеянии.

Температурный градиент характеризует изменение температуры воздуха по вертикали. Он определяется температурой земной поверхности и прилегающего к ней слоя воздуха. Чем сильнее нагрета земля, тем интенсивнее вертикальное перемешивание воздуха. Нагревающийся у поверхности земли воздух вследствие уменьшения его плотности поднимается вверх, а более холодный и плотный воздух опускается к поверхности земли.

Выделяются три основных вида устойчивости атмосферы. Если, поднимаясь, нагретый воздух расширяется адиабатически, без обмена теплом с окружающими массами воздуха, то температура его понижается примерно на 1°С на каждые 100 м высоты. Это значение принимается за адиабатический градиент температуры. При вертикальном градиенте температуры, равном адиабатическому (или несколько ниже), поднимающийся объем воздуха на каждом уровне будет обладать такими же свойствами, что и окружающие массы воздуха и, следовательно, не будет иметь дополнительного ускорения. Такое состояние атмосферы называется безразличным (нейтральным).

В условиях, когда температура окружающего воздуха понижается с высотой так, что ее вертикальный градиент оказывается больше адиабатического, что бывает при сильно нагретой солнцем земной поверхности, движущийся снизу объем воздуха получает ускорение за счет сил плавучести. Образующиеся таким образом нагретые конвективные токи поднимаются на большую высоту, а вниз опускаются холодные струи воздуха. Такие условия называются неустойчивыми, конвективными. Они характеризуются интенсивным вертикальным перемешиванием воздуха.

Если вертикальный градиент температуры воздуха близок к нулю или становится отрицательным (температура с высотой возрастает, возникает инверсия температуры), то вертикально поднимающийся объем воздуха оказывается холоднее окружающих масс и его движение затухает. Такие условия называются устойчивыми, инверсионными, они характеризуются очень слабым турбулентным обменом.

Три основных вида устойчивости принято делить на семь классов: сильная неустойчивость, умеренная неустойчивость, слабая неустойчивость, безразличное (нейтральное) состояние, слабая устойчивость, умеренная устойчивость, сильная устойчивость.

Рассеяние ЗВ в условиях каждого отдельного класса устойчивости атмосферы имеет свои особенности, формирующие характерный вид дымовой струи. По виду реальных струй можно получить информацию о термодинамическом состоянии нижних слоев атмосферы. Примеры характерных вертикальных профилей температуры и соответствующих типов дымовых струй в атмосфере приведены на рисунке 3.4.

-2 а о о 3 pq

-!-i-у к \\>2 \ \ ж и-, J* .»♦** у—**1 г

-1- . к —iJ-ь. Д

Температура

Рис. 3.4. Характерные вертикальные профили температуры и соответствующие типы дымовых струй в атмосфере: 1 — адиабатический градиент температуры; 2 — наблюдаемый профиль

Так, в теплое время года в ясную погоду при неустойчивых условиях наблюдается волнообразная струя, представляющая собой совокупность клубов дыма, переносимых крупными вертикальными вихрями. Поскольку клубы достигают земли близко от источника, максимальная приземная концентрация при неустойчивых условиях сравнительно велика, но затем быстро снижается с удалением от источника в направлении ветра (рис 3.4, а). ■. '. 56 '.''■■. . ' ■. В тех случаях, когда температурный, градиент близок к адиабатическому и существует безразличное состояние, наблюдается так называемая конусообразная струя: Расстояние до максимума приземной концентрации в этом случае больше, чем при неустойчивых условиях, а максимальная концентрация;меньше (рис. 3.4, б).

В условиях устойчивой стратификации образуется веерообразная струя, для которой: в силу. изменчивости направления ветра характерна извилистая траектория движения ЗВ при слабом вертикальном и поперечном рассеянии самой струи и, следовательно; далекая от источника максимальная приземная? концентрация; меньшая, чем при неустойчивой и безразличной стратификациях (рис. 3.4, в):

В большинстве случаев устойчивая стратификация- не считается неблагоприятной для выбросов из высоких труб с точки зрения: загрязнения приземного- слоя воздуха, так как загрязнение на сравнительно больших расстояниях не переносится к земной поверхности. Устойчивая стратификация может оказаться неблагоприятной в следующих случаях:

1) выброс происходит из наземного -источника; т. е. на уровне земли;

2) высота трубы ниже: высоты окружающих ее близко расположенных зданий;

3)-' поперечное; распространение и изменение направления струи ограничены глубокой узкой долиной; .

4) струя; содержит долгоживущие радиоактивные продукты, которые могут создавать опасное облучение у поверхности земли при* выбросе на высоте десятков или даже сотен метров.

Если верхняя; граница; приземного* устойчивого; (инверсионного) слоя оказывается: ниже уровня выброса, то создаются наиболее благоприятные условия для, рассеяния; ЗВ; выбрасываемых из труб; так как в этом случае образуется так называемая; приподнятая струя, и рассеяние происходит только в слое;выше верхней; границы инверсии, котораяпредотвращает перенос ЗВ к земле. Такие условия летом обычно кратковременны, и могут существовать на протяжении лишь нескольких часов, главным образом ночью. Зимой эти условия могут быть довольно продолжительными (рис. 3.4, г).

При переходе от ночной инверсии к дневной конвекции в ясное теплое летнее утро приземная инверсия, разрушаясь у поверхности земли, становится приподнятой и может образовать «крышку» над устьем трубы, препятствующую распространению ЗВ вверх, в то время как развивающиеся у земли конвективные вихри перемешивают струю только в пределах прилегающего к земле неустойчивого слоя (рис. 3.4, д). В таких «задымляющих» условиях может наблюдаться увеличение приземной концентрации вблизи трубы в течение непродолжительного периода времени (порядка нескольких десятков минут). В осенне-зимний период при антициклональной погоде, характеризующейся слабыми ветрами и штилями, приподнятая инверсия может носить характер инверсии оседания, и в таком случае опасные условия задымления могут существовать в течение нескольких часов и даже суток [69].

При разработке настоящей модели были сделаны следующие предпосылки:

1) объемы выброса ЗВ постоянны;

2) за счет турбулентности в активной атмосфере ЗВ рассеивается как горизонтально, так и вертикально, при этом параметры меняются как функция от расстояния;

3) параметры распределения выводятся из экспериментов и описываются приближенными формулами.

Предлагаемая модель является идеализированной, т.е. имеет следующие ограничения:

1) применяется только к плоской и открытой поверхности;

2) метеорологические условия и условия поверхности земли постоянны на всем расстоянии, которое проходят ЗВ;

3) применяется только для газообразных веществ, имеющих плотность, близкую к плотности воздуха.

3.2.1. Модель определения долгопериодных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и снежном покрове

При рассмотрении особенностей осреднения концентраций ЗВ, выбрасываемых в атмосферу непрерывно действующим приподнятым источником, за основу исследования статистических характеристик рассеяния струи взята модель Гиффорда [18].

Схема модели состоит в следующем: пренебрегая диффузией в направлении ветра, принимается, что у вершины трубы в каждое мгновение образуется некоторое облако ЗВ конечных размеров, которое сразу же сносится ветром, а на его месте образуется новое. Видимое положение струи в каждый момент представляет собой совокупность таких облаков, выпущенных последовательно одно за другим. Если измерять поперечное распределение концентрации ЗВ в струе на каком-то расстоянии от трубы в течение длительного времени, то все мгновенные струи, накладываясь одна на другую, образуют некоторую среднюю струю, которая определяет область, загрязненную в результате выброса ЗВ из трубы, и ограничивается, как показано на рисунке 3.5, дисперсией <т\.

О Г

Рис. 3.5. Модель меандрирующей струи При этом <т,2(/) = [:с(/)-х0]2 — дисперсия координат частиц диффундирующих ЗВ относительно некоторой фиксированной точки пространства, характеризуемой координатой х0, в которой частицы находятся в момент t = 0; х (t) — координата движущейся частицы. Усреднение проводится по статистическому ансамблю частиц.

Для количественной оценки ширины мгновенной струи необходима другая величина — дисперсия координат частиц облака относительно его мгновенного центра тяжести [7, 69]: ( 1 \ o~l(t)= — EUCO-^oCOr^WO-XoCOr-O^iv.,"),

Jy у 1Л где хо(0 — текущее положение центра тяжести облака, viVy состоящего из N частиц; х, (/) — координаты отдельной частицы облака в момент t.

Если обозначить через ст] дисперсию мгновенных центров тяжести клубов относительно их начального положения х0 = так что о (0 = ~ ^о]2 >то должно иметь место соотношение [7, 47,48]:

О?(0 = О-22(0 + <Г02(0 (ЗЛ)

Если пренебречь диффузией вдоль направления среднего ветра и обозначить дисперсию в вертикальном и поперечном направлениях индексами z и у, то концентрация ЗВ от непрерывно действующего источника, расположенного в точке (0, у0, zq), выразится в виде: с, (х, y,z) = {М l\2mi aXz (х)^ (х)]} exp[-(jz -у0)2/ 2а2Ху (х)] exp [-(z - z0 )2 / 2a\z (х)] где x = ut; й — средняя скорость ветрового сноса; t— время диффузии; М— мощность источника.

Концентрация ЗВ в мгновенной струе c2(x,y,z) = {М/[2ям<т2Дх)<т2Дх)]}ехр[-(>> -у0)2/ 2cr2v (x)]exp[-(z - z0)2 / 2сг2,(х)] где координата х отсчитывается вдоль мгновенной оси струи (но практически совпадает с х);

0 и z0 — координаты мгновенной оси струи, меняющиеся со временем.

Концентрации ci(jc) в осредненной и с2(х) в мгновенной струе на некотором расстоянии от источника на оси струи получаются соответственно при у = уо, z = Zq для осредненной струи и при у = у0, z = z0 для мгновенной струи. Отношение этих концентраций определяется отношением соответствующих дисперсий: сх(х) = сг2:{х)а2у{х) с2(х) aris(x)(Tly(x) '

При решении многих задач атмосферной диффузии распределение координат частиц ЗВ на некотором расстоянии от источника и при достаточно длительном интервале осреднения, характеризующееся дисперсией of, аппроксимируется степенным законом a =ауха' [35, 48]. Эта зависимость удобна для построения расчетных формул, ее часто применяют при анализе и обобщении экспериментальных данных. Показатель степени ai и коэффициент ау зависят от устойчивости атмосферы, диапазона расстояний от источника и времени его действия. Экспериментальные данные для источника, расположенного в приземном слое атмосферы, полученные Пасквиллом [176], показывают, что в среднем для всех классов устойчивости может быть принято ах = 0,86 ч- 0,87, а коэффициент av меняется от 0,17 при сильной неустойчивости до 0,03 при умеренной устойчивости (если а и jc выражены в километрах). В условиях нейтральной стратификации ау = 0,07. Эти данные, подтвержденные результатами опытов Института экспериментальной метеорологии (ИЭМ), могут быть рекомендованы для применения в диапазоне расстояний от 100 м до 100 км [47, 48].

Теверовский Е.Н. и др. предлагают пренебречь отличием показателя ai от единицы и пользоваться формулой ау = Ьх, которая дает незначительную погрешность при неустойчивой и безразличной стратификации и несколько большую — при устойчивой [69]. По данным ИЭМ, значения Ьу осредненные за 20-минутный интервал времени, для источника высотой 100-200 м меняются от 0,15 при сильно развитой неустойчивости до 0,06 при умеренной инверсии. Для нейтральных условий Ъу = 0,10 [47, 48].

Описанная выше модель стационарной струи Гиффорда, представляющая струю как результат суперпозиции бесконечного числа налагающихся друг на друга клубов ЗВ, непрерывно выделяемых источником и переносимых средним ветром, удобна при исследовании зависимости концентрации примеси от времени ее осреднения. При подобном рассмотрении и предположении о гауссовом распределении вещества в каждом поперечном сечении струи оказывается возможным с помощью некоторых турбулентных характеристик решить большинство вопросов, связанных с осреднением в пределах масштабов чистой турбулентности, т.е. от 30 мин до 1 суток при условии отсутствия в этот период резких переходных процессов (например, прохождения фронта, сопровождающегося резким изменением среднего направления ветра).

Подобный подход возможен для определения эмпирических пересчетных коэффициентов при переходе от разовых, то есть осредненных за 20 мин. концентраций, к среднесуточным. Он основан на исследовании закономерностей изменения направления ветра в течение суток [47, 69].

Для приближенной оценки среднесуточные значения поперечной дисперсии примеси сг^ш(х) принимаются как результат наложения средних

20-минутных зон загрязнения, оси которых направлены вдоль среднего (за 20 мин) направления ветра. Если построить кривые повторяемости разовых направлений ветра в течение суток, то, как следует из анализа материалов измерений на высотной мачте ИЭМ [47, 48], можно выделить пять типов изменения направления ветра в течение суток, три из которых могут быть аппроксимированы нормальным законом Гаусса с соответствующей дисперсией <ть если иметь в виду обозначения модели Гиффорда. В соответствии с этой моделью дисперсия сг2 характеризует рассеяние ЗВ внутри двадцатиминутной зоны загрязнения (табл. 3.1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Модель атмосферного массопереноса загрязняющих ОПС веществ позволяет рассчитывать долгопериодные концентрации от одного источника или их совокупности с количественной оценкой сухого и мокрого осаждения, идентифицировать выбросы ЗВ от локальных и региональных промышленных объектов. В качестве входных параметров использует доступную в России метеорологическую информацию.

2. Алгоритм атмосферного массопереноса ЗВ реализует рациональный вычислительный процесс с эффективным использованием средств вычислительной техники на основе применения наиболее информативных и наименее ресурсоёмких входных данных.

3. Интегрированный программный комплекс эффективно реализует модель и алгоритм, включает в себя базу данных о количестве и качестве выбросов ЗВ от источников загрязнения и комплекс программ моделирования атмосферного массопереноса ЗВ, осуществляет графический вывод информации, снабжен дружественным интерфейсом.

4. Комплексная методика геоэкологической оценки территории крупного промышленного центра позволяет выделять уровни загрязнения ОПС, формировать базы данных с созданием тематических электронных карт, сопоставлять и систематизировать различные параметры среды, имеющие сходные пространственные привязки (координаты), проводить зонирование территорий по качеству ОПС.

5. Моделирование атмосферного массопереноса железа, марганца и их соединений выявило, что региональное привнесение ЗВ от промышленных предприятий соседних областей, а именно от НЛМК, повышает концентрацию данных веществ в атмосферном воздухе и снежном покрове на территории г. Воронежа в среднем на 90 %.

Концентрации, в 2-4 раза превышающие фоновые значения, наблюдаются в направление г. Воронежа от HJIMK в среднем на расстоянии 150 км для железа и его соединений, 100 км для марганца и его соединений.

Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных, проведенный для доказательства адекватности модели и реальной системы, показал, что разработанная модель позволяет получить аналитические данные, удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными. Это делает возможным ее использование для управления природно-техническими системами с целью обеспечения эффективного и рационального природопользования.

6. Анализ результатов мониторинга атмосферного воздуха и снежного покрова Воронежской и Липецкой областей выявил, что высокие концентрации- железа, марганца и их соединений наблюдается как в районах размещения промышленных объектов, так и в лесной, парковой и селитебной зонах северо-западного, северного и северовосточного районов г. Воронежа, находящихся на значительном расстоянии от локальных индустриальных источников. Данный факт свидетельствует о региональном переносе ЗВ от промышленных объектов соседних областей.

7. Геоэкологическая оценка территории г. Воронежа, проведенная на основе разработанной комплексной методики, позволила выделить зоны с различным уровнем загрязнения снежного покрова и подземных вод железом, марганцем и их соединениями с регистрацией откликов ОПС на техногенное воздействие по стабильности развития биоты. С применением ГИС-технологий получены карты интегральной оценки качества среды исследуемой территории. Выявлено наличие прямой взаимосвязи состояния растительности со степенью загрязнения атмосферы. Доказано, что одним из факторов, формирующих загрязнение поверхностных и подземных вод железом, марганцем и их соединениями, является поступление их с атмосферными осадками, так как с увеличением загрязнения снега данными веществами происходит увеличение их концентрации и в подземных водах.

Комплексный анализ экологического состояния территории г. Воронежа позволяет обосновать следующие рекомендации, направленные на улучшение состояния природной среды: в сети наблюдений для выявления основных причин и источников загрязнения территории г. Воронежа измерять вещества, характерные для выбросов наиболее крупных промышленных производств города таких как азота диоксид, акролеин, акрилонитрил, аммиак, серы диоксид, бензол, водорода хлорид, 1,3-бутидтен, взвешенные вещества, марганец, медь, сажа, свинец, углерода оксид, фенол, формальдегид, хром, железа оксид; активизировать начатые в г. Воронеже работы по прогнозированию высоких уровней загрязнения воздуха и временного сокращения выбросов в период неблагоприятных метеорологических условий, где возможно использование программного комплекса «ЭКО», как при составлении интегрального показателя регионального, городского загрязнения, так и для отдельных источников выбросов в атмосферу.

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Астанина, Наталия Николаевна, 2008 год

1. Авалиани С.Л. Региональная экологическая политика. Мониторинг здоровья человека и здоровья среды / С.Л. Авалиани, Б.А. Ревич,

2. B.М. Захаров; Отв. ред. В.М. Захаров — М.: Центр экол. политики России, 2001 -76 с.

3. Адушкин В.В. Основные факторы воздействия открытых горных работ на окружающую среду / В.В. Адушкин // Горный журн. 1994. — № 4. —1. C. 49-55.

4. Алекин О.А. Основы гидрохимии / О.А. Алекин Л.: Гидрометеоиздат, 1970.-443 с.

5. Аргучинцев В.К. О распределении газовых примесей Иркутского промузла / В.К. Аргучинцев, А.В. Аргучинцева, Л.М. Галкин // География и природные ресурсы. 1992. - № 3. - С. 56-59.

6. Астанина Н.Н. Модель расчета осредненных за длительный период концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе / Н.Н. Астанина // Информационные технологии моделирования и управления. 2007. - № 2 (36). - С. 249-254.

7. Астанина Н.Н. Модель расчета сезонных концентраций загрязняющих веществ в снеге / Н.Н. Астанина // Системы управления и информационные технологии. — 2007. № 1 (27). — С. 113-117.

8. Астанина Н.Н. Показатель подверженности подземных вод Воронежа загрязнению / Н.Н. Астанина //Экология бассейна Дона. Воронеж, 2005-С. 108-113.

9. Астанина Н.Н. Полевые методы химического анализа воды, воздуха, почвы/ Н.Н. Астанина. // Биологические проблемы устойчивого развития природных экосистем: Материалы междунар. науч. конф. -Воронеж, 1996.-С. 155-156.

10. Астанина Н.Н. Расчет рассеивания промышленных выбросов загрязняющих веществ в атмосфере / Н.Н. Астанина // Вестник ВГУ, Серия: География, Геоэкология. 2006. — № 1. — С. 47-52

11. Астанина Н.Н. Химические методы анализа — основа контроля за состоянием окружающей среды / Н.Н. Астанина. // Экология. Экологическое образование. Нелинейное мышление: Материалы III междунар. конф. Воронеж, 1997. - С. 19-20.

12. Астанина Н.Н. Химические методы анализа воды, воздуха, почвы: Экологический практикум / Н.Н. Астанина. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1999. — 102 с.

13. Астанина Н.Н. Химические полевые методы анализа: Экологический практикум / Н:Н.„Астанина. — Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1997.— 58 с.

14. Атмосфера: Справочник / Под. Ред. О.В. Лапина, О.Д. Рейнгеверца -Л.: Гидрометеоиздат, 1991. 510 с.

15. Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха. Ml: Изд-во Иностр. лит., 1962.-512 с.

16. Безуглая Э.Ю. Влияние загрязнения атмосферы на здоровье:населения// Э.Ю. Безуглая, Е.К. Завадская // Тр. / Ел. геофиз. обсерватория 1998: -Вып. 549.-С. 199-214.

17. Безуглая . Э.Ю. Годовой и, суточный- ход содержания; атмосферных: примесей; в; городских условиях / Э.Ю. Безуглая // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория.-1971.- Вып. 254. С. 152-16Г;

18. Безуглая Э.Ю: Метеорологический потенциал и климатические? особенности загрязнения воздуха2 городов / ЭТО: Безуглая. Л.: Гидрометеоиздат, ,1980.— 184?с.

19. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния; загрязнения атмосферы в городах / Э.Ю. Безуглая. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 200 с.

20. Безуглая Э.Ю. Особенности загрязнения воздуха городов; и роль метеорологических факторов / Э.Ю. Безуглая // Проблемы, контроля и обеспечения чистоты атмосферы. Л., 1975. - С. 14-20

21. Безуглая Э.Ю. Особенности распределения промышленных примесей в атмосфере" городов различных типов; / Э.Ю: Безуглая; A.F. Ковалевский; Г.П: Расторгуева // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. — 1983. -Вып. 467.-С. 81-86.

22. Безуглая Э.Ю: Чем дышит промышленный город / Э.Ю. Безуглая, Г.П Расторгуева, И.В. Смирнова. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 258 с.

23. Беккер А.А. Изучение пространственной и временной структуры загрязнения атмосферного воздуха в городе / А.А. Беккер, Т.И: Резниченко // Урбоэкология — М.: Изд-во Наука, 1990. — С. 207-217.

24. Беккер А.А. Оценка качества атмосферного воздуха Москвы и возможности регулирования его состояния / А.А. Беккер // Экологические исследования в Москве и Московской области. М.: 1990.-С. 21-25.

25. Белов П.Н. Перенос загрязняющих веществ и лучистой энергии в атмосфере / П.Н. Белов. М.: МГУ, 1996. - 72 с.

26. Берлянд М.Е. Города и климат планеты / М.Е. Берлянд, К.Я. Кондратьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 40 с.

27. Берлянд М.Е. К теории атмосферной диффузии в условиях тумана / М.Е. Берлянд, Р.И. Оникул, Г.В. Рябова // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. 1968. - Вып. 207. - С. 3-13.

28. Берлянд М.Е. Климат города и проблема изменения глобального климата / М.Е. Берлянд, М.И. Будыко, К.Я. Кондратьев // Метеорология и гидрология. 1973. - №1. - С. 3-14.

29. Берлянд М.Е. Моделирование загрязнения атмосферы выбросами от низких и холодных источников / М.Е. Берлянд, Е.Л. Генихович, Р.И. Оникул // Метеорология и гидрология. 1990. - №5. - С. 5-17.

30. Берлянд М.Е. О влиянии рельефа на распространение примесей с учетом их начального подъема / М.Е. Берлянд, В.Б. Киселев // Метеорология и гидрология. 1972. - №4. - С. 3-10.

31. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 272 с.

32. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы / М.Е. Берялнд. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. — 448 с.

33. Берлянд М.И. Современные проблемы атмосферной диффузии и обеспечения чистоты атмосферы / М.И. Берлянд // Тр. V Всесоюзного метеорологического съезда. Л.:Гидрометеоиздат, 1972. - С. 164-173.

34. Бойко В.В. Проектирование баз данных информационных систем / В.В. Бойко, В.М. Савинков М.: Изд-во Финансы и статистика, 1989. — 351 с.

35. Бочаров B.JI. Автотранспорт и экология малых городов / B.JI. Бочаров, Ю.В. Иванов // Экологически вестник Черноземья. Вып.2. Воронеж, 1996.-С. 38-39.

36. Бочаров B.JI. О регулировании интенсивности транспортных загрязнений элементов геологической среды / B.JI. Бочаров, И.И. Косинова, О.А. Коновалова // Проблемы экологической безопасности и контроль динамичных ПТГ. — Львов, 1996. С. 9-10.

37. Бочаров В. Л. Самоорганизация геологических процессов и экологическая ответственность / В.Л. Бочаров // Вестник Воронежского университета. Серия геологическая. 1998. -№6. - С.255-256.

38. Бочевер Ф.М. Гидрогеологическое обоснование зашиты подземных вод и водозаборов от загрязнения / Ф.М. Бочевер, А.Е. Орадовская — М.: Недра, 1972. 129 с.

39. Бронштейн Л. Л. Современные средства измерения загрязнения атмосферы / Л. Л. Бронштейн, Н.Н. Александров. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 340 с.

40. Бугреева М.Н. К вопросу о разработке концепции устойчивого развития городской среды (на примере г. Воронежа) / М.Н. Бугреева, Н.П. Мамчик // Вестник Воронежского университета. Серия геологическая. 1999. - №7. - С. 255-258.

41. Бызова H.JI. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы / H.JI. Бызова. М.: Гидрометеоиздат, 1974. - 192 с.

42. Бызова H.JI. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси / H.JI. Бызова, Е.К. Гаргер, В.Н. Иванов. — JL: Гидрометеоиздат, 1991. — 278 с.

43. Василенко В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова / В.Н. Василенко, И.М. Назаров, Ш.Д. Фридман. JL: Гидрометеоиздат, 1985.- 185 с

44. Василенко В.Н. Оценка загрязнения снежного покрова промышленных районов по спутниковым изображениям / В.Н. Василенко, В.Г. Прокачева, Ш.Д. Фридман // Тр. / Ин-т географии РАН. 1981. - Вып. 285.-С. 56-63.

45. Вернадский В.И. История природных вод / В.И. Вернадский. -Избранные соч. Т 4 Кн. 2. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 479 с.

46. Визенко О.С. Потенциал рассеивающей способности атмосферы Прибайкалья / О.С. Визенко // География и природные ресурсы. 1993.- № 1. С. 64-67.

47. Водный кодекс Российской Федерации от16.1195 JVk 167-ФЗ. Ст.1

48. Герасимова Т. А. Создание и использование баз данных / Т.А. Герасимова, Капустина С.В. Красноярск: Изд-во КГАЦМ, 1996. - 116 с.

49. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды / В.М. Гольдберг. JL: Гидрометеоиздат, 1987. — 254 с.

50. ГОСТ 17.0.0.02-79. Охрана природы. Метеорологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные понятия.

51. ГОСТ 17.02.01.07-76. Охрана природы. Атмосфера. Выброс вредных веществ автомобилями, тракторами и двигателями. Термины и определения.

52. ГОСТ 17.23.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов. — М.: Изд-во стандартов, 1987. -5 с.

53. ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. М.: Изд-во стандартов, 1991.

54. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2002 году». М.: Изд-во ФГУП ГНЦ РФ -НИИгеосистем, МПР РФ, 2003. - 480 с.

55. Грачева В.П. Об устойчивости направления ветра в приземном слое атмосферы / В.П. Грачева, В.П. Ложкина // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория 1964. - Вып. 158. - С. 41-45.

56. Гудман С. Введение в разработку и анализ алгоритмов / С. Гудман, С. Хидетниеми. М.: Изд-во Мир, 1981.-386 с.

57. Доклад «О состоянии окружающей природной среды Белгородской области» — Белгород, 2000 120 с.

58. Доклад «О состоянии окружающей природной среды Белгородской области» Белгород, 2000, 2001,2002.- 131 с.

59. Доклад «О состоянии окружающей природной среды Воронежа в 2000 году» / Под ред. Н.В. Стороженко. Воронеж, 2001. - 45 с.

60. Доклад «О состоянии окружающей природной среды города Воронежа в 1997 году» / Под общей редакцией Н.В. Стороженко. Воронеж, 1998.- 103 с.

61. Доклад «О состоянии окружающей среды и природоохранной деятельности города Воронежа в 2001 году» / Под ред. В.В. Батищева. -Воронеж, 2001.-45 с.

62. Допустимые выбросы радиоактивных и химических веществ в атмосферу / Е.Н. Теверовский, Н.Е. Артемова, А.А. Бондарев и др.; Под ред. Е.Н. Теверовского, И.А. Терновского. М.: Энергоатомиздат, 1985.-216 с.

63. Ежегодник состояния загрязнения воздуха городов и промышленныхцентров Советского Союза. JL, 1989. — 302 с.

64. Ежегодник состояния загрязнения воздуха и выбросов вредных веществ в атмосферу городов и промышленных центров Советского Союза.-Л., 1989.-280 с.

65. Епринцев С.А. Эколого-гигиеническая оценка с использованием снегомерных наблюдений / С.А. Епринцев, С.А. Куролап, Ю.Н. Завьялова // Вестник ВГУ, Серия: География, Геоэкология. — 2006. — №1.-С. 34-39.

66. Загрязнение воздушного бассейна г. Нижневартовска / Б.Д. Белан, В.И. Вавер, В.К. Ковалевский и др. // Оптика атмосферы и океана. 1993. -№5.-С. 559-585.

67. Здоровье среды: методика оценки / В.М. Захаров, А.С. Баранов, В.И. Борисов и др. М., 2000. - 68 с.

68. Зилинг Д.Г. Опыт составления эколого-геохимической и эколого-геодинамической карт / Д.Г. Зилинг, Т.А. Барабошкина, М.А. Харькипа // Гидрогеология, инженерная геология, экологическая геология на рубеже третьего тысячелетия. Воронеж, 1999. - С.89-94.

69. Золототрубов Е.Б. Геологическая оценка территории Михайловского промышленного района / Е.Б. Золототрубов: Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Воронеж, 2007.

70. Ивахненко А.Г. Моделирование сложных систем по экспериментальным данным / А.Г. Ивахненко, Ю.П. Юрачковский. — М.: Изд-во Радио и связь, 1987. 120 с.

71. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А. Израэль. JL: Гидрометеоиздат, 1984.-375 с.

72. Ильин В.П. Об оценке загрязнения приземного слоя атмосферы выбросами АЭС / В.П. Ильин // Атомная энергия. — 1975. Т. 38., Вып. 4. С. 33-48.

73. К вопросу о создании новой наблюдательной сети контроля загрязнения природной среды / Т.Н. Жигаловская, И.М. Назаров, Ш.Д. Фридман, О.С. Ренне // Метеорология и гидрология. 1982. - № 1. — С. 62-70.

74. Казимировская Е.В. Оценка воздействия объектов теплоэнергетики на воздушный бассейн Восточной Сибири / Е.В. Казимировская // География и природные ресурсы. — 1998. № 4. - С. 52-58.

75. Качество воздуха в городах России. СПб., 1996. - 22 с.

76. Кислотные дожди / Ю.А. Израэль, И.М. Назаров, АЯ Прессман и др. -JL: Гидрометеоиздат, 1983. —206 с.

77. Климат г. Воронежа. JL, 1986. - 70 с.

78. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере: Справ, пособие / Под. ред. Э.Ю. Безуглой, М.Е. Берлянда. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983.-328 с.

79. Косипова И.И. Теоретические основы крупномасштабных эколого-геологических исследований / И.И. Косинова. Воронеж, 1998. - 255с.

80. Кочуров Б.И. География экологических ситуаций (экодиагностика территорий / Б.И. Кочуров. М., 1997. - 134 с.

81. Куролап С.А. Геоэкологические основы мониторинга и эколого-гигиеническое зонирование городской среды / С.А. Куролап, В.И. Федотов II Вестник ВГУ, Серия: География, Геоэкология. 2000. - № 4.-С. 120-123.

82. Куролап С.А. Оценка риска для здоровья населения при техногенном загрязнении городской среды / С.А. Куролап, Н.П. Мамчик, О.В. Клепиков. Воронеж: Изд-во Воронеж, гос. ун-та, 2006. - 220 с.

83. Лайхтман Д.Л. Физика пограничного слоя атмосферы / Д.Л. Лайхтман. — Л.: Гидрометеоиздат, 1970.— 340 с.

84. Лебедев В.А. Реляционная система программирования обработки данных / В.А. Лебедев. Петрозаводск: Изд-во КФАН СССР, 1988. -151 с.

85. Лебедев В.И. Основы энергетического анализа геохимических процессов / В.И. Лебедев. Л.: Изд-во ЛГУ, 1957. — 341 с.

86. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод / Ю.Ю. Лурье. М.: Изд-во Химия, 1974. — 456 с.

87. Лысак А.В. Проблема дальнего атмосферного переноса загрязнений // А.В. Лысак, И.М. Назаров, А.Г. Рябошапко // Журнал Всесоюз. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1979. - Т. 24, № 1. - С. 25—29.

88. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1989.-608 с.

89. Метеорология и атомная энергия / Под ред. Д. Слейда. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 647 е.,

90. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86). Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 94 с.

91. Мониторинг атмосферы — обоснование приоритетности загрязнителей, оценка региональной и глобальной составляющих загрязнения / Ю.А. Израэль, Г.Н. Воронская, В.Н. Колесников и др. // Проблемы экологического мониторинга-Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 7-31.

92. Мониторинг трансграничного переноса загрязняющих воздух веществ / Под. ред. Ю.А. Израэля- Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 303 с.

93. Мониторинг фонового загрязнения природной среды / Под ред. Ю.А. Израэля, Ф.А. Ровинского. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 267 с.

94. Мониторинг фонового загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 289 с.

95. Мудрый И.В. Тяжелые металлы в системе почва растение - человек (обзор) / И.В. Мудрый // Гигиена и санитария. - 1997. - № 1. - С. 14-17.

96. Мяч Л.Т Методы и средства оценки и прогнозирования воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду // Тр. / Ин-т прикл. геофизики. 1990. - Вып. 76. - С. 3-27

97. Назаренко А.В. Классификация синоптических процессов в целях геоэкологического мониторинга воздушного бассейна / А.В. Назаренко

98. Вестник ВГУ, Серия: География, Геоэкология. — 2006. — № 1. — С. 3947.

99. Назаров И.М. Использование сетевых снегосъемок для изучения загрязнения снежного покрова / И.М Назаров, Ш.Д. Фридман, О.С. Ренне // Метеорология и гидрология. 1978. — № 7. - С. 74-78.

100. Новороцкий П.В. Метеорологические условия и загрязнение воздушного бассейна Хабаровска / П.В. Новороцкий // География и природные ресурсы. 1994. — № 4. - С. 59-63.

101. Нормы рациональной безопасности НРБ 76/87. Основные санитарные правила ОСП 72/87. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 156 с.

102. О методах определения фонового загрязнения в городах / М.Е. Берлянд, Э.Ю. Безуглая, E.JI. Генихович и др. // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. 1984. - Вып. 479. - С. 17-30.

103. О моделировании загрязнения атмосферы в городах / М.Е. Берлянд, E.JI. Генихович, М.Н.Зашихин // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. 1979. -Вып. 436.-С. 3-16.

104. О расчете среднегодовых концентраций примеси в атмосфере от промышленных источников / М.Е. Берлянд, E.JI. Генихович, Я.С. Канчан и др. // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. — 1979. Вып. 417. -С. 3-18.

105. Оникул Р.И. О новой методике расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами / Р.И. Оникул // Проблемы контроля и обеспечения чистоты атмосферы. — Л., 1975. — С. 21-31.

106. Оперативная модель расчета концентраций, осредненных за длительный период / E.JI. Генихович, М.Е. Берлянд, И.Г. Грачева и др. // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. 1998. - Вып. 549. - С. 11-31.

107. Осипов Ю.С. Воздух Москвы / Ю.С. Осипов, JI.B. Тихомирова // Метеорология и гидрология. 1993. - № 11. - С. 107-115.

108. Охрана окружающей среды / A.M. Владимиров, Ю.И. Ляхин, Л.Т. Матвеев и др. — Л.: Гидрометеоиздат, 1991. — 422 с.

109. Оценка эколого-гигиенической комфортности локальной урбанизированной территории. / С.А. Куролап, Н.В. Барвитенко, В.Я. Хрипякова и др. // Компьютеризация в медицине. — Воронеж, 1995. С. 53-58.

110. Переведенцев Ю.П. Загрязнение атмосферы в городах Татарии / Ю.П. Переведенцев, А.П. Шлычков, Ю.Г. Хабутдинов // Метеорология игидрология. 1996. - № 9. - С. 52-57.

111. Постановление СМ Правительства РФ «О создании Единой государственной системы экологического мониторинга» от 24.11.93 № 1229 // САПП, 1993. № 48. С 4661.

112. Примак А.В. Идентификация внешних условий функционирования объектов в АСУ интенсивностью загрязнения воздушного бассейна / А.В. Примак // Проблемы контроля и защиты атмосферы от загрязнения. Вып. 9 Киев: Наукова думка, 1983. - С 39-46.

113. Попова О.В. Биоиндикация загрязнения атмосферы промышленного города (на примере г. Липецка) / О.В. Попова Автореф. дис. . канд. геогр. наук. Воронеж, 2007.

114. Проблемы проведения экологического мониторинга антропогенного загрязнения приземного слоя атмосферы / Н.Н. Астанина, B.C. Стародубцев, Н.Н., О.П. Негробов и др. // Экология ЦЧО РФ. 2005. -№ 1 (14). .-С. 7-14.

115. Региональная оценка атмосферного загрязнения как основа оптимизации эколого-экономических решений / Под ред. В.К. Кузнецова, В.Б. Миляева. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. - 80 с.

116. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. JI.: Гидрометеоиздат, 1979. — 448 с.

117. Русанов Ю.В. Метеорологические условия загрязнения атмосферы над Томской областью / Ю.В. Русанов // География и природные ресурсы. — 1992.-№3.-С. 60-65.

118. Самарский А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. М.: Изд-во Физматлит, 2001.-320 с.

119. Сауков А.А. Геохимия / А.А. Сауков. -М.: Госгеолиздат, 1961. 379 с.

120. Свинухов В.Г. Экология атмосферы городов Приморского края / В.Г. Свинухов. — Владивосток: Изд-во ДВУ, 1997. — 137 с.

121. Селегей Т.С. Потенциал рассеивающей способности атмосферы / Т.С. Селегей // География и природные ресурсы. 1990. - № 2. - С. 132-137.

122. Смирнова А .Я. Минеральные воды г. Воронежа и его окрестностей / А.Я. Смирнова, Н.И. Позднякова // Тр. / Научно-исследовательский институт геологии Воронеж, гос. ун-та 2005 г. — Вып. 30.-68 с.

123. Смольянинов В.М. Комплексная оценка антропогенного возникновения на природную среду при обосновании природоохранных мероприятий / В.М. Смольянинов, П.С. Русинов, Д.Н. Панков. Воронеж, 1996. - 126с.

124. Смольянинов В.М. Научные основы комплексной региональной оценки антропогенного воздействия на земельные и водные ресурсы / В.М. Смольянинов: Автореф. дис. . док. геогр. наук. М., 1995.

125. Снеговые съемки на службе контроля загрязнения окружающей среды / Т.Н. Жигаловская, И.М. Назаров, Ш.Д. Фридман, О.С. Ренне. М.: Гидрометеоиздат, 1979. — 11 с.

126. Снежный покров как индикатор загрязнения атмосферы / И.М. Назаров, О.С. Ренне, Ш.Д. Фридман и др. // Тр. / Инт физики и математики АН Литовской ССР. 1976. - Вып. 3. - С. 7-12.

127. Снежный покров как индикатор состояния атмосферного воздуха в системе социально-гигиенического мониторинга / Н.Н. Астанина, B.C. Стародубцев, Н.Н., О.П. Негробов и др. // Вестник ВГУ, Серия: Химия, Биология, Фармация. — 2005. — № 2. . — С. 149-153.

128. Содержание и формы нахождения микроэлементов в приземном слое воздуха и атмосферных осадках / А.З. Миклашевский, Ф.И. Павлоцкая, Б.В. Савельев, Ю. В. Яковлев // Геохимия. 1977. - № 11. - С. 16731679.

129. Сонькин Л.Р. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы / Л.Р. Сонькин. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-224 с.

130. Сонькин Л.Р. Содержание примесей в городском воздухе в зависимости от метеоусловий в летний сезон / Л.Р. Сонькин, В.А. Храпаченко // Тр. / Гл. геофиз. обсерватория. 1978. - Вып. 293. - С. 68-77.

131. Справочник по предельно допустимым концентрациям химических веществ в окружающей среде. Изд. 2-е. — Л.: Химия, 1985. - 528 с.

132. Стародубцев B.C. Квантификация природных систем. Гидрогеоэкологические системы / B.C. Стародубцев. Воронеж, Изд-во Воронеж, ун-та, 1996. — 72 с.

133. Теория и методология экологической геологии / Под ред. В.Т. Трофимова. М., 1997. - 368с.

134. Указания по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. СН 369 — 74. М.: Стройиздат, 1975.-41 с.

135. Унифицированные методы анализа вод / Под. Ред. Ю.Ю, Лурье. — М.: Химия, 1971.-587 с

136. Учет дисперсионных параметров атмосферы при выборе площадок для атомных электростанций: Руководство по безопасности АЭС. — Международное агентство по атомной энергии. — Вена, 1980. 106 с.

137. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 04.05.99 № 96-ФЗ. СтЛ

138. Федотов В.И. Воронеж: ландшафтно-экологические проблемы / В.И. Федотов // Экология и охрана природы города Воронежа. Воронеж, 1990.-С. 17-18.

139. Федотов В.И. Техногенные ландшафты: теория, региональные структуры, практика / В.И. Федотов. — Воронеж: Изд-во Воронеж, унта, 1985.-192 с.

140. Федотов В.И. Эколого-географические изменения георесурсного потенциала и ландшафтов / В.И. Федотов // Эколого-географические районы Воронежской области. Воронеж, 1995. - С. 17-30.

141. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве / А.Л. Чижевский. М.: Госпланиздат, 1960. - 758 с.

142. Шилина А.И. Глобальные и региональные аспекты загрязнения среды бенз(а)пиреном / А.И. Шилина, А.В. Журавлева // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Обнинск, 1979.-С. 63-69.

143. Экология и мониторинг здоровья города Воронежа / Н.П. Мамчик, С.А. Куролап, О.В. Клепиков и др. Воронеж, 1997. - 180с.

144. Эколого-гигиенические основы мониторинга и охраны городской среды / Н.П. Мамчик, С.А. Куролап, О.В. Клепиков, В.И. Федотов, Н.Т. Барвитенко. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 2002. - 232 с.

145. Юнге X. Химический состав и радиоактивность атмосферы / X. Юнге. М.: Изд-во Мир, 1965. - 425 с

146. Яницкий О.Н. Экология города / О.Н. Яницкий. М.: Наука, 1984. -240 с.

147. Air quality guidelines for Europe: second edition. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2000 (WHO Regional Publications, European Series, No. 91).

148. Brayant P.M. Methods of estimation of the dispersion of windborne material and data of assist in their application. British report ANSB (RP).R-42, 1964.

149. Calder K.L. Atmospheric diffusion of particulate material, considered as a boundary value problem. J. Meteorol., 1961, vol. 18, N 3, p. 413-442

150. Calder K.L. Multiple-source plume models of urban air pollution — their general structure // Atmospheric Environment. 1977. V. 11. P 403-414.

151. Curtis A.R. The approximation of a function of one variable by cubic spines //Numerical approximation to functions and data. London, 1970. P. 28-42

152. Daganaud A., Loewenstein J. C. Edude de la pollution atmospherique dans I'agglomeration Parisienne entre 1962 et 1972. Electricite de France. — In: Atmos. Pollution.

153. Inhaber H. A set of suggested air quality indices for Canada / Atmos. Environ. 1975. - vol. 9 - № 3. - P. 353-364.

154. Jaenicke R., Junge C. Studien zur oberen Grunzgrosse des natiirlichen Aerosols. Beitr. Phys. Atm., 1967, Bd 40, S. 129-143.

155. Keeney R.L. Assessing and evaluating environmental impacts at proposed nuclear power plant / R.L. Keeney, G.A. Robilliard // J. Environ-Econ. and Management. 1977. -Vol. 4, №2. - P. 153-166.

156. Mead P.J. Meteorological aspects of the peaceful uses of atomic energy. Techn. Note, 33 pt. 1 WMO № 97, TP 41, 1960, WMO, Geneva, Switzerland.

157. Meroney R.N. Dispersion in non-flat obstructed terrain and advanced modeling techniques / R.N. Meroney // Plant. Oper. Progr. 1992. - Vol. 11, №1. - S. 611.

158. Methodology and format for updating and revising the air quality guidelines for Europe: report on a WHO Working Group, Bilthoven, Netherlands, 2022 September 1993. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 1994 (document EUR/ICP/CEH 230/A Rev.l).

159. Meyers J.L., Duce S.A. Gaseous and particulate bromine in the marine atmosphere. J. Geophys. Res., 1972, v. 77, N 27, p. 5330-5338.

160. Moussiopoulos, N. et al. Ambient air quality, pollutant dispersion and transport models. Copenhagen, European Environment Agency, 1996 (Topic Report No. 19 (Air Quality)) (accessed 12 August 1999).

161. Pasqill F. Atmospheric diffusion. Van Nostr. Co. Ltd. L., 1962.

162. Scott В. C. Suifate washout rations in winter storms. — J. Appl. Meteorol., 1981, vol. 20, p. 619-625

163. Sedefian L. On the extrapolation of mean wind power density // J. Applied Meteorology. 1980. V. 19. P. 488-493.

164. Seinfeld, J.H. Atmospheric chemistry and physics of air pollution. New York, John Wiley and Sons, 1986.

165. Sondheim M.W. A comprehensive methodology for assessing environmental impact / M.W. Sondheim // Journal of Environmental Management. 1978. -Vol. 6, №1. - P. 27-42

166. Thomas W.A., Babcock L.R., Schults W.B., Oak Ridge national Laboratory. Oak Ridge TN, Sept 1971.

167. Tirabassi Т., Tagliazucca M. Influence of wind speed on features of air pollution ground level concentration // Proc. of Sixth Joint Conf. on Appl. Air Pollut. Meteor. Boston, AMS. 1989. P. 187-190.

168. Update and revision of the air quality guidelines for Europe: report on a WHO planning meeting, Bilthoven, Netherlands, 11-13 January 1993. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe. 1994 (document EUR/ICP/CEH 230).

169. Update and revision of the air quality guidelines for Europe: report on the Working Group on «Classical» Air Pollutants, Bilthoven, Netherlands, 1114 October 1994. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 1995 (document EUR/ICP/EHAZ 94 05/PB01).

170. Updating and revision of the air quality guidelines for Europe: report on the WHO Working Group on Ecotoxic Effects, Les Diablerets, Switzerland, 2123 September 1994. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 1995 (document EUR/ICP/CEH 230/B).

171. Updating and revision of the air quality guidelines for Europe: report on the WHO Working Group on Inorganic Air Pollutants, Dusseldorf, Germany, 24-27 October 1994. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 1994 (document EUR/ICP/EHAZ 94 05/MT04).

172. Updating and revision of the air quality guidelines for Europe: report on the WHO Working Group on Volatile Organic Compounds, Brussels, Belgium. 2-6 October 1995. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 1995 (document EUR/ICP/EHAZ 94 05/MT12).

173. Zannhtti, P. Numerical simulation modelling of air pollution: an overview. In: Zannftti, P. et al., kd. Air pollution. Southampton, Computational Mechanics Publications, 1993, pp. 3-14.148