Жакатаева Б.Т., Каскина Д.К.

Карагандинский государственный университет им. Е.А.Букетова, Казахстан

Влияние метеорологических условий на атмосферное загрязнение г.Караганды

Воздушный бассейн городов это воздух с определенным составом загрязняющих веществ. Непрерывно в него поступают различные вещества, выбрасываемых промышленными объектами, автомобилями, многочисленными котельными и другими производствами. Город Караганда- один из крупных центров угледобывающей промышленности Республики Казахстан. Главной специализацией является добыча каменного коксующегося угля, которым снабжают почти все отрасли тяжелой промышленности города. [1].

Любая примесь, поступающая в атмосферу, в той или иной концентрации содержится в любой части города. Уровень загрязнения атмосферного воздуха города создается в результате поступления выбросов вредных веществ от всех источников на территории города и влияния атмосферных процессов на перенос и рассеивание этих веществ от источников загрязнения. Наблюдения показывают, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения могут отличаться в несколько раз. Вредные примеси, попадая в атмосферу, подвергаются физико-химическим превращениям, рассеиваются и вымываются из атмосферы. Степень загрязнения атмосферы от антропогенных источников зависит от того, переносятся ли эти вещества на большие расстояния от источника или скапливаются в районе их выброса.

Метеорологические условия, как известно, играют важную роль в формировании уровня загрязнения. Под влиянием выбросов от промышленности и автотранспорта, условий переноса, рассеивания и вымывания примесей осадками создается определенный уровень загрязнения.[3].

Площадь г.Караганды - около 550 квадратных километров. Географическое положение: 49,8 градусов северной широты и 73,1 градуса восточной долготы. Г.Караганда входит в Карагандинскую область, которая занимает наиболее возвышенную часть центральную часть Казахского мелкосопочника- Сарыарки, представляющую собой своеобразную, весьма неоднородную в геоморфологическом отношении, сильно приподнятую страну ( абсолютные высоты 400-1000 м). Рельеф осложнен мелкосопочными снижениями, речными долинами, сухими руслами водотоков, лощинами с выходами на поверхность грунтовых вод, бессточными впадинами, озерными котловинами, степными блюдцами. [6]. Следует отметить, что рельеф не осложнен наличием гор, что способствует легкому перемещению ветра по территории города.

Проанализировав климатические условия города, ясно что климат г.Караганды является резко-континентальным, вследствие удаленности территории от Атлантического океана, являющегося главным поставщиком влаги. Среднегодовая температура воздуха— +3,6 °C. Средняя температура самого теплого месяца — июля колеблется от +18 °С до +22 °С. Максимальная температура воздуха в июле достигает 40–43 °С. Температура (30 °С и выше) отмечается в среднем за июль на протяжении от 7–8 до 10–15 дней. Средняя температура самого холодного месяца — января –18°С.

Количество осадков сильно колеблется по годам, составляя в среднем около 300-332  мм в год. Особенности холодного периода года обусловлены существованием отрога высокого давления (отходящего от азиатского антициклона). Антициклональные условия способствуют выхолаживанию антициклональной погодой связано сильное выхолаживание, температура часто понижается до -30 -40°.[2]. Основным параметром, определяющим распространение атмосферных загрязнителей, является ветер, его скорость и направление, которые в свою очередь взаимосвязаны с вертикальным и горизонтальным градиентами температуры воздуха в больших и малых масштабах. Основная закономерность заключается в том, что чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность и тем быстрее и полнее происходит рассеивание загрязнений с атмосфере. Taк как вертикальный и горизонтальный градиенты температуры зимой увеличиваются, то и скорость, ветра обычно возрастает. Как видно, по рисунку ниже преобладающими за год направлениями ветра в Караганде являются юго-западное направления ветра, далее идет преобладание южного ветра, западного и восточного направлений ветров. . Средняя годовая скорость ветра в городе Караганде 3,8 м/с, максимальная 15 м/с. Сильные ветры наиболее вероятны при часто встречающихся направлениях ветра, а слабые характерны для направлений с малой повторяемостью.

Рисунок 1 Роза ветров г.Караганды

Условия режима погоды по сезонам года, являются различными. Зимой преобладают холодные массы арктического воздуха и воздуха умеренных широт с малым запасом влаги. Осадков выпадает мало. Снежный покров имеет небольшую мощность , что приводит к промерзанию почвы и все же снег служит основным источником запаса влаги в почве, а также питания рек, озер и грунтовых вод, поскольку летние осадки почти целиком расходуются на испарение. Переход от зимы к лету резкий. Температура воздуха быстро нарастает вследствие прогревания земной поверхности и проникновения с юга теплого туранского воздуха. Происходит разрушение зимнего антициклона, и устанавливаются высокие летние температуры (средняя температура июля 20,8°С). Дневные температуры летом иногда поднимаются до 35°. Наиболее высокая относительная влажность воздуха отмечается в зимнее время. В ноябре-марте средняя месячная величина ее составляет на большей части территории 72–82 %. В теплый период года относительная влажность воздуха на территории области убывает. В июне-июле отмечается самая низкая относительная влажность воздуха (49–58 %). Максимум осадков приходится на июль (40–57 мм), минимум — на январь (8–18 мм). Количество весенних осадков составляет 25 % годовой суммы. На уровень загрязнения влияет не только ветер, но и осадки, так как с помощью осадков атмосфера вымывает и очищает вредные вещества.

В городе Караганде при отборе проб определяют 4 основные примеси загрязняющие атмосферный воздух: диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода и взвешенные вещества. Загрязнение атмосферы неодинаково в разные времена года. Представляет интерес и зависимость уровня загрязнения воздуха от сезонов года. В различные сезоны по-разному проявляется действие основных климатообразующих факторов. В зависимости от сезона меняется количественный и качественный состав вредных веществ в атмосфере. К примеру рассмотрим, период с 2005 по 2007 г.г. Наибольшее загрязнение диоксидом серы приходилось на зимний сезон года и составляло 0,03 мг/м. Диоксид серы образуется в больших количествах сжигании твердого топлива. Естественно, что зимой котельные города работают в полную мощь и их количество растет. Далее снижение концентраций диоксида серы наблюдалось летом (0,01), весной (0,007) и самое минимальные концентрации диоксида серы, а содержание оксида азота является самым наименьшим зимой, но данные показатели являются незначительными. Содержание пыли в городе значительно изменяется по сезонам года. В летний период наблюдаются высокие концентрации пыли. Низкие концентрации пыли зарегистрированы зимой, что обуславливается наличием снега.

Как было упомянуто выше, главной специализацией г.Караганды является добыча каменного коксующегося угля, которым снабжают почти все отрасли тяжелой промышленности.

Рисунок 2 Выбросы в атмосферу от стационарных источников в 2005-07 г.г.

В городе Караганде в 2005 г.функционировало 179 предприятий, имеющих выбросы загрязняющих веществ, на которых было расположено 1841 стационарный источник, тогда как в 2006 г. 2251, сравнивая 2005 г.с 2007 г, то в 2007 г. количество стационарных источников дошло до 2233.Данное увеличение связано с развитием промышленности. [4], [5].

Однако количество выбросов загрязняющих вешеств в атмосферу города с каждым годом постепенно уменьшается с 48,6 тыс.т. в 2005 г. до 47,4 в 2007 г. (рис.3). Снижение количества выбросов связано с проведением комплекса мероприятий включающих ужесточение экологического законодательства.

Рисунок 3 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу г.Караганды в период 2005-2007 г.г.

Список использованной литературы:

1.Воздух городов и его изменения. Ред.Э.ЮБезуглая.,И.В.Смирнова. СПб: Астерион,2008.-254с;

2. Данные метеорологических наблюдений (2005-06 г.г.).Карагандинский центр гидрометеорлогии.;

3.Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере.Ред.Э.ЮБезуглая.,М.Е.Берлянд.Л.:Гидрометеоиздат,1983;

4. О состоянии охраны атмосферного воздуха в Карагандинской области в 2005 году. Управление статистики Карагандинской области. Караганда, 2006.-50 с.;

5. О состоянии охраны атмосферного воздуха в Карагандинской области в 2007 году. Управление статистики Карагандинской области. Караганда, 2008.-50 с.;

6. Энциклопедия Караганда, Карагандинская область. Ред.Р.Н.Нургалиев 1986 г.-599 с.