| მთავარი » ფაილები » Мои файлы |
სამეცნიერო ნაშრომი_GRANT
| [ სერვერიდან გადმოტვირთვა (5.44 Mb) ] | 27.03.2012, 13:33 |
 FOTO: სურათზეა XX-საუკუნის საინჟინრო-ტექნიკური ინტერნაციონალური კომპანია „ენთერპრაისის“ http://lag-vi-lava.ucoz.org/index/enterprais/0-15 პლანეტარული კომპლექსის სპეციალური ნაგებობა; პროექტის მთავარი დანიშნულებით ჰაერზე უფრო მსუბუქი კლასის საფრენი აპარატის ამწევი ძალის _ დედამიწის ატმოსფეროს ინერტული გაზი ჰელიუმის [He] მისაღები ქიმიური ქარხანა. განაშენიანების ობიექტურ კომპლექტაციაში შედიოდა დირიჟაბლების ჰანგარი და სხვა საფრენი აპარატების ექპერიმენტალური დანადგარები კოსმოსის ათვისებისათვის ქალაქ თბილისის აკადემგარადოკის ტერიტორიაზე. სამოქალაქო ომის და პოლიტიკური პრობლემების გამო XXI-საუკუნეში დაკარგა საერთაშორისო საწარმოო მნიშვნელობა.
ISSN 1512-1135
ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მიხეილ ნოდიას გეოფიზიკის ინსტიტუტის შრომები, ტ. LXIII ა. ამირანაშვილი, თ. ბლიაძე, ვ. ჩიხლაძე ფოტოქიმიური სმოგი თბილისში.
Transactions of Mikheil Nodia Institute of Geophysics of Ivane Javakhishvili Tbilisi State University, vol. LXIII A. Amiranashvili, T. Bliadze, V. Chikhladze Photochemical Smog in Tbilisi.
Труды Института геофизики им. Михаила Нодиа Тбилисского Государственного Университета им. Иванэ Джавахишвили, том LXIII А. Амиранашвили, Т. Блиадзе, В. Чихладзе Фотохимический смог в Тбилиси.
თბილისი-2012; Tbilisi-2012; Тбилиси-2012.
წინასიტყვაობა _ აღნიშნული ნაშრომი განხორციელდა შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის ფინანსური ხელშეწყობით (გრანტი N GNSF/ST/5-437 „ფოტოქიმიური სმოგის საარსებო გარემოზე უარყოფითი ზემოქმედების შესუსტება – ქ. თბილისის ეკოლოგიური მდგომარეობის გაჯანსაღების მნიშვნელოვანი ფაქტორი”). წინამდებარე პუბლიკაციაში გამოთქმული ნებისმიერი აზრი ეკუთვნის ავტორებს და შესაძლოა არ ასახავდეს შოთა რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის შეხედულებებს. პროექტის შესრულების დროს მიღებული შუალედული შედეგები მოხსენებული იყო თსუ–ს მ. ნოდიას გეოფიზიკის ინსტიტუტის ატმოსფეროს ფიზიკის სექტორის სემინარებზე, გეოფიზიკის ინსტიტუტის სამეცნიერო საბჭოს სხდომებზე, გეოფიზიკის ინსტიტუტის საქალაქო სემინარებზე, ოთხ საერთაშორისო კონფერენციაზე: რიო დე ჟანეირო, ბრაზილია, 2011 წ., 07-12 აგვისტო – 2 მოხსენება [2,13]; თბილისი, 2011 წ., 14-15 სექტემბერი – 1 მოხსენება [34]; თბილისი, 2011 წ., 15-17 სექტემბერი – 4 მოხსენება [7, 40, 67, 68]; ჩენგდუ, ჩინეთი, 2011 წ., 1-4 ნოემბერი – 1 მოხსენება [6]. გამოქვეყნებულია 13 სტატია [5, 6, 7, 13, 18, 19, 20, 26, 27, 31, 40, 67, 68], ბეჭდვაშია - 1 [34] პროექტის და ამ ნაშრომის შესრულებაში მონაწილეობა მიიღეს შემდეგმა პირებმა: ძირითადი პერსონალი: ჯ. ხარჩილავა [19, 67, 68], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1, 3.2; დ. კირკიტაძე [13,18,19,20], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1; ა. ნოდია [13,18,19,20], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1. დამხმარე პერსონალი: ქ. ჩოჩიშვილი [19, 68], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1; გ. ჩხაიძე [19, 68], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1; ქ. მირიანაშვილი [31], წიგნის ქვეთავი 2.5, 5.2; რ. დანელია [31, 40], წიგნის ქვეთავი 2.5, 5.2; გ.ნიკიფოროვი [13, 18, 19, 20], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1; ა. ჭანკვეტაძე [13, 18, 19, 20, 40], წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1; ი. ტუსკია, წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1; ი. ირემაშვილი [34], წიგნის ქვეთავი 5.1;
გ. ლაგვილავა, ე. ბერიშვილი, გ. გაბისონია, წიგნის ქვეთავი 2.2, 3.1.
ავტორები მადლობას უხდიან პროექტის ყველა მონაწილეს.
შესავალი _ ატმოსფერო რთული ფიზიკურ-ქიმიური სისტემაა, რომელიც ურთიერთქმედებაშია მიწის ზედაპირთან, ოკეანესა და ბიოსფეროსთან. მისი შემადგენლობა განუწყვეტლივ იცვლება. ბოლო ასწლეულში ეს ცვლილებები მკვეთრად დააჩქარა ადამიანის საქმიანობამ. მრეწველობა, ტრანსპორტი და კომუნალური სამსახურები ატმოსფეროში გამოყოფს ადამიანისა და ცოცხალი გარემოსთვის საშიშ, ქიმიურად აქტიურ და ტოქსიკურ ნაერთებს. ზოგიერთი მათგანი ფორმირდება უშუალოდ ჰაერში, შედარებით ნეიტრალური ქიმიური წინამორბედებიდან. ისეთ ნივთიერებებს, როგორებიცაა ნახშირწყალბადი, აზოტის, გოგირდის და ნახშირბადის ჟანგეულები, შეუძლიათ შეცვალონ ატმოსფეროს ჟანგვითი თვისებები, ე.ი. ატმოსფეროს შესაძლებლობა ტრანსფორმირება გაუკეთოს დამაჭუჭყიანებელ მინარევებს, გადაიყვანოს ისინი ნეიტრალურ ფორმებში და გამოიყვანოს საჰაერო გარემოდან. ისინი ხელს უწყობენ აგრეთვე ე.წ. ფოტოქიმიური ოზონის და სმოგის შექმნას ტროპოსფეროში, რომლებიც ნეგატიურად მოქმედებს ბიოსფეროზე. როდესაც აზოტისა და გოგირდის ჟანგეულები გაიხსნება წვიმის წვეთებში, ისინი იწვევენ მჟავე ნალექებს, რომლებსაც დიდი ზიანი მოაქვთ ბუნებრივი გარემოსთვის ინდუსტრიულ რეგიონებში [48, 122]. იმისდა მიხედვით, თუ რა პირობებია ატმოსფეროში დედამიწის ზედაპირთან და ჰაერის რა დაჭუჭყიანების წყაროები არსებობს, შეიძლება წარმოიქმნას სმოგის სხვადასხვა ტიპები (ლონდონის, ალიასკის, ლოს-ანჯელესის ტიპის სმოგი, რადიაციული ნისლი და სხვა). ჩვეულებრივ ამათ შორის ყველაზე მნიშვნელოვანია სმოგის ორი ტიპი, დაკავშირებული ჰაერის დაბინძურებასთან ტრანსპორტის გამონაბოლქვით, და დაკავშირებული ჰაერის დაბინძურებასთან ჭვარტლითა და ბოლით, რომლებიც შეიცავენ გოგირდის ორჟანგს. პირველი ტიპის სმოგის (ლოს–ანჟელესის სმოგის) წარმოქმნის პროცესის აუცილებელ შემადგენელ ნაწილს წარმოადგენს ფოტოქიმიური რეაქციები, მეორე შემთხვევაში (ლონდონის სმოგი) ფოტოქიმიური რეაქციები შეიძლება მონაწილეობდნენ სმოგის წარმოქმნაში, მაგრამ მათი მონაწილეობა არ არის აუცილებელი [200]. ფოტოქიმიური სმოგი – ჰაერში რამდენიმე დამაბინძურებელი ნივთიერების შერევის შედეგია, კერძოდ: აზოტის ჟანგეულების (მაგალითად აზოტის ორჟანგი – წიაღისეული საწვავის წვის პროდუქტი), აქროლადი ორგანული ნივთიერებების (ბენზინის, საღებავების, გამხსნელების, პესტიციდებისა და სხვა ქიმიკატების ორთქლი), ნიტრატების ზეჟანგების. ყველა ეს ნივთიერება გამოირჩევა მაღალი ქიმიური აქტივობით და ადვილად იჟანგებიან, ამიტომ ფოტოქიმიური სმოგი ითვლება თანამედროვე მეგაპოლისების ერთ-ერთ ძირითად პრობლემად. სმოგი შეიძლება წარმოიქმნას ყველანაირ ბუნებრივ და კლიმატურ პირობებში დიდ ქალაქებსა და ინდუსტრიულ ცენტრებში ძალზე დაბინძურებული ჰაერით. ყველაზე მავნებელი სმოგი წლის თბილ პერიოდშია, მზიან უქარო ამინდში, როდესაც ჰაერი საკმარისად გამთბარია საიმისოდ, რომ შეაჩეროს ჰაერის მასების ვერტიკალური ცირკულაცია. სმოგი - სერიოზული პრობლემაა ყველა მსხვილი მეგაპოლისისათვის. სმოგი ამცირებს ხილვადობას, აძლიერებს მასალების და ნაგებობების კოროზიას, დამღუპველად მოქმედებს მცენარეებზე, უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ჯანმრთელობაზე, შეუძლია გამოიწვიოს სასუნთქი გზების დაზიანება, პირღებინება, თვალის ლორწოვანი გარსის გაღიზიანება და საერთო მოთენთილობა. ხშირად ფოტოქიმიურ სმოგში შეიძლება არსებობდეს აზოტის ისეთი ნაერთები, რომლებიც ადიდებს ავთვისებიანი დაავადებების წარმოქმნის ალბათობას. ინტენსიური და ხანგრძლივი ფოტოქიმიური სმოგი შეიძლება დაავადებათა და სიკვდილიანობის ზრდის მიზეზი აღმოჩნდეს. რადგანაც ძალიან ძლიერ მჟანგველ თვისებებს ავლენს, თვით ოზონი უარყოფითად მოქმედებს ადამიანის ჯანმრთელობაზე და დამანგრეველად მოქმედებს მრავალ მასალაზე. ამიტომ არაფოტოქიმიური წარმოშობის მიწისპირა ოზონის ვარიაციების და ამ ვარიაციების მიზეზების გამოკვლევა აგრეთვე მეტად მნიშვნელოვანია. იმ მჭიდროდ დასახლებულ ქალაქებს შორის, რომლებიც განიცდიან სმოგის ზემოქმედებას არიან: ათენი, ლონდონი, ლოს-ანჟელესი, მეხიკო, მოსკოვი, ჰონკონგი, პეკინი. ჩინეთის კონტინენტალურ ნაწილში განლაგებული დიდი რაოდენობის საწარმოები იმდენად ძლიერად აბინძურებენ ჰაერს, რომ ჰონკონგის ცათამბჯენები ხშირად არ ჩანან სმოგის მკვრივი ფარდის უკან [208, 199]. ამრიგად, ფოტოქიმიური სმოგისა და მიწისპირა ოზონის წარმოქმნის პირობების შესწავლა დიდი ქალაქის პირობებში, მათი სივრცულ-დროითი მახასიათებლების თავისებურებების განსაზღვრა, ატმოსფეროს ამ მახასიათებლების მოსახლეობაზე ზემოქმედების შეფასება და ღონისძიებების დამუშავება მათი ნეგატიური ზეგავლენისაგან თავდასაცავად თანამედროვეობის აქტუალურ პრობლემას წარმოადგენს. იმის გათვალისწინებით, რომ მომავალშიც ტრანსპორტი და მრეწველობა უფრო მნიშვნელოვანად განვითარდება, ზემოთ ნახსენები პრობლემები კიდევ უფრო გაღრმავდება. საქართველოში ატმოსფერული დაბინძურების მდგომარეობა არსებითად განსხვავდება ატმოსფეროს დაბინძურებისგან განვითარებულ ქვეყნებში. უხარისხო საწვავის გამოყენება, რელიეფის, ჰაერის მასების დინამიკისა და მიკროკლიმატური პირობების თავისებურებები, ტექტონიკური რღვევების არსებობა და სხვა შეიძლება იწვევდეს ფოტოქიმიური სმოგის წარმოშობას, რომლის კომპონენტები არსებითად განსხვავდება ანალოგიური სმოგისგან განვითარებულ ქვეყნებში. ამიტომ მიწისპირა ოზონის ზღვრული დასაშვები ნორმების დაზუსტება ჩვენი პირობებისთვის, რადგან იგი წარმოადგენს ფოტოქიმიური სმოგის ძირითად ინდიკატორს და ახასიათებს მის ინტეგრალურ მოქმედებას მოსახლეობის ჯანმრთელობაზე, ჩვენი აზრით მნიშვნელოვან ამოცანას წარმოადგენს. ზემოთქმულის გათვალისწინებით იყო წარდგენილი და შესრულდა პროექტი GNSF/ ST08/5-437 „ფოტოქიმიური სმოგის საარსებო გარემოზე უარყოფითი ზემოქმედების შესუსტება – ქ. თბილისის ეკოლოგიური მდგომარეობის გაჯანსაღების მნიშვნელოვანი ფაქტორი”. პროექტის ფარგლებში, როგორც ფოტოქიმიური სმოგისა და ოზონის წარმოქმნის პროცესების გლობალური გამოკვლევების ნაწილის ჩარჩოებში, პირველად იქნა დაყენებული შემდეგი მიზანი და ამოცანები. პროექტის მიზანი: ფოტოქიმიური სმოგის და მიწისპირა ოზონის ზემოქმედებისაგან ქალაქ თბილისის მოსახლეობის მოწყვლადობის შემცირება. პროექტის მიზნის მისაღწევად დაგეგმილი იყო შემდეგი კვლევა: ფოტოქიმიური სმოგის და მიწისპირა ოზონის სივრცულ-დროითი ცვალებადობის კანონზომიერების, შექმნის და ტრანსფორმაციის პირობების, მოსახლეობაზე ზემოქმედების ხარისხის გამოვლენა ქალაქ თბილისის, როგორც ევროპის და აზიის საზღვარზე მდებარე მეგაპოლისის მაგალითზე და ამ მოვლენის ნეგატიური ეკოლოგიური ეფექტების შერბილების საშუალებების შემუშავება. აღნიშნული კვლევა ითვალისწინებდა შემდეგი ოთხი მთავარი ამოცანის გადაწყვეტას: 1. ფოტოქიმიური სმოგის და მიწისპირა ოზონის, აგრეთვე, მათი თანამდევი და განმსაზღვრელი ატმოსფეროს ძირითადი პარამეტრების სივრცულ-დროითი მახასიათებლები გამოკვლევა. 2. ფოტოქიმიური სმოგისა და მიწისპირა ოზონის წარმოქმნის და ტრანსფორმაციის ძირითადი პირობების განსაზღვრა: ფოტოქიმიური სმოგისა და ოზონის წარმოქმნის პროცესების მზის რადიაციასთან, მეტეოროლოგიურ პარამეტრებთან, ატმოსფეროში მაიონიზებელ გამოსხივებასთან (ბუნებრივი რადიაქტიურობა, კოსმოსური სხივები) კავშირების ფიზიკურ-სტატისტიკური მოდელის შექმნა. 3. ფოტოქიმიური სმოგისა და მიწისპირა ოზონის ქ. თბილისის მოსახლეობაზე ზემოქმედების ხარისხის შეფასება. მიწისპირა ოზონის რეალური მოქმედების, როგორც ფოტოქიმიური სმოგის ძირითადი ინდიკატორის, რომელიც ახასიათებს მის ინტეგრალურ ზეგავლენას ადამიანის ჯანმრთელობაზე, საქართველოში და საზღვარგარეთ დღეს არსებული ოზონის ზღვრულ დასაშვებ კონცენტრაციასთან შესაბამისობის თბილისისათვის დაზუსტდება. 4. მიწისპირა ოზონზე აქტიური ზემოქმედებისთვის ტექნიკური მეთოდების შექმნის შეფასება (ლაბორატორიული ექსპერიმენტების დონეზე მიწისპირა ოზონზე აქტიური ზემოქმედების საცდელი მეთოდიკის დამუშავება). რეკომენდაციების შემუშავება ფოტოქიმიური სმოგის და მიწისპირა ოზონის მოსახლეობაზე ნეგატიური ზემოქმედების შესამცირებლად. პროექტის შედეგების სამეცნიერო ინტერესი იმაში მდგომარეობს, რომ ახალი ცოდნა იქნა მიღებული ფოტოქიმიური სმოგისა და მიწისპირა ოზონის წარმოქმნის მექანიზმებისა და პირობების, სივრცულ-დროითი მახასიათებლების რეგიონული თავისებურებების შესახებ ამ მოვლენაზე ზეგავლენის მქონე, ადრე ნაკლებად შესწავლილი ისეთი ფაქტორების გათვალისწინებით, როგორიცაა ჰაერის მაიონიზებელი გამოსხივება (ბუნებრივი რადიოაქტიურობა, კოსმოსური სხივები). სამეცნიერო შედეგების გამოყენება მეცნიერების ისეთ დარგებში შეიძლება, როგორებიცაა გეოფიზიკა, ატმოსფეროს ფიზიკა, მეტეოროლოგია, კლიმატოლოგია, ეკოლოგია, გარემოს მონიტორინგი, ჯანმრთელობის დაცვა და სხვა. პრაქტიკულად პროექტის შედეგების გამოყენება (ქ. თბილისის კარტირება ფოტოქიმიური სმოგისა და ოზონის დონეების მიხედვით, მიწისპირა ოზონის ზღვრული დასაშვები მნიშვნელობის დაზუსტება, მიწისპირა ოზონზე ზემოქმედების საცდელი მეთოდიკა, მოსახლეობისთვის ამ მოვლენის ნეგატიური ეფექტების შერბილებისთვის რეკომენდაციების გაცემა და სხვა) საინტერესო იქნება არა მარტო საქართველოსთვის, არამედ სხვა ქვეყნებისთვისაც, სადაც მსგავსი პრობლემებია საჰაერო გარემოს გაჭუჭყიანებასთან დაკავშირებით. პროექტის პრაქტიკული შედეგების პოტენციური მომხმარებლები საქართველოში შეიძლება იყვნენ ქ. თბილისის მოსახლეობა და მისი სტუმრები, ჯანმრთელობისა და გარემოს დაცვის სამინისტროები, ჰიდრომეტეოროლოგიური დეპარტამენტი, ქალაქის მერია, სამკურნალო დაწესებულებები, სასწავლო დაწესებულებები, საკურორტო-ტურისტული საქტორი და სხვა ორგანიზაციები. მიწისპირა ოზონზე ზემოქმედების ლაბორატორიულ პირობებში დამუშავებული მეთოდების საველე პირობებში გამოცდისას დადებითი შედეგების მიღების შემთხვევაში, მომავალში ამ მეთოდების პოტენციური მომხმარებლები იქნებიან ის სამინისტროები, უწყებები, ორგანიზაციები და ფირმები, რომლებიც დაინტერესებულნი არიან მოსახლეობის ჯანმრთელობის დაცვის საკითხებში სმოგური სიტაუციების დროს და აგრეთვე სასოფლო-სამეურნეო სავარგულების, სატყეო მეურნეობის, კულტურის ძეგლების და ა. შ. დაცვაში ოზონის მაღალი კონცენტრაციებისაგან.
Conclusion _ Large-scale experimental work on a study of photochemical smog and surface ozone and their negative influence on the health of the population Tbilisi for the first time are carried out. Monitoring smog forming and its associated atmospheric parameters both in the regime of stationary measurements on two fixed bases of observation and in the of irregular mobile regime route measurements on 20 points in different districts of city (content in air of ozone, of submicron aerosols, radon, light ions; solar radiation intensity, visibility, cloudiness, temperature, humidity, wind, pressure; gamma-radiation of soil; intensity of galactic cosmic rays). In addition to this, under laboratory conditions the development of the methods of creating of smog ozone and active action on it for the purpose of the decrease of ozone concentration was produced. The following basic results are obtained. The common statistical analysis of the values of all measured parameters independently of the weather conditions is represented. In particular, in 2009-2011 the concentration of surface ozone changed from 0 to 166 mcg/m3, the summary concentration of light ions - from 215 to 3397 cm-3, the content of radon in air - from 0.4 to 19.6 Bq/m3, the concentration of submicron aerosols - from 110 to 95480 cm-3. Changeability in the last 30 years of the concentration of surface ozone, solar radiation, visibility and aerosol optical thickness of the atmosphere is studied. Thus, for instance, changeability the concentration of surface ozone in 1984-2011 occurred in the correspondence with the polynomial of the fourth power. On the whole, from 1984 through 1997-1998 occurred an increase in ozone concentration, then - to 2006-2007, decrease and in 2008-2011 - again increase. The intensity of direct and summary solar radiation in 2010-2011 does not differ from the same data for 1980-1992. The values of the of visibility and aerosol optical thickness of the atmosphere indicate that in recent years to aerosol pollution of atmosphere somewhat less than in 1980-1992. The paired and multiple correlation and regression connections between the surface ozone concentration and other parameters are studied. The special features of the effect of the radio nuclide emission in the formation of secondary aerosols in the conditions of Tbilisi city (Tbilisi type of smog) are revealed. Intensification by the ionization of the aerosol pollution of the atmosphere under the conditions of Tbilisi is so strong which this leads also to worsening in the quality of air in the aspect of its ionic composition also. As a whole the Tbilisi type of smog is characterized by the impossible under the natural conditions feedback of the content of radon, gamma-radiation and cosmic radiation with the concentration of light ions in air, caused by the formation of secondary aerosols in the quantity, which in conjunction with the usual particles is capable of joining more ions to itself how them it is formed with the ionization. The Tbilisi type of smog can occur also in other strongly contaminated cities and environments. Physical statistical model of the connections of processes of formation of photochemical smog and ozone with different atmospheric parameters is obtained, on the basis of which the conditions for the formation of smog ozone into different seasons of year are established. The maps of the spatial distribution of ozone, aerosols, light ions, radon and gamma-radiation of soil are represented. It is shown that according to the data of the stationary point of measurements it is possible to estimate the level of the pollution of air of Tbilisi city as a whole. Ultra-short term (2-5 hours) and short term (12 hours) the statistical models of the prognostications of smog ozone, whose accuracy composes 64-78 %, is developed. The effects of the action of the concentration of surface ozone, and also others determining and associating the photochemical smog of the atmospheric parameters on the health of people are revealed. It is in particular established that under the conditions of Tbilisi in recent years the maximum day concentration of ozone of 50 mcg/m3 and above extremely unfavorably influences the health of people. This concentration considerably of those lower (3-5 times) accepted in Europe and USA the maximum permissible concentrations of ozone. It appeared according to data for the years of 1984-2010, that the increased concentrations of surface ozone (and also the associating it harmful for the health people of the components of smog) on the average increase the average annual mortality of the population Tbilisi by 1680 people. This composes 14.1 % from the average annual mortality of the population of city, which is 3 times higher than for the same parameters in the developed countries. It is established that in recent years in comparison with the eightieth years of past century, the population of Tbilisi became more sensitive to air pollution (negative effects for the health of people and the cases of lethal outcome they occur with the lower concentrations of surface ozone). The possible reasons for this are discussed. As a whole in the days with the smog situation together with air pollution by ozone, the ozone forming gases and the aerosols under the conditions Tbilisi (especially suffering cardiovascular diseases) an essential effect on the health of people have a variation in such factors as the thermal regime of air, atmospheric pressure, cosmic rays (in essence as the indicator of geomagnetic situation). The possible passive and active methods of the protection of the health of the population Tbilisi from the negative effect of photochemical smog and ozone are examined and recommendations regarding taking of measures for the purpose of the softening of this negative action are proposed.
Заключение _ Впервые проведены широкомасштабные экспериментальные работы по исследованию фотохимического смога и приземного озона и их негативного влияния на здоровье населения г. Тбилиси. Мониторинг смогообразующих и сопутствующих его параметров атмосферы как в режиме постоянных измерений на двух стационарных базах наблюдения, так и в режиме эпизодических маршрутных измерений на 20 пунктах в различных районах города (содержание в воздухе озона, субмикронных аэрозолей, радона, легких ионов; интенсивность солнечной радиации, дальность видимости, облачность, температура, влажность, ветер, давление; гамма-радиация почвы; интенсивность галактических космических лучей). Кроме этого, в лабораторных условиях производилась разработка методов создания смогового озона и активного воздействия на него с целью уменьшения концентрации озона. Получены следующие основные результаты. Представлен общий статистический анализ значений всех измеренных параметров вне зависимости от условий погоды. В частности, в 2009-2011 гг. концентрация приземного озона менялась от 0 до 166 мкг/м3, суммарная концентрация легких ионов – от 215 до 3397 см-3, содержание радона в воздухе – от 0.4 до 19.6 Бк/м3, концентрация субмикронных аэрозолей – от 110 до 95480 см-3. Изучена изменчивость за последние 30 лет концентрации приземного озона, солнечной радиации, дальности видимости и аэрозольной оптической толщи атмосферы. Так,например, изменчивость концентрация приземного озона в 1984-2011 гг. происходила в соответствие с полиномом четвертой степени. В общем, с 1984 по 1997-1998 гг. происходил рост концентрации озона, затем – до 2006-2007 гг., уменьшение и в 2008-2011 гг. – вновь рост. Интенсивность прямой и суммарной солнечной радиации в 2010-2011 гг. практически не отличается от тех же данных для 1980-1992 гг. Значения дальности видимости и аэрозольной оптической толщи атмосферы указывают на то, что в последние годы аэрозольноу загрязнение атмосферы несколько меньше, чем в 1980-1992 гг. Изучены парные и множественные корреляционные и регрессионные связи между концентрацией приземного озона и другими параметрами. Выявлены особенности эффекта радионуклидного излучения в образовании вторичных аэрозолей условиях города Тбилиси (Тбилисский тип смога). Интенсификация ионизацией аэрозольного загрязнения атмосферы в условиях Тбилиси настолько сильна, что это приводит также к ухудшению качества воздуха и в аспекте его ионного состава. В целом Тбилисский тип смога характеризуется невозможной в естественных условиях обратной связью содержания радона, гамма-радиации и космического излучения с концентрацией легких ионов в воздухе, вызванной образованием вторичных аэрозолей в количестве, которое в совокупности с первичными частицами способно присоединять к себе больше ионов, чем их образуется при ионизации. Тбилисский тип смога может иметь место также в других сильно загрязненных городах и окрестностях. Получена физико-статистическая модель связей процессов образования фотохимического смога и озона с различными параметрами атмосферы, на основании которой установлены условия образования смогового озона в различные сезоны года. Представлены карты пространственного распределения озона, аэрозолей, легких ионов, радона и гамма-излучения почвы. Показано, что по данным стационарного пункта измерений можно оценить уровень загрязненности воздуха города Тбилиси в целом. Разработана ультракраткосрочная (2-5 часов) и краткосрочная (12 часов) статистические модели прогнозирования смогового озона, оправдываемость которых составляет 64-78 %. Выявлены эффекты воздействия концентрации приземного озона, а также других определяющих и сопутствующих фотохимический смог параметров атмосферы на здоровье людей. В частности установлено, что в условиях г. Тбилиси в последние годы максимальная дневная концентрация озона 50 мкг/м3 и выше крайне неблагоприятно влияет на здоровье людей. Эта концентрация значительно ниже (в 3-5 раз) принятых в Европе и США предельно допустимых концентраций озона. По данным 1984-2010 гг. выявилось, что повышенные концентрации приземного озона (а также сопутствующих ему вредных для здоровья людей компонентов смога) в среднем увеличивают среднегодовую смертность населения г. Тбилиси на 1680 человек. Это составляет 14.1 % от среднегодовой смертности населения города, что в 3 раза выше, чем для тех же параметров в развитых странах. Установлено, что в последние годы по сравнению с восьмидесятыми годами прошлого столетия, население г. Тбилиси стало более чувствительным к загрязнению воздуха (негативные эффекты для здоровья людей и случаи летального исхода происходят при более низких концентрациях приземного озона). Обсуждаются возможные причины этого. В целом в дни со смоговой ситуацией вместе с загрязнением воздуха озоном, озонообразующими газами и аэрозолями на здоровье людей в условиях г. Тбилиси (особенно страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями) существенное влияние оказывают вариации таких факторов, как термический режим воздуха, атмосферное давление, космические лучи (в основном как индикатор геомагнитной обстановки). Рассмотрены возможные пассивные и активные способы защиты здоровья населения г. Тбилиси от негативного влияния фотохимического смога и озона и предложены рекомендации по проведению мероприятий с целью смягчения этого негативного воздействия.
ВCЯ КНИГА[ Скачать с сервера (5.44Mb) ]
| |
| ნანახია: 3055 | რამოტვირთვები: 470 | კომენტარი: 4 | | |
| სულ კომენტარები: 0 | |
