Неблагоприятные метеорологические условия

Проблема неблагоприятных метеорологических условий особенно актуальна в промышленных городах где сосредоточены крупные промышленные предприятия. Часто можно встретить также такое народное название как "режим черного неба". Что же из себя представляют неблагоприятные метеорологические условия и почему возникают проблемы с регулированием выбросов при таких условиях? Давайте разберемся. И начнем с определения:

Исходя из этого определения, можно сказать, что НМУ - это то, что мы не можем никак регулировать так как самой природой создаются такие условия, при которых загрязняющие вещества начинают накапливаться в атмосферном воздухе. Ранее мы уже затрагивали вопрос влияния метеорологических условий на рассеивание примесей. Так, к НМУ можно отнести температурные инверсии, слабый ветер, туманы и другие метеорологические условия, препятствующие рассеиванию примесей в атмосфере.

На рисунке ниже представлены НМУ как они выглядят, что называется, в живую:

На фотографии представлена ситуация, которая возникает при штиле в промышленном районе города где сосредоточены десятки предприятий. Между красными линиями отчётливо виден слой загрязненного воздуха, "висящего" над предприятиям. Нетрудно догадаться, что как только ветер немного усиливается, вся эта масса веществ уносится в сторону от промышленного узла и населению города очень сильно везёт, если ветер будет в сторону от города.

К сожалению, модель рассеивания выбросов, используемая в Российской Федерации, не способна рассчитывать концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе при НМУ. Причина такой неспособности кроется в основах самой модели. Дело в том, что изначальная задача, которая ставилась перед разработчиками модели - обоснование минимально необходимой высоты трубы ТЭЦ. Это вполне прикладная задача была с успехом решена в ГГО им. Воейкова, однако, при её решении использовался метод т.н. мажорантной фильтрации (который, кстати, сейчас широко используется не только в России, но и за рубежом при построении моделей рассеивания). Суть метода заключалась в следующем: для каждой дистанции (например, 5, 10, 100 метров от источника выбросов) строился график зависимости концентрации от скорости ветра. В результате получалось "облако" точек, например:

Для полученного "облака" строилась огибающая линия, которая, затем, описывалась математически. При этом, обратите внимание на рисунок, некоторые точки графика оставались снаружи от огибающей линии и никак не описывались в дальнейшем. Именно эти точки и соответствуют концентрациям, которые наблюдаются при НМУ. А, раз математически такие условия не описывались, то и модель их "предугадать" или рассчитать не может. Значит, при НМУ выбросы загрязняющих веществ должны регулироваться дополнительно.

Стоит обратить ещё раз внимание на то, что разработчики модели действовали абсолютно логично, с точки зрения решения поставленной перед ними задачи - зачем пытаться рассчитать абсолютно все концентрации, если задача стоит "обосновать минимально необходимую высоту трубы"? Достаточно рассчитать максимально возможную концентрацию вещества при нормальных условиях рассеивания и, используя это значение, рассчитать необходимую высоту. И разработчики модели с поставленной задачей справились, оставив, при этом, решение проблем с НМУ "на вырост". В результате этого, в Российской Федерации сформировалась своя система управления качеством окружающей среды, которая включает в себя такой момент как регулирование выбросов при НМУ, а для самих НМУ составляются прогнозы, которые доводятся до природопользователей. Кратко рассмотрим основные моменты такой системы.

Неблагоприятные метеорологические условия прогнозируются органами Росгидромета и подразделяются на три степени опасности:

1. НМУ 1 степени - при таких условиях концентрации одного или нескольких веществ в атмосферном воздухе населенного пункта могут превысить значение 1 ПДК
2. НМУ 2 степени - концентрации одного или нескольких веществ в атмосферном воздухе населенного пункта могут превысить значение 3 ПДК
3. НМУ 3 степени - концентрации одного или нескольких веществ в атмосферном воздухе населенного пункта могут превысить значение 5 ПДК

Для составления прогноза используются данные многолетних наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха. Так, для каждого дня в году рассчитывается параметр:

где n - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе в течение одного дня на всех стационарных постах;

m - количество наблюдений в течение этого же дня с концентрациями, которые превышают среднесезонное значение более, чем в 1,5 раза.

Далее, рассчитываются процентили по ряду наблюдений за 2-5 лет:

• P₉₀, P₉₈ –для параметра P
• С₉₈ – для разовых концентраций примеси.

В зависимости от значения процентиля определяется степень НМУ:

• I степень НМУ:   Р₉₈ ≤ Р < Р₉₀   и С₉₈ > ПДК_м.р.
• II степень НМУ:  P>P₉₈ и C₉₈>3 ПДК_м.р.
• III степень НМУ: P>P₉₈ и C₉₈>5ПДК_м.р.

Полученная информация о наступлении НМУ доводится до всех заинтересованных лиц с использованием различных средств коммуникации, включая и размещение информации на официальных сайтах органов исполнительной власти.

При наступлении НМУ предприятия-природопользователи обязаны регулировать (сокращать) выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Эта обязанность прописана в федеральном законе "Об охране атмосферного воздуха"

Таким образом, с точки зрения законодательства, регулирование выбросов загрязняющих веществ при НМУ должно способствовать тому, что концентрации загрязняющих веществ не превысят нормы ПДК при наступлении НМУ. Однако, как показывает жизнь, "режим черного неба" возникает регулярно в тех или иных городах, а наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в городах фиксируют превышения ПДК по некоторым веществам в десятки раз. В чем кроется одна из проблем - разберемся далее.