Атмосферные выпадения
Среди городов по интенсивности выбросов (более 800 тыс. т/год) выделяются города с черной и цветной металлургией - Норильск, Кривой Рог, Темиртау, Новокузнецк, Магнитогорск, Мариуполь. Для оценки экологической опасности и степени загрязнения кроме объема выбросов важно знать их качественный состав и содержание наиболее токсичных веществ. В крупных столичных городах, расположенных в межгорных и предгорных впадинах, велико загрязнения от автотранспорта, достигающее в Тбилиси, Ереване, Алма-Ате, Ташкенте 75 - 90% от общих выбросов. Основная масса микроэлементов в атмосфере входит в состав аэрозолей. При этом элементы с относительно высокими кларками - железо, марганец, цинк, хром, медь связаны главным образом с мелко- и крупнодисперсным аэрозолем (0,05 - 2 мкм и более), а наиболее токсичные элементы с низкими кларками - кадмий, свинец, сурьма, мышьяк, ртуть находятся преимущественно в субмикронной фракции (менее 0,05 мкм) или паро-газовой фазе аэрозоля. В атмосферных аэрозолях кадмий, свинец, цинк находятся в основном в обменных формах ( рис. 21.2 ). Атмосфера городов загрязнена обычно оксидами серы и азота, пылью, но особенно опасны специфические для каждого производства загрязнители.
Наиболее высоки уровни загрязнения в городах с черной, цветной металлургией и нефтехимической промышленностью, где предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ превышены в несколько раз. Среди специфических поллютантов приоритетные позиции занимают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) , формальдегид , тяжелые металлы . Особенно контрастны техногенные аномалии одного из ПАУ - 3,4-бензпирена , обладающего канцерогенными свойствами и образующегося при пиролитических процессах, главным образом при сжигании ископаемого топлива. Высока запыленность воздуха в городах. Так, в фоновых ландшафтах центра Русской равнины поставка твердого вещества из атмосферы составляет 10 - 15 кг/км2 в сутки [ Ю.Е. Сает, Н.Ф. Глазовский ]. В промышленных городах она увеличивается в 5 - 10 и более раз, что ведет к возрастанию роли взвешенных частиц как носителей химических элементов и контрастности образующихся при атмосферных выпадениях техногенных аномалий (рис. 21.3) . Выделяется два типа атмотехногенной нагрузки: 1) выпадение больших количеств пыли с относительно низкими концентрациями поллютантов и 2) высокие нагрузки, образуемые выпадением меньшего количества пыли с повышенными содержаниями элементов. Из-за глобального распространения многих поллютантов, особенно тяжелых металлов, возникают большие трудности при определении регионального фона атмосферных выпадений. Почвы - основной поставщик тяжелых металлов естественного происхождения в атмосферу. Однако пыль выпадений по сравнению с почвами обогащена в 5 - 20 раз ртутью, цинком, оловом, кадмием и медью. Считается, что для этих металлов, а также мышьяка и сурьмы антропогенный вклад в их общее количество в атмосфере составляет более 50%. Поэтому понятие "фон" для атмосферных выпадений относительно. Выпадения в промышленных городах в среднем в 3 - 15 раз обогащены тяжелыми металлами по сравнению с региональным фоном. В свою очередь территория крупных городов, как правило, загрязнена неравномерно и на повышенном городском фоне четко выделяются техногенные аномалии выпадений промышленных зон, в которых концентрации цинка, свинца, никеля, ртути, хрома и других металлов возрастают обычно еще в 5 - 6 раз. Интенсивность загрязнения воздуха в городах зависит и от целого ряда ландшафтных факторов, в первую очередь от метеорологической ситуации и рельефа. Особенно сильно загрязнены промышленные города, расположенные в горных кот- ловинах (горно-котловинное семейство) с частыми инверсиями температур, приводящими к смогам (Новокузнецк, Братск, Магнитогорск, Иркутск и др.). Состояние атмосферного воздуха очень динамично, поэтому наблюдение за ним ведется непрерывно на стационарных пунктах контроля (в крупных городах, как правило, в нескольких пунктах). Достоинством такой организации контроля воздушной среды служит непрерывность, а недостатком - редкая сеть наблюдений, не обеспечивающая достоверную пространственную картину распределения загрязнителей по всей территории города. Существование коррелятивных зависимостей между содержанием многих поллютантов в атмосферном воздухе и их содержанием в снеге и почвах, доступных для площадного опробования, позволяет использовать эти компоненты ландшафта для экспрессной геохимической индикации загрязнения городов.
