Аэроионный состав воздуха в г. Кимры по данным наблюдений в 2015 году

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

АЭРОИОННЫЙ СОСТАВ ВОЗДУХА В Г. КИМРЫ ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ В 2015 ГОДУ

Власова А.А., Архипова Е.В.

Государственный университет «Дубна» Дубна, Россия

Цель данной работы состоит в том, чтобы изучить распределение аэроионов в некоторых районах города Кимры, Тверской области, с тем, чтобы выявить районы, где обстановка наиболее благоприятна, или, наоборот, отрицательно влияет на здоровье жителей города. Население городов, находясь на улице, в транспорте, в жилище, постоянно подвергается воздействию аэроионов. Так как эколого-геофизическая обстановка практически нигде не учитывается, а аэроионный состав воздуха редко оценивается, следовательно, для получения новых знаний об экологическом состоянии городов необходимо ознакомится с недостающими геофизическими показателями, что бы дать полную характеристику места исследования.

Задачи, которые были поставлены в ходе работы, следующие:

1. Измерение количества положительных и отрицательных аэроионов и их соотношение в различных местах на территории города, в утренние, дневные и вечерние часы в течении 10 дней.

2. Сопоставление полученных данных для выявления пространственно временного распределения аэроионов.

3. Дать характеристику изменений количества положительных, отрицательных аэроионов и коэффициента униполярности по площади города, в течение различного времени суток, а также в течение 10 дневного интервала.

В атмосфере всегда присутствуют ионы (аэроионы) обоих полярностей. В среднем на одном метре поверхности планеты приходится примерно 6,7*10⁹ элементарных зарядов. В большинстве случаев преобладают положительные аэроионы. Количественно соотношение аэроионов обеих полярностей оценивается по величине коэффициента униполярности - безразмерного отношения числа положительных к числу отрицательных аэроионов: q=n⁺/n^-. При средней концентрации положительных ионов 800 ионов/см³ и отрицательных - 700 ионов/см³ величина q составляет 1,14. В нормальных условиях в 1 см³ воздуха в приповерхностном слое атмосферы содержится 1000-1400 аэроионов обоих знаков. В крупных городах содержание аэроионов увеличивается до 1100-3500 1 см³. Это имеет большое значение с позиции экологии: «тяжелые» аэроионы оказывают вредное воздействие на живые организмы [1].

Причина ионизации воздуха: присутствие радиоактивных веществ в коре Земли, естественная радиоактивность воздуха (радон и торон) и почвы, горных пород (изотопы 40К, 238U, 232Th). Космическое излучение - главный ионизатор воздуха, а также распыление воды в воздухе, атмосферное электричество, трение частиц песка, снега и пр.

Под воздействием ионизации в воздушной среде происходят физико-химические процессы возбуждения главных составляющих воздуха - кислорода и азота. Вероятность образования и устойчивость отрицательных аэроионов в результате захвата атомами и молекулами электронов определяется величиной их сродства к электрону. Наиболее устойчивые отрицательные аэроионы могут образовывать следующие вещества: атом углерода, молекулы кислорода, озона, углекислого газа, диоксида азота, диоксида серы, молекулы воды, хлора и др. Химический состав легких аэроионов зависит от химического состава воздушной среды в целом. Газовый состав воздушной среды в природе разительно отличается от газового состава внутренней среды зданий - по этой причине аэроионизация в помещениях никогда не сможет заменить собой целебный природный воздух.

В естественных природных условиях в воздухе незамкнутых пространств (воздух лесов, полей, морей и гор) всегда имеются положительно и отрицательно заряженные аэроионы - следовательно человеку, животным и растениям уже генетически предопределено дышать ионизированным воздухом. В соответствии с нормами повышенная и пониженная концентрации легких аэроионов в воздухе отнесены к группе физически вредных факторов[4].

Нормируемые показатели аэроионного состава воздуха. Аэроионный состав воздуха устанавливается в зависимости от процессов ионизации и деионизации. Нормируемыми показателями аэроионного состава воздуха производственных и общественных помещений являются:

• концентрации аэроионов (минимально допустимая и максимально допустимая) обоих полярностей с+, с? определяемые как количество аэроионов в одном кубическом сантиметре воздуха (ион/см3).

• коэффициент униполярности У (минимально допустимый и максимально допустимый), определяемый как отношение концентрации аэроионов положительной полярности к концентрации аэроионов отрицательной полярности.

Минимально и максимально допустимые значения нормируемых показателей определяют диапазоны концентраций аэроионов обеих полярностей и коэффициента униполярности, отклонения от которых могут привести к неблагоприятным последствиям для здоровья человека. Значения нормируемых показателей концентраций аэроионов и коэффициента униполярности приведены в таблице 1.

Таблица 1

В зонах дыхания персонала на рабочих местах, где имеются источники электростатических полей (видеодисплейные терминалы или другие виды оргтехники) допускается отсутствие аэроионов положительной полярности. В лечебных целях могут применяться другие показатели аэроионного состава воздуха, если это предусмотрено утвержденными в установленном порядке методиками лечения или применения аэроионизаторов [4].

Методика исследований включает измерение количества аэроионов в районе Нового Савелова и Центральной части города. Измерения количества аэроионов проводились по двум района: Центральная часть (т. 1.1-т.5.1) и Новое Савелово (т.1-т.5). Измерения проводились в утренние, дневные и вечерние часы в течение 10 дней с

4.09.2015-10.09.2015 и с 15.09.2015- 17.09.2015. В каждом из районов было намечено 5 точек. Замеры проводились с помощью малогабаритного аэроионного счетчика МАС-01, предназначенного для измерения концентраций легких аэроионов обеих полярностей в воздухе помещений в условиях как природной, так и искусственной аэроионизации в соответствие с требованиями СанПиН 2..2.4.1294-03. Этот прибор применяется при проведении санитарно-гигиенического обследования помещений и рабочих мест, а также при мониторинге окружающей среды. Диапазон измерения концентраций легких аэроионов обеих полярностей 10²ч10⁶см^-3. Также фиксировались время проведения замеров, температура воздуха, атмосферное давление [3].

Общие число измерения количества положительных, отрицательных аэроионов и коэффициента униполярности составило 270. На картах рис. 1, 2 видно распределение точек в двух районах.

Рис. 1. Карты-схемы измерений аэроионов в Новом Савелово и Центральной части города

Рис. 2 Карта- схема измерений аэроионов в Центральной части города

В Новом Савелово было намечено 5 точек (т.1-т.5): точка № 1 - ЖД вокзал «Станция Савелово», точка № 2 - набережная, точка № 3 - Ул. 50 лет ВЛКСМ Савеловский машиностроительный завод СМЗ, точка № 4 - регулируемый перекресток на ул. 50 лет ВЛКСМ, точка № 5 - АЗС «Сургутнефтегаз».

В Центральной части города также было намечено 5 точке (т. 1.1- т. 5.1): точка № 1.1 - регулируемый съезд с моста, рядом со зданием полиции, точка № 2.1 - городской парк, точка № 3.1 - жилой частный сектор, точка № 4.1 - регулируемый перекресток, рядом со зданием администрации города, точка № 5.1 - АЗС «РТК».

Данные по 10 точкам выбраны с тем, что бы показать разброс значений в разных районах города, будь то парк, частный жилой сектор, завод, ЖД вокзал, АЗС и. т. д.

По полученным данным были построенные графики по среднему значению чисел положительных, отрицательных аэроионов и коэффициента униполярности в течение дня (утром, днем, вечером).

Рис. 3. Графики изменения количества положительных аэроионов в г. Кимры

Из сопоставления графиков очевидно, что число положительных аэроионов (рис. 3) увеличивается в Новом Савелово в утреннее и вечерние время суток, также как и в Центральной части города. В Новом Савелово наибольшее количество положительных аэроионов зафиксировано в т. № 1 в вечернее время. Это может быть связанно, с тем, что в вечернее время на станции Савелово более плотный график движения электропоездов и более высокая концентрация населения. В центральной части города максимальное значение аэроионов в т. № 2.1 в городском парке в утреннее время. Это может быть связано с оседанием пыли после сильного ветра, а так же дыхания людей вышедших с детьми с утра на прогулку, пробежку.

Рис. 4. Графики изменения количества отрицательных аэроионов в г. Кимры

Тем временем, число отрицательных аэроионов (рис. 4) в Новом Савелово увеличивается в дневное и вечернее время суток, в тоже время в Центральной части города увеличение числа отрицательных аэроионов приходиться на утро и середину дня. В Новом Савелово максимальное количество отрицательных аэроионов наблюдается в т. №1 ж/д ст. Савелово в вечернее время. Возможно, это связанно с понижением атмосферного давления и увеличением температуры из-за большого количества автотранспорта и людей. В центральной части города наибольшее значение отрицательных аэроионов наблюдается в т. № 5.1 на АЗС «РТК» утром. Вероятно, это связано с наличием более чистого воздуха в утренние часы и с небольшим количеством людей на АЗС в утренние часы.

Рис. 5. Графики изменения коэффициента униполярности аэроионов в г. Кимры

Коэффициент униполярности (У) (рис. 5) в Новом Савелово преобладает в дневное время суток, так же как и в Центральной части города. В Новом Савелово коэффициент униполярности преобладает в т. № 3 на ул. 50 лет ВЛКСМ рядом с заводом СМЗ днем. Это возможно связанно с тем, что в дневное время суток рабочие завода уходят на обед, а так же рядом с заводом есть Савеловский колледж, где так же днем собирается много студентов. Так же на повышение коэффициента униполярности могло повлиять респираторная аэрозоль с завода СМЗ. В Центральной части города наибольшее значение коэффициента униполярности измерено в т. № 2.1 в городском парке утром . Вероятно, это с вязано с оседанием пыли.

Рис. 6. Сравнение количества аэроионов в г. Кимры по районам

На основании полученных данных была построена гистограмма. Ее анализ свидетельствует о значительном увеличение положительных, отрицательных аэроионов и коэффициента униполярности в районе Новое Савелово. Такое значение аэроионом говорит о том, что в Новом Савелово сконцентрировано большее количество населения, воздух более загрязнен пылью и аэрозолями, наличие которых может быть связано особенностями работы железной дороги вблизи вокзала, функционированием машиностроительного завода или высокой плотностью потока автотранспорта.

Количество положительных аэроионов и коэффициент униполярности являются особенностями геофизического состояния окружающей среды в г. Кимры. Так как положительные аэроиононы еще называются тяжелыми и именно они влияют на ухудшение состояния здоровья и самочувствия человека, следовательно, можно проследить и техногенную компоненту. Например, максимальное значение тяжелых аэроионов приходится на вечернее время у ЖД вокзала ст. Савелово, что связано с наличием железнодорожного полотна, большим количеством автотранспорта и увеличением количества людей в этот период.

Данное исследование является новаторским, и характеристику аэроионного состоя воздуха малых городов можно использовать как один из компонентов экологогеофизического анализа малых городов. Полученные данные пока не дают превышения нормативов, но их контроль необходим в постоянно меняющейся эколого-геофизической обстановке современных городов, в условиях роста интенсивного техногенного воздействия.

аэроионы воздух город экологический геофизический

Список литературы

1. Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевской В.К. Экологическая геофизика: учебное пособие для вузов / Изд-во МГУ, 2001 г. - 250 с.

2. http://steril.narod.ru/ion2.htm Общие сведения по аэроионам. Дата обращения - 26.09.2015

3. http://www.ntm.ru/UserFiles/File/product/Microclimate/MAS01/ManageMAS01.doc - Малогабаритный счетчик МАС-01 Руководство по эксплуатации МГФК 510000.001РЭ Дата обращения - 20.09.2015

4. СанПиН 2.2.4.1294-03 Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений

Размещено на Allbest.ru