Летний сезон по характеру синоптических процессов резко отличается от зимнего. У земли над всей Иркутской областью преобладает слабоградиентное поле низкого давления. В течении лета циклоны в большинстве случаев перемещаются с запада на восток или с юга на северо-восток, а также часто выходят южные циклоны.
Зимой распределение давления способствует развитию на большей части территории южных, юго-западных и западных ветров, а в юго-восточной части территории – северных и северо-западных.
В переходные сезоны, к которым относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение ветра сочетается с летним.
В зимнее время Иркутская область с характерным для нее антициклоническим режимом отличается небольшими скоростями ветра. На большей части территории наименьшие скорости ветра отмечаются в январе, феврале.
В летнее время в связи с усилением циклонической деятельности на большей части территории скорости ветра больше, чем зимой.
Суточный ход скорости ветра хорошо выражен в теплый сезон и слабее – в холодный. Максимум приходится на дневные часы, минимум на ночные. Для решения многих задач, в особенности при оценке рассеивающей способности атмосферы и переноса примесей в атмосфере, недостаточно знать только средние величины скорости. Для более полной характеристики ветрового режима используются вероятностные характеристики ветра в различных пределах данных скоростей по румбам.
Данные о повторяемости направлений ветра используются при проектировании расположения заводов и других источников загрязнения относительно жилых массивов.
Для отдельных районов Иркутской области отмечается суточный ход направления ветра, достаточно четко выраженный в теплый период и переходные сезоны, и практически отсутствующий зимой. Например, в Иркутске с апреля по сентябрь преобладающим направлением ветра: ночью и утром являются юго-восточные ветра, а во второй половине дня – северо-западные, причем повторяемость юго-восточных ветров во второй половине дня уменьшается в 1,5-2 раза.
Почти вся Иркутская область находится в районе с повторяемостью слабого ветра (0-1 м/с) 41-60% пространственного распределения повторяемости слабых ветров, при которых происходят наиболее опасные экологические ситуации.
Другой отличительной чертой, характерной для всей Иркутской области, является большая повторяемость приземных и приподнятых инверсий температуры, которые в сочетании со слабыми ветрами дают большую вероятность застоя воздуха. В зимний период происходит значительное выхолаживание подстилающей поверхности, усиливается сток холодного воздуха в долинах, а нисходящие движения в сибирском антициклоне приводят к образованию мощных (по высоте) и интенсивных (по разности температур) инверсий.
Весной при ослаблении антициклона повторяемость инверсий остается высокой. Летом в некоторых местах она уменьшается. Осенью повторяемость приземных инверсий увеличивается.
Влияние других факторов на формирование уровня загрязнения, таких, как туманы и осадки, состоит в том, что капли тумана поглощают вредные вещества как вблизи земли, так и из вышележащих слоев воздуха, и концентрация примеси в тумане возрастает. Влияние осадков дождя или снега заключается в захвате примесей и их переносе к подстилающей поверхности. При этом происходит загрязнение почв и водоемов.
Метеорологические условия, определяющие скорость самоочищения атмосферы в различных районах, неодинаковы. В условиях Иркутской области высока повторяемость всех неблагоприятных факторов для рассеяния примесей в воздухе. Загрязненный воздух, скапливаясь в небольшом пространстве речных и горных долин, медленно распространяется на большие территории. Причем для территории всей Иркутской области свойственны достаточно большие пространственно-временные изменения уровней загрязнения, характеризуемые метеорологическим потенциалом загрязнения.
Возможность самоочищения воздуха в северных районах мала в связи с коротким вегетационным периодом и малой фитомассой. Интенсивность техногенных геохимических потоков в атмосфере из-за неблагоприятных климатических факторов значительно выше, чем в умеренной зоне.
Загрязнение атмосферы ведет к интенсивному загрязнению почв и грунтовых вод, которые представляют собой единую тесно связанную геохимическую систему. В неблагоприятных климатических условиях Иркутской области даже города со слаборазвитой промышленностью являются источником высокого техногенного давления на окружающую среду.
Ухудшаются условия существования и самого человека. Следствием изменения химического состава окружающей среды явилось распространение новых заболеваний – микроэлементозов – генетических, токсических, аллергических и эндокринных (Ломоносов, 1993).
3.1 Оценка состояния загрязнения атмосферы на территории Иркутской области
На территории Иркутской области расположены крупнейшие предприятия теплоэнергетики, переработки нефти, строительных материалов, алюминиевой и черной металлургии, химической и нефтехимической, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной, машиностроительной, металлообрабатывающей, микробиологической, легкой и пищевой промышленности, которые определяют количественный и качественный состав выбрасываемых загрязняющих веществ в атмосферу. Дополнительный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит большое количество мелких котельных, жилой сектор с печным отоплением и автотранспорт, лесные и торфяные пожары.
Температурный режим 2007 года, в том числе и периода, приходящегося на отопительный, в целом был теплее, чем 2006 год, (особенно январь и февраль), температура декабря соответствовала прошлогодней, что способствовало уменьшению уровня загрязнения в городах области.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов и населенных пунктов, расположенных на территории Иркутской области, от стационарных источников составили 514,583 тыс. т/год (по данным 2006г.), в том числе твердые – 116,628 тыс. т/год, диоксид серы – 143, 167 тыс. т/год, оксида углерода – 128, 749 тыс. т/год, оксидов азота – 61,298 тыс. т/год.
Основной вклад в суммарный выброс от стационарных источников внесли предприятия городов (в %): Ангарска – 28, Братска – 22, Иркутска – 9, Усть-Илимска – 6,6, Усолье-Сибирского – 6,3, Шелехова – 5,7, Саянска – 4,5. По отраслям промышленности наибольший вклад в суммарный выброс вносят предприятия (в %): теплоэнергетики – 45,9; цветной металлургии – 22,7; топливной – 5,4; лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной – 5,1.
Наибольшее количество специфических загрязняющих веществ в атмосферу поступило от: ОАО «Ангарская нефтехимическая компания», ОАО СУАЛ филиал «ИркАз-СУАЛ», и ОАО «РУСАЛ Братский алюминиевый завод», ОАО «Целлюлозно-картонный комбинат», ОАО «Целлюлозно-бумажный комбинат» и ОАО ПО «Усть-Илимский лесопромышленный комплекс», ОАО «Саянскхимпласт» и ОАО «Усольехимпром».
Загрязняющими атмосферу веществами, содержание которых превышает установленные санитарные нормы, являются продукты сгорания топлива (бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид и оксид азота, оксид углерода, взвешенные вещества, сажа), технологические выбросы предприятий цветной металлургии (растворимые твердые фториды, фторид водорода), целлюлозно-бумажной промышленности (сероуглерод, сероводород), химической (хлорид водорода).
Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха свидетельствует о следующем.
В семи промышленных городах области, что составляет 39% всех обследованных населенных пунктов, уровень загрязнения атмосферного воздуха (по индексу ИЗА) оценивается как высокий и очень высокий. Это города: Братск, Зима, Иркутск – с очень высоким и Ангарск, Усолье-Сибирское, Черемхово, Шелехов, - с высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна. Воздействию высокого и очень высокого загрязнения атмосферного воздуха подвергается 1,304 млн. человек, что составляет 65,3% от населения, проживающего в Иркутской области.
Братск и Иркутск на протяжении многих лет включаются в Приоритетный список городов России с самым высоким уровнем загрязнения воздуха. Зима в Приоритетный список после некоторого перерыва входит с 2001 года. На протяжении пяти лет в этот список входил Шелехов (2000-2004г. г), Ангарск входил в 2004, 2005 гг., Усолье-Сибирское – в 2001, 2002 гг.
Веществами, определяющими очень высокое загрязнение атмосферного воздуха в этих городах, являются: бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид и оксид азота, сероуглерод, фторид водорода, взвешенные вещества, сажа.
В пяти городах и поселках области: Бирюсинске, Култуке, Листвянке, Мегете, Слюдянке, что составляет 28% обследованных пунктов, в которых проживает всего 1,2% от населения Иркутской области, средние за год концентрации вредных веществ не превышают ПДК.
В тринадцати городах области (72% от контролируемых) средние за год концентрации одной или более примесей превышают 1 ПДК. В девяти городах области средние за год концентрации превышают 1 ПДК по двум или более примесям; в Зиме, Усолье-Сибирском, Усть-Илимске, - по трем примесям; в Шелехове – по четырем примесям; Братске – по пяти примесям и в Иркутске – по шести.
В целом по городам области средние концентрации формальдегида превышают допустимый уровень загрязнения в 3,7 раза, сероуглерода в 3,4 раза, бенз(а)пирена в 2,7 раза, диоксида азота в 1,3 раза, фторида водорода в 1,2 раза.