Способ определения запаса загрязняющих веществ в снежном покрове,обусловленных их глобальным и региональным переносом Советский патент 1981 года по МПК G01V5/12 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСА ЗАГРЯЗНЯЩЙХ

ВЕЩЕСТВ В СНЕЖНОМ ПОКРОВЕj ОБУСЛОЕПЕННЬК ИХ ГЛОБАЛЬНЬМ И РЕП-ЮНАЛЬНЫМ ПЕРЕНОСОМ

I

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано в работах, связанньгх с охраной окружающей среды.

Известен способ определения влагозапаса в снеге с помощью авиационной гамма-съемки l j.

Недостаток способа - невозможность определения количества загрязняющих веществ в снежном покрове.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения загрязнения снежного покрова, при котором используют методы сплошного пробоотбора снега по установленной сети наблюдений с определением содержания в нем химических, элементов 2,

Недостатком этих методов является TOj что для изучения больших территот : рий требуется проведение дорогостоягщих и трудоемких исследований в зимнее время, сопряженных с отбором и анализом многих сотен проб.

2

Цель изобретения - повьпаениь производительности определения запаса загрязняющих веществ в снежном покрове на больших площадях, которые обусловлены их глобальным и региональным переносом.

Поставленная дель достигается тем, что на исследуемой территорш площадью S в каждом.i-ом ланддаафтном угодье площадью S определяют влагозапас в снеге Р (например, методом авиационной гамма-съемки) и объемную концентрацию j-oro загрязняющего вещества q на репрезентативных участках угодья, а сред5шй запас Q-загрязняющего вещества на всей территории и на ландшафтном угодье Q. определяют по формулам

5 - JiMfl i.

у..

.2 S

Qb-чзрг где n - число ландшафтных угодий на территории, причем и -1 5 - S S Изобретение основано на использовании установленной однозначной связи между влагозапасом в снеге и плот ностью его загрязнения (запасом) на отдельных участках и распространение этой связи на однотипные по физико-географическим характеристикам территории. На фиг, приведены зависимости для трех ландшафтных зон на территории СССР: на фиг.2 - пример осушествления способа. Зависимости показаны для ингредиентов, которые различаются как по формам, так и по физикохимическим свойствам миграции в атмосфере. Отношение величин плотности загрязнения (запаса) к влагозапасу имеет физический смысл объемной концентрации загрязнения в снеге (в мг/ мг/м мм). Показанный на графиках разброс частных значений плотностей загрязнения соответствует точности определения объемных концентраций в 20%, что находится в пределах точности аналитических методов определе ния указанных веществ. На фиг.1 видно, что значения концентраций возрастают в горно-лесных ландшафтах Северо-Запада СССР, находящихся в сфере влияния регионального загрязнения промьшленных районов и падают ;в областях удаленных от эти районов. Точность определения загрязнения предложенным методом оцегшвается в 30% и определяется следующими факторами: точность определения влагозапасов в снеге методом самолетной гамма-сьемки равна приблизительно 10 точность нахождения объемной концент рации l-20%j точность распространения найденных значений q на площадь N около 20%. Величина погрешности 30% для оцен ки глобальных и региональных загрязнений является вполне приемлемой для такого сорта измерений. В 1строта определения запаса заг. рязняющих веществ указанным способом обусловлена следующими факторами: 1. Использованием самолетного спо соба экспрессного определения влагозапаса в снеге, основанного на учете ослабления гамма-излучения снежным покровом. Регистрируя это излучение С помощью гамма-радиометров, использующих в качестве детекторов сцинтилляционные счетчики на кристаллах NaKTej, можно в течение одного летт него дня 6-8 ч на самолете ИЛт14 провести измерение влагозапаса в снеге на маршруте протяженностью 1500-2000 пог.км. При этом производится раздельная регистрация влагозапаса в снеге на каждом ландшафтном угодье территории (в поле, лесу, болоте, оврагах), в которых влагозапасы существенно различаются. Схемка влагозапасов в снеге производится на высотах 25-27 м от поверхности земли, пролет каждого ландшафта производится однократно. По результатам съемки получают среднее значение влагозапаса в снеге по ландшафтному угодью. 2. Выбором в,каждом ландшафтном угодье репрезентативных участков, концентрация загрязняющих веществ в снеге на которых хорошо отражает уровень загрязнения снега на этом ландшафте. Например, для ландшафта лес репрезентативным участком является открытая поляна в лесу, удалйная от опушки не менее, чем на 100-200 м, на открытой территории с развитой сетью оврагов - это площадь, прилегающая к оврагам. Дпя болот достаточно провести опробование снега на участке, отстоящем не ближе 20-30 м .от края болот, а для ландшафта ближе 150-200 м от ближайших лесопосадок и т.д. Способ осуществляется следующим образом. На исследуемой территории анализом крупномасштабных топокарт выбираются основные ландшафтные подразделения: поле, лес, болота и овраги. На этих ландшафтных угодьях самолетной гамма-съемкой определяют влагозапас в снеге. Одновременно производят отбор снега в трех-пяти пунктах на репрезентативных участках каждого ландшафтного угодья, в которых затем определяют объемную концентрацию загрязняющего вещества. Отбор проб снега осуществляют с использованием цилиндрических труб, изготовленных из полиэтилена с диаметром 5-7 см. При пробоотборе целесообразно в качестве транспортного средства применять вертолет. Определение запаса j-oro загрязняющего вещества на.каждом i-ом ланшафтном угодье и среднего зап са на площади Q.- находят по формулам... Q.-fe. 9;.ч,р ,, где q; - объемная концентрация J-oro загрязняющего вещества на репрезентативных участках 1-ого ландшафта: Р - влагозапас в снежном покров на i-oM ландшафте, площадь которого п - число ландшафтных угодий на исследуемой площади. Пример, В целинных районах Северного Казахстана на.площади км производят измерение загрязнения снежного покрова, обусловл ное глобальным загрязнением территории. Распределение ландшафтов следующее: целийные земли распределены на площади км , сосновый лес- на площади км , мелкий кустарник на площади км (фиг.2). Границы между ландшафтами обозначены на фиг.2 толстыми прямыми линиями. Само летная гамма-съемка производится по маршрутам, обозначенным на фиг.2 тонкими линиями со стрелками с раздельной регистрацией интенсивности излучения по каждому ландшафту. Отбо проб снега производится на репрезентативных участках, обозначенных на фиг.2 кружками. По данным самолетной гамма-съемки снежного покрова по каждому ландшафт ному угодью определяются следующие значения влагозапасов снеге 60 мм , Р2 85 мм и Р 70 мм. Анализ отобранных проб снега, сос тoяшJ й в таянии снега, осаждении твердой фракции на фильтр и ее взвещивании, дает такие значения для объемной концентрации пыли в снеге: ,05, q,0,03 и ,04 мг/см. Отсюда средний запас пыли на каждом ландшафтном угодье равен: на целине ,,3 мг/см, в лесу Q0,03x х8,,255 мг/см и на площади развития кустарников Q 0,,28 мг/с Средний запас пыли на площади ..0,3 700 + 0,255.300 + 0,28.200 ц . ТШО °29 Uir/cM). Использование изобретения позволяет повысить производительность работ при определении загрязнения снежного покрова больших территорий. Экономический эффект на каждый миллион квадратных километров исследуемой площади составит десятки- тысяч рублей. Максимальный объем внедрения может составить для территории СССР около 10 мл.кв.км. Формула изобретения Способ определения запаса загрязняющих веществ в снежном покрове, обусловленных их глобальным и региональным переносом, включакшщй отбор проб снега и их последующий.анализ, отличающийся тем, что, с целью, повьшения производительности способа в каждом |-ом ландшафтном угодье площадью „S определяют влагозапас в снеге , отбирают на репрезентативных участках каждого угодья пробы снега, в которых измеряют объемную концентрацию j-oro загрязняющего вещества q, а средний запас Q загрязняющего вещества на всей террито- рии и на каждом ландшафтном угодье Ql определяют по формулам - 1 л1п Г-,- где п - число ландшафтных угодий на исследуемой территории, имеющей площадь S,причем 5 3 S, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Назаров И.М. и др. Снежный покров как инда1катор загрязнения атмосферы. Труды ин-та физики и математики АН Литовской ССР, Вильнюс, 1976, вып.З. 2. Коган P.M.,Назаров И.М. и Фридман Ш.Д. Основы гамма-спектрометрии природных сред, М., Атомиздат, 1976 (прототип).

857900

JyndpoSbie ланд иафть Север Едропейскрй части СССР

WO200

В/ агозапас, мм

Горна-тесные ландшафты Семеро- Запад СССР (Кольский n-oS)

ЮО230

ВлагоэапаСг мм

Степные /ландшафты Какасшя

100

Влагозапас, мм Фиг.1

300

SOfy

Си