Экспериментальные исследования микрофизических характеристик антропогена аэрозолей в системе лазерного контроля атмосферы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

п о ин

'ОМСКИЙ ОРДЕНСВ ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЩИИ И ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННА УНИВЕРСИТЕТ им. В.В.КУЛБШЕВА

На правах рукописи УДК 551.501.7:551.510.42

Насекин Геннадий Степанович

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АНТРОПОГЕННЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В СИСТЕМЕ ЛАЗЕРНОГО КОНТРОЛЯ АТМОСФЕРЫ

(Специальность 01.04.05-оптика)

автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Томск

- 1993

Работа выполнена в Кемеровском госуниверситете

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор И.В.Самохвалов

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Г.М.Креков

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник В.С.Шаманае]

Ведущая организация:

Отдел экологии промышленных центров Кемеровского научного центра СО РАН

Защита диссертации состоится "_"_1993 г. в

_час._мин на заседании специализированного Совета

К.063. ЬЗ.ОЗ по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук при Томском орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени государственном университете им. В.В.Куйбышева (634010, г.Томск, пр.Ленина,36, главный корпус, ауд, 136).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_ 1993 г.

¿'чёный секретарь

/ ,

специализированного Совета, к.ф.-м.н. Ь Г.М.Дейкова

- 3 -

ОБИУШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Неблагоприятная экологическая обстановка, сложившаяся в ряде крупных промышленных центров, требует принятия срочных мер, направленных на уменьшение антропогенных нагрузок на окружающую среду и,прежде всего, на атмосферу. Наряду с разработкой безотходных технологий и способов очистки стоков предприятий, такой мерой может стать эффективный контроль за содержанием вредных примесей в атмосферном воздухе городов, обеспечивающий принятие оперативных решений об изменении режима работы отдельных производств.

Одним из основных загрязнителей воздуха городов являются индустриальные аэрозоли, как непосредственно выбрасываемые в дымовых шлейфах предприятий, так и образующиеся в атмосфере из газовых компонент а. результате фотохимических реакций. Количественной мерой, сдукаией для оценки степени аэрозольного загрязнения атмосферы, является массовая концентрация - суммарная масса аэрозольного вещества в единице объёма воздуха. Применяемые в настоящее время в городах способы контроля массовой концентрации индустриальных аэрозолей основаны на непосредственном отборе проб воздуха аспиряционными датчиками. Такая методика контроля имеет ряд существенных недостатков: трудоёмкость лабораторного анализа проб, искажение контролируемой характеристики за счпт контакта среды с коммуникациями датчиков, трудность в получении мгновенных значений массовой концентрации. Однако, главный недостаток контяктпых методов состоит в их низкой оперативности и локальности, .что ив позволяет произвести анализ простпанстпенно-прпмсннсго.. определении поли концентрации ин-

дустриальных аэрозолей в атмосфере города. Достоверность прогноза степени загрязнения по данным сетевого контроля остаётоя невысокой и слабо зависит от увеличения числа датчиков.

Перспективным направлением модернизации систем контроля воздушного бассейна крупных-промышленных центров следует считать использование дистанционных и оперативных методов, спосоС ных в сжатые сроки и на большой территории получать информации о степени и характере аэрозольного загрязнения атмосферы, Указанным требованиям полностью удовлетворяет метод лазерного зон дирования атмосферы. Этот метод хорошо зарекомендовал себя в решении целого ряда прикладных задач оптики аэродисперсных сие тем антропогенного происхождения, в том число и определения массовой концентрации по измеряемым оптическим характеристика* антропогенных аэрозолей [I].

Вместе с тем, опыт применения исследовательских лазерных локаторов (лидаров) для зондирования аэрозольных полей в городах показал, что эффективность их использования в системах на троля воздушного бассейна, в значительной мере, определяется объёмом и качеством предварительной информации о зондируемой иэрозольноЛ среде. Характер зависимости оптических и микрофиз! ческих параметров индустриальных асрозолой проявляется статистически и зависит от специфики промышленного района и метеорологических условий, среди которых важное место занимают скорость и направление ветра, их изменение с высотой, термически) стратификация, относительная влажность воздуха.

Внедрению лазерно-локационных комплексов в практические системы контроля атмосферных загрязнений предшествует этап их адаптации к специфическим условиям конкретного промышленного

- Ь - •

района. На этом этапе проводится комплексное исследование элементов зондируемой среды, устанавливаются функциональные зависимости микрофизических характеристик индустриальных аэрозолей и оптических парнетров, измеренных с помощью лидаро. Выясняются. особенности указанных связей, обусловленные метеорологическими факторами. Кроме того, информация о микрофизических характеристиках индустриальных аэрозолей, их пространственно-временной изменчивости и влиянии на неё метеоусловий требуется для более полного понимания процессов распространения лазерного излучения в относительно малоизученном классе атмосферных золей -- антропогенных аэрозолях.

Недостаток информации о микрофизических и оптических характеристиках индустриальных аэрозолей является сдерживающим фактором на пути внедрения систем лазерного контроля атмосферы в практику природоохранных служб.

Выбранное направление экспериментального исследования характеристик антропогенных аэрозолей в системе лазерного контроля атмосфера служит частичному восполнению указанного дефицита «{формации, что и определяет его актуальность'.

Цель работы состояла в проведении экспериментальных иссле-юваний атмосферных аэрозолей индустриального происхождения оптическими и прямыми контактными методами. При этом предполагалось:

- установить зависимости коэффициентов ослабления лазерного (злученил в окнах прозрачности видимого и ближнего 11К дилпазо-юв на длинах волн серийных СКГ 0,4-1 мкм; 0,63 мкм; мкм и !,0б мкм от массовой концентрации индустриальных аэрозолей при ¡азличных метеорологических ситуациях, реализ.>гчг:.-:я я атмосфе-

- с -

ре промышленного центра, насыщенного предприятиями химической промышленности, энергетики и углепереработки;

- разработать и апробировать в системе лазерного контроля воздушной среды методику, позволяющую оценить параметры спектра размеров аэрозольных частиц по результатам двухчастотного зондировании и на её основе определить массовую концентрацию индустриальных аэрозолей.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в том, что, в отличие от ранее проводившихся исследований, зависимости коэффициентов ослабления лазерного излучения определялись на различных частотах в условиях резко' выраженной гетерогенности аэрозольной среды и в широком диапазоне изменения метеопараметров. На основе большого объёма экспериментальных данных оценён спектр размеров частиц индустриального происхождения и проведено его сопоставление с результатами решения соответствующей обратной задачи лазерного зондирования атмосферы. Разработан оптимальный алгоритм определения массовой концентрации индустриальных аэрозолей по коэффициентам ослабления на двух длинах волн серийных лазеров: Д / - 0,44 мкм и

Ад,- м1(м. Создан и апробирован ряд действующих приборов и устройств.

Достоверность полученных результатов обезпечипаотзн: . - большим объемом экспериментальных данных, полученных и разные годы, в различных по степени аэрозольного за гранения районах города;

- соответстоием значений массовой концентрации аэрозолей, полученных обращением коэффициентов ослабления и измеренных

конта !п ник способом по методикам, применяемым в оришал к опт-

ля воздушной среды;

- общим соглпсием полученных микрофизических оценок с изпе-ными результатами и представлениями;

- использованием в вычислительных процедудах аналитических прсксимаций с минимальными погрешностями;

- метрологической поверкой и калибровкой функциональных уз-в измерительной аппаратуры.

Практическая значимость результатов работы заключается в я, что подученные количественные зависимости оптических и крофизических характеристик атмосферных индустриальных аэро-лей составляют методическую основу средств оперативной и ди-аншшшой диагностики воздушной среды конкретного промытлен-го района. Апробированная в натурных условиях методика опро-ления массовой концентрации по данным двухчастотного лазер-го зондирования уже в настоящее время может быть использова-для решения практических задач экологического мониторинга здушного бассейна города.

В процессе выполнения работы изготовлен и всесторонне ис-ган комплекс аппаратуры для контроля аэрозольных загрязнений годами лазерного зондирования, который после соответствующей атно-конструкторской проработки может быть использован в эктичсской работе контролирующих служб.

Выполнение работы стимулировало развитие экологической гсравлепности п преподавании ряда общих и специальных курсол 1 студентов физического факультета Кемеровского госуииверси-га, а также широко использовалось для практической подготоп-будугощих спепиалистов-оптиков.

Использование результатов работы. Полученные п работе ре-

зультаты были использованы Институтом оптики атмосферы СО РА] для проведения исследований по оптике атмосферных аэрозолей i выработке требований к оптико-электронным устройствам, работ; ющш в открытой атмосфере.

Апробация. Результаты исследований докладывались на Я (Томск, 1980) и У11 (Томск, 1932) Всесоюзных симпозиумах по ju зерному и акустическому зондированию атмосферы, на >1 Всвсою; ноы симпозиуме по распространению лазерного излучения в атма форе (Томск, 1981), на П Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы охраны окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленностью (Кемерово, 1932), на пленарных заседаниях совета по спектроскопии СО АН СССР (Кеме рово, 1902 и 1939), на XI Симпозиуме по лазерному и акустичес кому зондированию атмосферы vТомск, 1992), на > Совещании по распространению лазерного излучения в дисперсной среде (Обнш-1992).

Личный вклад заключается в планировании, постановке и Bt полнении всех экспериментальных работ, представленных в диссс тации. Автору принадлежит идея оценки параметров функции распределения частиц по размерам на основе данных одночастотноп дозорного зондирования и прямых контактных измерений массово? концентрации аэрозолей. Выбор алгоритмов обработки пксперимв! талышх данных, проведение расчётов и интерпретация результат проведены лично или под непосредственном руководство« автора диссертации.

ОСНОВНОЕ ЭАДОДОЬВ ШШШИа

I. Результаты длительных экспериментальных исследований

- У

индустриальных аэрозолей в приземном слое атмосферы города с применением метода 'лазерного зондирования на длинах волн -= 0,44 мкм; = 0,53 мкм; Aj => 0,63 мкм и Ау - 1,06 мкм, с также прямых контактных методов определения характеристик аэрозолей показывает возможность реализации в регионе с высокой плотностью химических и энергетических предприятий системы оперативного контроля микрофизических параметров индустриальных аэрозолей на оснопе средств одно- и двухчастотного лазерного ч зондирования атмосферы.

2. Учёт относительной влажности и направления ветра отно-¡ительно расположения крупных источников выбросов позволяет Увеличить в I,b - Ü раза точность определения массовой кенцент-)ации индустриальных.аэрозолей,по измерениям коэффициентов ос-шбленин лазерного излучении в видимой области спектра. В приемном слое атмосферы промышленного центра выборочная плот-ость распределения коэффициента связи характеристики оптичес-ого ослаблении света и массовой концентрации аэрозолей описы-вется логарифмически нормальным законом, параметры которого пределлптси градациями относительной влажности. ., .

3. ¿1лзерно-оптический комплекс, выполненный на принципах вухчастотного лазерного зондировании в, видимой, и ближней ИК блпети спектрэ, позволяет непрерывно контролировать массовую онцентрапил и спектр размеров частиц индустриальных аэрозолей.

этом знт<ительно превосходит применяемые .в практике датчи-* по оперативности и возможностям автоматизации процесса иэ-зрений. .

',тр>кт>г,з и обьоу работы. Диссертация.- в су. т сит из- введения, •ёх /лап. заключения и списка литорчтуры, пи,- ■•» юдого П.'З на и-

менования. Общий объём диссертации, включая иллюстрации на 15 стр. и 10 таблиц, составляет 130 страниц. В начале каждой главы кратко анализируется состояние вопроса, в конце главы делаются выводы по представленным результатам.

соддалник РАБОТЫ

Во введении определяется место диссертационной работы в исследованиях атмосферных аэрозолей индустриального происхождения, обосновывается актуальность темы, аргументируется выбор метода и средств исследований, формируется цель работы, приводится основные защищаемые положения и кратко излагается содер-кание диссертации.

В первой главе "Метод лазерного зондирования атмосферы и мониторинг воздушного бассейна промышленного центра" даётся краткая экологическая характеристика Кемеровского промышленного района (5 1.1), рассмотрены основные методики существующих систем контроля аэрозольного загрязнения атмосферы 1.2), отмечены их недостатки, устранение которых возможно путём разработки и внедрения в практику нового поколения приборов контроля, из них наиболее эффективными представляются приборы, основанные на методе лазерного зондирования атмосферы.

В 5 1.3 дан аналитический обзор работ, посвлщённых лазерным методам зондирования атмосферы. Основное внимание в обзоре обращено на комплексные экспериментальные исследования антропогенных аэрозолей лазерно-оптическими методами. Выделены работы, направленные на установление зависимостей коэффициентов ослабления и обратного рассеяния от ми:'рофизических характеритсик аэ розолей, и, прежде всего, массовой концентрации, являющейся ос-

ювным показателем степени загрязнения атмосферного воздуха пропиленными выбросами. В качестве итога краткого аналитического ¡бзора отмечена возможность использования одночастотного лазер-юго локатора или другого оптического прибора, позволявшего определять коэффициент ослабления света, для оценки величины мас-ювой концентрации. При этом точность оценки во многом определяйся как объёмом и качеством предварительной информации о зонди-уемой среде, так и учётом метеофакторов, влияющих на характер [ вид зависимости оптических и микрофизических параметров антро-югенных аэрозолей.

В 5 1.4 описана аппаратурная реализация экспериментальных сследований антропогенных аэрозолей Кемеровского промышленного айона, насыщенного предприятиями химической промышленности, нергетики и углепереработки. Рассмотрены блок-схемы оптических риборов^- передвижного лазерного локатора и трёх лазерных из-ерителей горизонтальной прозрачности атмосферы. Описана группа етеоприборов и контактный датчик массовой концентрации аэрозоей. В 5 I.4 приведены также методики проведения исследований, редварительной обработки и представления экспериментальных дан-ых, основные блоки которых включали в себя результаты одновре-енных измерений оптических характеристик золей, их массовой онцентраиии и метеопараметров - относительной влажности, ско-ости и направления ветра, температуры и давления.

лазерные измерители горизонтальной прозрачности атмосферы а длинах волн - 3,44 мкм, = 0,63 мкм и А} - 1,06 мкм аполнены по схеме отраженного луча п предназначены для непрочного контроля прозрачности атмосферного :лон протяжённостью £ - 0,Ы> км. ¿со измерения проводились .циклами длительность«

20 мин. с последующим выделением в каждом цикле 20-30 реализаций горизонтальной прозрачности атмосферы, по которым рассчитывалось среднее за 20-ти минутный цикл значение коэффициента ослабления c/L ) на соответствующей длине волны. В целях сопоставимости результатов и устранения аппаратурных погрешностей периодически ччерез Ь-6 часов) производилась калибровка измерителей прозрачности. Эта процедура заключается в установке трассового отражателя в непосредственной близости от приёмника и источника излучения и последующим уравниванием интенсивностей в опорном и измерительном оптических каналах.

Передвижной одночастотный лидар выполнен по моностатической схеме. В качестве излучателя а лидаре использован серийный OKI1 на алюмо-иттриевом гранате v /\ = 0,ЬЗ мкм). Приёмная антенна лидара - ньютоновский телескоп-рефлектор с диаметром главного зеркала 300 мм. Устройство сканирования лучом обеспечивает круговой обзор по азимуту и до 20° по углу места. Информация о рассеянии лазерного излучения на частицах аэрозолей регистрируется в аналоговом виде и отображается на экране запоминающего осциллографа. Обработка эхо-сигнала и получение коэффициента ос давления производится с использованием метода логарифмической производной.

Непосредственно на трассах зондирования располагались приборы для измерения метеопараметров и контактный датчик массово! концентрации. Методика проведения сопутствующих контактных измерений соответствовала стандартам, принятым в службах контрол] природной среды.

Во второй главе "Определение массовой концентрации антроп генных аэрозолей методами одночастотного лазерного зондирована

рассматриваются результаты экспериментальных исследования по установлении функциональных зависимостей коэффициента ослабления лазерного излучения Ы. (.А) от массовой концентрации антропогенных аэрозолей СЫ).

В 5 2.1 рассмотрены теоретические основы связи величин (А) и М. Отмечается, что строгое решение этой задачи возмси-но только "с привлечением информации о спектре размеров частиц аэрозоля, плотности материала частиц и сведений о комплексном показателе преломления. В исследуемом классе аэрозолей получение такой информации сопряжено с большими трудностями, поэтому естественным представляется поиск простых эмпирических соотношений между Ми позволяющих производить оценку массовой концентрации по оптической характеристике аэрозольной среды.

Проведено сопоставление экспериментальных массивов коэффициентов ослабления о( 10,ЬЗ) и с^(0,63), измеренных в зоне жилой застройки г.Кемерова и на промплощадке коксохимического завода, с соответствующими значениями массовой концентрации аэрозолей М, подученными контактным аспирационным датчиком. Предварительный анализ непрерывных долговременных измерения величин

и И показал удовлетворительное совпадение зависимости между этими величинами с линейной функцией вида М -^'сЛ , где -коэффициент пропорциональности.

¿ели формирование аэрозольной среды в воздушном бассейне города производится небольшой группой однотипных источников со стабильной технологией производства, то связь величин оС и М становится более отчётливой. Это демонстрирует график, приведённый на рис. I, где длина радиуса-вектора точек на кривых Н и о(,ч0,СЗ) пропорциональна соответствующим средним значениям по

веем реализациям, полученным при данном направлении ветра.

Рис. I. Средние значения величин с/(0,СЗ) и Н, подученные при различных направлениях ветра

Наиболее устойчивая линейная зависимость наблюдается при ветрах северо-западного и южного направлений, Ь условиях проведения экспериментов это соответствовало переносу в городскую атмосферу примесей от локализованных источников выбросов. Относительно высокие значения коэффициентов корреляции массивов М и с/ в ртих секторах позволили подучить линейные зависимости ви-

да М .

Проведён статистический анализ экспериментальных значений коэффщие"та у.1 , соответствующего ветрам из промышленноЛ зоны. Показано, что в условиях г. Кемерово функция распределения случайной величины^ имеет асимметричный график, вытянутый в сторону больших значений. Аппроксимация выборочной функции плотности вероятности случайной величины ^ показала её хорошее соответствие логарифмически нормальному закону. Анализ указанной функции проведён для двух градаций по величине относительной влажности ( ^ 17% н 70%), определены моменты (функции распределения, в частности, средние значения для всего массива данных и для приведённых выше подмассивов. На основе статистического анализа сделан вывод о существенности учёта относительной влажности для сценки массовой концентрации по коэффициенту ослабления.

Ь з к.'< и } 2.3 содержится описание экспериментов и результатов, полученных в зоне повышенного аэрозольного загрязнения. Особенностью этих экспериментов было формирование аэрозольной среды на трассах зондирования различными технологическими установками при различных направлениях ветра, остановленные (¡ункци-оналыше зависимости величин «¿^0,63) и о£\0,ЬЗ) от массовой концентрации подтвердили существенность учёта типа аэрозоля и относительной влажности. В \ предпринят опыт оценки параметров функции распределени), аорозолм по размерам, которая для условий промплощадки выбиралась п степенном виде. На основе решении прямой задачи рассчитывало» коэффициент связи дли зондируйте .1 длины волны Д - 0,63 мкм. Дальнейшее сопоставление модельных значений с соответствующими им экспериментальными по-

казало, что в большинстве измерительных ,;иклов параметр степен-

ном случае указывает^ преобладание крупных частиц в 'исследу--ем ой среде. _ (. ; . .

В третьей главе ди-усертации " Исследование микрофиэичаских характеристик антропогенных аэрозолей методами двухчастотного ' лазерного зондирования атмосферы" приведены результаты"натурных экспериментов, показывающих возможность определения массовой концентрации индустриальных аэрозолей по двум оптическим характеристикам -.-коэффициентам ослабления лазерного излучения- на длшпх волн Аг-0,44 мкм и - 1,06 мкм. ' ' 1

,... В } 3,1 аргументируется уже отмеченная выше необходимость учёта спектра, размеров'частиц, как возможного направления длл' повышения точности определения массовой концентрации оптическими методами. Рассмотрены теоретические основы постановки и решения- обратных задач оптики атмосферных аэрозолей^ Ь качестве приемлемого для задач практического контроля выбран метод модельных оценок, реализация которого требует априорных сведений об аналитическом-виде {-ункции распределения частиц аэрозоли по размерам, предварительной информации о границах размеров частиц и комплексном показателе преломления вещества аэрозоли..

5 3.2 посвяшён выбору.наиболее адекватной городским условиям модели спектра размеров -частиц аэрозолей, ¿читывая, что среди аналитических моделей наиболее широко используется степенной закон [з], именно эта модель была выбрана для аппроксимации данных прямого микроструктурного анализа аэрозольных проб, .взятых в раэл.'--г;(:е время и и различных точках .территории. 1'. Кемерова. Ь

результате установлено удовлетворительное соответствие реального спектра размеров в области 0,5 + 10 мкм степенной модели. В соответствии с этим в } 3.3 даётся описание методики, позволяющей определять параметры степенной модели по измеренным коэффициентам ослабления на длинах волн » 0,44 мкм и Д^з 1,06 мкм. Массовая концентрация аэрозолей ^Мр) может быть получена как третий момент функции распределения аэрозолей по размерам. В экспериментах, результаты которых также приведены в 5 3.3, кроме оптических характеристик золей и одновременно с ними определялась массовая концентрация М с помощью контактного аспираци-онного датчика. Сопоставление массивов М и Мр показало их полную коррелированность, что послужило основанием для установления линейной зависимости между указанными величинами. Эта зависимость имеет вид:

И я - 0,07 * 1,00 Ы.

г

На рис. V- приведены временные ходы экспериментальной и расчетной массовых концентраций, идовлетворительнов соответствие иэличин М и Мр позволяет сделать вывод о возможности применения изложенной в } 3.3 методики в системе непрерывного контроля массовой концентрации аэрозолей индустриального происхождения.

6 заключении перечислены основные результаты и выводы диссертационной работы.

ОСНОЫЫл РКЗУ.'1ЬТАТч РАБОТИ

I. Экспериментально установлено, что учёт направления ветра, переносящего в атмосферу города аэрозоль от отдельных групп предприятий со стабильной технологией производства, позволяет устанавливать линейную зависимость коэффициента ослабления света

Рис.2. Изменение массовой концентрации аэрозолей в течение дня - 5.09.64 г. ^Центральный район г.Кемерово) —о—о-(Ю - массовая концентрация, измеренная

аспирационным датчиком;----чМр> - значения

массовой концентрации, восстановленные по данным двухчастотного зондирования.

в видимой области спектра от массовой концентрации аэрозолей. С, учётом направления ветра коэффициент корреляции экспериментальных величин составляет 0,9, без учёта он равен 0,3.

2. Для условий приземного слоя атмосферы г.Кемерова на основе массива экспериментальных данных, включавшего в себя 403 одновременно измеренных значений коэффициента ослабления оС на длине волны Д = 0,63 мкм и массовой концентрации индустриальных -->г,ополей М, получена выборочно« плотнпст1- :\чсп"едг,лпмия ко-

^ффициента связи jU U/uí , описываемая логарифмически нормаль-1шм законом. Найдены средние значения коэффициента J{ для двух градаций данных по величине относительной влажности : при У 4 70%, ß * 0,2 мг/м3. Для условий, отвечающих повышенной относительной влажности 70'?, среднее значоние JÁ - 0,12 ыг/м3. Приведённый результат показывает, что учёт относительной влажности повышает точность оценки массовой концентрации по измеренному коэффициенту ослаблении в 1,5-2 раза.

3. Микроструктурный анализ аэрозольных проб, подученных в приземном слое атмосферы в различных точках территории г.Кемо- « рова даёт возможность сделать вывод о том, что спектр размеров индустриальных аэрозолой в области радиусов частиц £L - 0,5+10 мкм удовлетворительно аппроксимируется степенными функциями

чмодель Юнге).

4. Сопоставление результатов численного моделирования ко-гк'фициснта связи jU - М/оС с аналогичными экспериментальными данными, подученными вблизи от крупного источника аэрозолей vKOKcoDue батареи) показало, что в большинстве случаев (67%) параметр дисперсности в модели Duro заключён в пределах 2,3 f 2,7.

а. Разработан алгоритм, позволяющий восстанавливать параметры cnei<Tp;i размеров частиц индустриальных аэрозолей в модели Юнге rio коэффициентам ослабления лазерного излучения на длинах волн - -,'М мкм и Дд, - l,0fi мкм. Массив значений массовой концентрации, полученный по восстановленным параметрам модели vM) и соответствующий массив экспериментальных данных (Ыр) хорошо коррелируют дну i' с другом. Коэффициент корреляции указанных массивов составил - 0,67, а зависимость экспериментальной и восстановленной характеристик аэрозольного загрязнения атмосферы

имеет вид: М = - 0,07 ^ 1,00 М.

Полученный результат свидетельствует о возможности оперативного контроля массовой концентрации по результатам двухчас-тотного лазерного зондирования атмосферы в видимой и ближней ПК области спектра.

б. Для получения вышеприведённых результатов создан лазер-но-оптический комплекс, выполненный на принципах двухчастотног' лазерного зондирования атмосферы. Опыт эксплуатации указанного комплекса и условиях атмосферы г.Кемерова показал,его надёжность, оперативность в получении информации о степени загрязнения атмосферы, а также возможность её отображения в формате данных, принятом в государственных службах контроля за загрязнением природной среды.

Литература.

1. Зуев В,Е., Кауль Б.В., Самохвалов И.В/и др. Лазерное зондирование индустриальных аэрозолей. - Новосибирск: Наука, Сиб отделение, 1936. - 183 с.

2. Мак-Картни Э. Оптика атмосферы. - Ы.: Мир, 1/79. - 421 с.

3. Зуев В.Е., Креков Г.М. Оптические модели атмосферы. - Л.: 1'идрометеоиздат, 1936. - 256 с.

СПИСОК РАБОТ, ОШБЛИКОЗАПНал ПО Ш ДИССКРТАЦ11И '

1. Михайлов В.А., Николаенко П.Т., Степанов К.Г., Минеев П.М., Корчуганов В.И., Курмакаев В.А,, Лукьянов 1 .11., Насекин Г.С Автоматизация обработки информации при лазерном зондировани загрязнений атмосферы// Проблемы охраны окружающей среды региона с интенсивно,развивающейся промышленностью. - Кемерово, 1977. - с. 53-54.

2. Корчуганов В.П., Лукьянов 1" .II., Насекин ; .С. ч-ункционпльный

комплекс в аппаратуре оптического зондирования атмосферы П Проблемы охраны среды и рационального природоиспользования в Кузбассе. - Кемерово, 1978. - с. 122-124.

3. Корчуганов В.П., Лукьянов Г.П., Насекин Г.С., СтемковскиЯ A.M. Световой локатор кругового обзора 11 Проблемы охраны среды и рационального.природоиспользования в Кузбассе. - Кемерово, I97B. - с. 124-126.

4. Корчуганов В.П., Лукьянов Г.П., Насекин Г.С., Стемковский

А.И. Система для измерения массовой концентрации атмосферного аэрозоля с помощью лазерного регистратора прозрачности )) Тезисы докладов научно-технической конференции "Молодые химики Кузбасса - 60-летию ВЛКСМ". - Кемерово, 1973.-с.134-137,

а. Корчуганов В.П., Лукьянов г.П., Насекин Г.С., Татаринов В.В., Иванов Н.В. Определение атмосферных загрязнений по измерениям прозрачности атмосферы )) Тезисы докладов I Республиканской конференции "Проблемы охраны окружающей среды в районах

с интенсивно развивающейся промышленностью". - Кемерово, 197у. - с. 2L).

б. Иванов H.ii., Кауль Б.В., Корчуганов В.Н., Лукьянов-Г.П., Насекин Г.С., Самохвалов И.tf. U соотношении массовой концентрации индустриального аэрозоля с коэффициентом ослабления )) Тезисы докладов У1 Всесоюзного симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Ч. I. - Томск: ИОА СО АН СССР, 19JJ. - с. 141-144.

V. Иванов Н.В., Кауль Б.В., Корчуганов В.П., Насекин Г.С., Самохвалов 11.В. Ослабление оптического излучении в городской атмосфере а зависимости от запылённости воздуха // Тезисы докладов И Всесоюзного симпозиума по распространении лазерного излучений в атмосфере, 'i. I. - Томск: ИОА СО АН СССР, 1931. - с. 133-105.

J. Иванов-Н.В., Корчуганов В.П., Насекин Г.С. Лидарный контроль аэрозольных загрязнений н условиях промплощадки 11 Тезисы докладов научно-тохлической конференции "Молодые учёные Кузбасса в 10-й пятилетке" Ч.П.- Кемерово, 1981. - с.193-199.

9. Иванов Н.В., Корчуганов В.П., Насекин Г.С. Лазерный контроль концентрации аэрозолей в городской атмосфере II Молодые учёные и специалисты Кузбасса в л пятилетке. -Кемерово, 1901,- с.4-53-55.

10. Иванов Н.В., Корчуганов В.П., Логутенко Г.П., Насекин l'.G., Хлебников О.Д. Лазерное фотометрирование городской атмосферы }) Тезисы докладов П Республиканской конференции "Проблемы окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленностью". - Кемерово, 1962. - с. 31-32.

11. Иванов Н.Б., Корчуганов В.П., Насекин Г.С., Хлебников О.Д. . Лазерный контроль газовых загрязнений атмосферы методом поглощения ¡1 Тезисы докладов П Республиканской конференции "Проблемы охраны окружающей среды в районах с интенсивно развивающейся промышленностью". - Кемерово, 1902.-е. 32-33.

12. Кауль Б.В., Корчуганов В.П., Краснов Ü.A,, Насекин Г.С., Попков А.И. 0 выборе коэффициента связи между массовой концентрацией и оптическим коэффициентом ослабления /V Тезисы докладов in Всесоюзного симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. - Томск: ИОА СО АН СССР,

1932. - с. 19-22.

13. Иванов H.H., Корчуганов В.П., Насекин i'.C. Результаты лазерного зондирования аэрозольных загрязнений атмосферы // Раци-опальное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Межвузовский сборник. Выпуск б. - Ленинград,

1933. - с. 4J-42.

14. Корчуганов В.П., Насекин i'.C. Экспериментальные измерения микроструктуры аэрозолей в условиях промплощадки И Человек и окружающая среда. - Кемерово, I9db. - с. £>1-Ьб. .

15. Кауль Б.В., Краснов O.A., Корчуганов В.П., Самохвалов И.В., Насекин Г.С. 0 точности оценки массовой концентрации городского аэрозоля оптическими методами.-Деп.ВИШТИ, № 3211-85. - с. 14.

16. Корчуганов В.П., Насекин Г.С. Оценка массовой концентрации аэрозольных загрязнений по результатам двухчастотного лазер ного зондирования атмосферы 11 Человек и окружающая среда.--Кемерово, 1389. - с. 45-48.

17. Самохвалов И.В., Насекин Г.С. Метеорологические аспекты адаптации системы лазерного контроля аэрозольного загрязнения атмосферы ¡1 Тезисы докладов } Совещания по распространению лазерного излучения в дисперсной среде. - Обнинск, I9S2. - с. аз.

8. Самохвалов И.В., Насекин Г.С. Оценка спектра размеров частиц индустриальных аэрозолей в прикладных задачах лазерного зондирования атмосферы )) Тезисы докладов У Совещания по распространению лазерного издучения в дисперсной среде. -- Обнинск, 1992. - с. 34.

Подписано в печать 13.05.УЗ. Формат 60x84 1/16 Поч.л. Г. Тираж ЮО. Заказ Ь2.

Участок оперативной полиграфии КемГУ. Кемерово, ул. Ермака, 7.