Экология биосферы, мониторинг, охрана и безопасность окружающей среды
Влияние выбросов вредных веществ на изменение эксергии атмосферного воздуха
Гриванова С.М. – канд. техн. наук, профессор. Гриванов И.Ю. – канд. геогр. наук, доцент. 
690990 Приморский край г. Владивосток, ул. Гоголя, 41 Владивостокский государственный университет экономики и сервиса, т. (4232) 40-40-37, E-mail: svetlana.grivanova@vvsu.ru 
Исследование процессов выбросов вредных веществ в атмосферу до настоящего времени проводится посредством составления материального и энергетического баланса. Энергетические параметры, характерные для процессов поступления вредных выбросов в атмосферу, влияют на атмосферные процессы диффузии и турбулентности. При энергетическом балансе все виды энергии рассматриваются без учета различия их качества. Однако, практическая пригодность потоков энергии, поступающих с вредными выбросами в атмосферу, различна и имеет тем меньшую величину, чем ближе температура источника выброса к температуре окружающей среды. Положение о практической непригодности тепла, черпаемого из окружающей среды, вытекает из II закона термодинамики. По нему вводится общий показатель качества различных видов энергии - эксергия. Определяющее влияние окружающей среды на протекание процессов самоочищения атмосферы от промышленных вредных выбросов принадлежит эксергии атмосферы. Все процессы самоочищения происходят в окружающей среде, “навязываемые” природой, причем эта среда выполняет функции источника даровой энергии и даровых веществ. Поэтому нулевой уровень общего показателя качества различных видов энергии должен определяться условием термодинамического равновесия со всеобщими компонентами окружающей среды, которое наступает после полного рассеивания вредных веществ в атмосфере. Эксергией материи является максимальная способность этой материи к совершению работы в таком процессе, конечное состояние которого определяется условиями термодинамического равновесия с окружающей средой. Полное термодинамическое равновесие в природе вообще не встречается. В связи с этим в окружающей среде материя не выступает в состоянии, эксергия которого абсолютно равна нулю. Следует обратить внимание на то, что для оценки пригодности недостаточно знать общее количество эксергии рассматриваемого термодинамического агента. Важным параметром, оказывающим влияние на практическое использование эксергии, является отношение величины эксергии к объему термодинамического агента. Эту величину можно назвать концентрацией эксергии. Чем больше концентрация эксергии, характеризующая данный термодинамический агент, тем благоприятнее возможности использования этого агента. Обычно рассматриваемое вещество имеет химический состав, отличающийся от состава распространенных компонентов окружающей среды. Эта разница может заключаться в виде химических веществ и в их концентрации. Эксергия, возникающая из-за разности составов, представляет собой химическую эксергию, которая определяется для веществ с параметрами То, Ро. Закона сохранения эксергии не существует, эксергетический баланс составляется искусственно, учитывая в нем внутренние потери эксергии из-за необратимости процессов, происходящих в пределах выделенной системы. Эксергетический баланс составляется обычно при условии, что во время проведения исследования параметры окружающей среды не изменяются. Изменение параметров окружающей среды может быть причиной увеличения или уменьшения эксергии, не являющихся следствием внутренних изменений в рассматриваемой системе. Уравнение эксергетического баланса, применяемое к процессу, происходящему в изменяющейся окружающей среде, имеет следующий вид:

где Е1, Е2 - расходы эксергии потоков вещества, поступающего в систему и отводимого из нее; dEot  - увеличение эксергии в результате изменения параметров окружающей среды; Q - тепло, поступающее в систему из вне системы; Т - абсолютная температура источника ценного тепла. Эту величину проще определить путем составления эксергетического баланса. Процессы, происходящие в изменяющейся окружающейся среде, должны строится так, чтобы происходящие мгновенные увеличения значения dEot немедленно использовались. Качество использования этих величин зависит, в частности, и от точности предвидения изменений параметров окружающей среды. Вопрос использования положительных изменений значения dEot  тесно связан с проблемой использования естественных ресурсов. Естественные ресурсы, имеющиеся в окружающей среде, характеризуются переменной эксергией, что имеет место при смешении выбросов вредных веществ с атмосферой. Но изменения параметров окружающей среды могут привести к относительно большим изменениям низкокачественных естественных ресурсов, это касается непосредственно атмосферного воздуха. Снижение эксергии атмосферного воздуха приводит к снижению эффективности процесса самоочищения атмосферы. Процесс ассимиляции вредных веществ затрудняется и в результате имеет место накопление вредных веществ в атмосфере.