Отчего загрязняется воздух? Причины загрязнения воздуха.
Изменение газового состава атмосферы — результат сочетания естественных явлений в природе и деятельности человека. Но какой из этих процессов преобладает в настоящее время? Для того чтобы это выяснить, мы сначала уточним, что загрязняет воздух. Его относительно постоянный состав на протяжении последних лет подвергается значительным колебаниям. Рассмотрим основные проблемы контроля выбросов и охраны чистоты воздушного бассейна на примере этой работы в городах.
Меняется ли состав атмосферы?
Постоять рядом с тлеющей мусорной кучей — все равно, что оказаться на самой загазованной транспортом улице мегаполиса. Опасность угарного газа заключается в том, что он связывает гемоглобин крови. Образующийся карбоксигемоглобин уже не может доставлять в клетки кислород. Другие вещества, загрязняющие атмосферный воздух, могут вызвать нарушение работы бронхов и легких, отравление, обострение хронических заболеваний. Например, при вдыхании угарного газа сердце работает с повышенной нагрузкой, так как недостаточно кислорода поступает к тканям. В этом случае могут обостриться сердечно-сосудистые болезни. Еще большую опасность представляет сочетание монооксида углерода с загрязнителями в промышленных выбросах, выхлопах транспорта.
Нормы концентрации загрязнителей
Вредные выбросы поступают от металлургических, угольных, нефте- и газоперерабатывающих комбинатов, объектов энергетики, строительной и коммунальной отраслей. Радиоактивные загрязнения при взрывах на Чернобыльской атомной электростанции и АЭС в Японии распространились в глобальных масштабах. Отмечается увеличение содержания оксидов углерода, серы, азота, фреонов, радиоактивных и других опасных выбросов в разных точках нашей планеты. Порой токсины обнаруживают далеко от места, где находятся предприятия, загрязняющие воздух. Возникшая ситуация является тревожной и трудно решаемой глобальной проблемой человечества.
Еще в 1973 году профильный комитет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) предложил критерии оценки качества атмосферного воздуха в городах. Эксперты выяснили, что состояние здоровья людей на 15-20 % зависит от экологических условий. На основании многих исследований в XX веке были определены допустимые уровни содержания главных загрязнителей, безвредные для населения. Например, среднегодовая концентрация в воздухе взвешенных частиц должна составлять 40 мкг/м 3 . Содержание оксидов серы не должно превышать 60 мкг/м 3 в год. Для оксида углерода соответствующий средний показатель — 10 мг/м 3 в течение 8 часов.
Что такое предельно допустимые концентрации (ПДК)?
Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ утвержден гигиенический норматив содержания почти 600 вредных соединений в атмосфере населенных пунктов. загрязняющих веществ в воздухе, соответствие которым указывает на отсутствие неблагоприятного воздействия на людей и санитарно-бытовые условия. В нормативе указаны классы опасности соединений, величины их содержания в воздухе (мг/м 3). Эти показатели уточняются при появлении новых данных о токсичности отдельных веществ. Но и это еще не все. В документе присутствует перечень 38 веществ, для которых введен запрет на выброс из-за их высокой биологической активности.
Как осуществляется госконтроль в области охраны атмосферного воздуха?
Антропогенные изменения состава воздуха приводят к негативным последствиям в экономике, ухудшается здоровье и сокращается продолжительность жизни людей. Проблемы увеличения поступления вредных соединений в атмосферу беспокоят как правительства, государственные и муниципальные органы власти, так и общественность, простых людей.
Законодательством многих стран предусмотрены перед началом строительства, реконструкции, модернизации практически всех объектов экономики. Проводится нормирование загрязняющих веществ в воздухе, осуществляются мероприятия по охране атмосферы. Решаются вопросы снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду, сокращения выбросов и сбросов загрязняющих веществ. В России приняты федеральные законы об охране окружающей среды, атмосферного воздуха, другие законодательные и нормативно-правовые акты, регулирующие деятельность в экологической сфере. Осуществляется государственный экологический контроль, лимитируются загрязняющие вещества, проводится нормирование выбросов.
Что такое ПДВ?
Предприятия, загрязняющие воздух, должны провести инвентаризацию источников поступления вредных соединений в воздух. Обычно эта работа находит свое логическое продолжение при определении Необходимость получения этого документа связана с нормированием техногенной нагрузки на атмосферный воздух. На основании сведений, которые включены в том ПДВ, предприятие получает разрешение на выброс загрязняющих веществ в атмосферу. Данные о нормативных выбросах используются для расчета платежей за отрицательное воздействие на окружающую среду.
Если тома ПДВ и разрешения нет, то за выбросы из источников загрязнения, расположенных на территории объекта промышленности либо другой отрасли, предприятия платят в 2, 5, 10 раз больше. Нормирование загрязняющих веществ в воздухе ведет к сокращению негативного влияния на атмосферу. Есть экономический стимул для выполнения мероприятий по охране природы от поступления в неё чужеродных соединений.
Платежи за загрязнение среды, поступающие от предприятий, аккумулируются местными и федеральными органами власти в специально созданных бюджетных экологических фондах. Финансовые средства расходуются на природоохранную деятельность.
Как очищают и охраняют воздух на промышленных и других объектах?
Очистка загрязненного воздуха проводится разными методами. На трубах котельных и перерабатывающих предприятий установлены фильтры, есть пыле- и газоулавливающие установки. Благодаря использованию термического разложения и окисления, некоторые токсичные вещества превращаются в безвредные соединения. Улавливание вредных газов в выбросах проводят методами конденсации, используются сорбенты для поглощения примесей, катализаторы для очистки.
Перспективы деятельности в области охраны воздуха связаны с работой по сокращению поступления загрязнителей в атмосферу. Необходимо развивать лабораторный контроль вредных выбросов в городах, на оживленных транспортных магистралях. Должна быть продолжена работа по внедрению систем улавливания твердых частиц из газообразных смесей на предприятиях. Нужны дешевые современные устройства для очистки выбросов от токсичных аэрозолей и газов. В области госконтроля требуется увеличение числа постов для проверки и регулировки токсичности выхлопных газов автомобилей. Предприятия энергетической отрасли и автотранспорт следует перевести на менее вредные, с точки зрения экологии, виды горючего (скажем, природный газ, биотопливо). При их сгорании меньше выделяется твердых и жидких загрязнителей.
Какую роль играют зеленые насаждения в очистке атмосферного воздуха?
Трудно переоценить вклад растений в пополнение запасов кислорода на Земле, улавливанию загрязнений. Леса называют «зеленым золотом», «легкими планеты» за способность листьев к фотосинтезу. Этот процесс заключается в поглощении углекислого газа и воды, образовании кислорода и крахмала на свету. Растения выделяют в воздух фитонциды — вещества, губительно действующие на болезнетворных микробов.
Увеличение площади зеленых насаждений в городах — одно из важнейших природоохранных мероприятий. Высаживают деревья, кустарники, травы и цветы во дворах домов, в парках, скверах и вдоль дорог. Озеленяют территории школ и больниц, промышленных предприятий.
Ученые выяснили, что лучше всего поглощают пыль и вредные газообразные вещества из выбросов предприятий, выхлопов транспорта такие растения, как тополь, липа, подсолнух. Больше всего фитонцидов выделяют хвойные насаждения. Воздух в сосновых, пихтовых, можжевеловых лесах является очень чистым и целебным.
В конце 2016 года практически по всему миру пронеслась новость – Всемирная Организация Здравоохранения назвала воздух планеты смертельно опасным для человека. В чем причина сложившейся ситуации и что именно загрязняет атмосферу Земли?
Все источники загрязнения воздуха можно разделить на две большие группы: естественные и созданные человеком. Самим страшным словом «загрязнение» называют любые изменения состава воздуха, которые оказывают воздействие на состояние природы, животного мира и на человека. Пожалуй, главное здесь – понять, что воздух загрязнялся всегда, с момента формирования планеты такой, какая она есть. Он сам по себе неоднороден и включает в себя различные газы и частицы, что обусловлено его экологической задачей – смесь веществ в воздухе защищает планету от холода Космоса и излучения Солнца. При этом существует и система самоочистки воздуха – перемешивание слоев за счет атмосферных явлений, оседание тяжелых частиц на поверхности, естественная мойка воздуха осадками. И до появления человека и антропогенных загрязнителей, система работала достаточно слаженно. Однако свой след на планете мы оставляем каждый день, что и стало причиной сложившейся ситуации и заявления ВОЗ. Но обо всем по порядку.
Источники загрязнения атмосферного воздуха природного происхождения были определены уже давно. Первая по количеству загрязняющих воздух частиц – пыль, появившаяся из-за постоянного воздействия ветра на почву или ветровая эрозия. Этот процесс особенно распространен в степях и пустынях, где ветром фактически выдувает частицы почвы и уносит их в атмосферу, затем пылинки оседают обратно на поверхность земли. Согласно расчетам ученых, каждый год такой круговорот проходят от 4,6 млрд тонн пыли.
Также в основные источники загрязнения воздуха естественного происхождения попадают вулканы. Они ежегодно добавляют в воздух от 4 млн тонн пепла и газов, которые затем также оседают в почве на расстоянии до 1000 км.
Следующее место в списке природных загрязнителей воздуха занимают растения. Помимо того, что зеленые жители планеты постоянно производят кислород, однако кроме этого они также создают молекулярный азот, сероводород, сульфаты и метан. Кроме того, растения поставляют в воздух огромное количество пыльцы, облака которой могут подниматься до 12 тысяч километров.
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха включают в себя и лесные пожары, испарение солей с поверхности морей и океанов, а также космическую пыль.
Деятельность человека каждый день создает огромное количество разнообразных отходов, которыми мы щедро делимся с атмосферой. Сегодня в крупных промышленных городах можно наблюдать по-своему красивые, но в то же время ужасные явления – воздух с оттенками всех цветов радуги, оранжевые дожди или просто химические туманы. Источники загрязнения воздуха в городе тесно связаны с его жизнью: автотранспорт, электростанции, заводы и фабрики.
Стационарными источниками загрязнения воздуха называются все элементы промышленности, находящиеся на определенной территории и постоянно или регулярно выбрасывающие в атмосферу свои отходы. Для нашего государства наиболее актуальны из таких загрязнителей электростанции, в основном, тепловые, котельные, предприятия черной и цветной металлургии и т.д. Стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха сейчас находятся в любом крупном и развитом городе, так как обеспечить полноценную жизнедеятельность без них пока невозможно.
Также отдельно нужно упомянуть такие источники загрязнения атмосферы и воздуха, как автомобильный транспорт. Сегодня плотность трафика в крупных городах настолько высока, что транспортные артерии уже не справляются с потоком. Кроме этого, функционирует городской автотранспорт, а так как электромобили еще не распространились широко, а значит, городской воздух каждый день пополняется выхлопными газами.
Разбирая источники загрязнения атмосферного воздуха города по частям, можно выделить три большие группы: механические, химические и радиоактивные.
К первому виду прежде всего относится механическая пыль, которая образуется в процессе обработки различных материалов или их измельчения.
Также к механическим загрязнителям относятся возгоны, которые образуются при конденсации паров жидкостей, использующихся для охлаждения заводской техники, зола, которую создают минеральные примеси при сгорании и сажа. Все эти частицы образуют мельчайшие пылинки, которые потом перемещаются в городском воздухе, смешиваясь с естественной пылью, и попадают в наши дома. Наиболее опасны самые мелкие частицы , о которых мы уже писали в блоге.
Источники химического загрязнения воздуха также распространены больше, чем кажется. Фактически, каждый городской житель вдыхает полноценный коктейль из элементов периодической таблицы Менделеева.
. Подробнее о его роли и опасности мы уже писали в этой статье, повторяться не будем.
Угарный газ. При вдыхании связывает гемоглобин в крови и препятствует поступлению кислорода в кровь, а значит – и снабжению им всех органов.
. Бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, при вдыхании может вызывать жжение в горле, покраснение глаз, нарушения дыхания, головную боль и другие неприятные симптомы.
На каждого жителя России сейчас приходится около 200 кг распыленных в воздухе химических соединений.
Диоксид серы. Образуется от сгорания угля и переработки руды, при длительном воздействии лишает человека вкусовых ощущений, а потом ведет к воспалению дыхательных путей и нарушениям в работе сердечно-сосудистой системы.
Озон. Сильный окислитель, который способствует развитию окислительного стресса.
Углеводороды. Продукты нефтепромышленность, как добывающей, так и обрабатывающей, больше всего их содержится в остатках топлива, химических бытовых средствах и промышленных очистителях.
Свинец. Ядовит в любом виде, сейчас используется в кислотных аккумуляторах, красках, в том числе – типографской, и даже боеприпасах.
Источники загрязнения воздуха в населенных пунктах сейчас уже редко включают в себя радиоактивные материалы, однако недобросовестные компании не всегда соблюдают правила их захоронения, и некоторые частицы проникают в грунтовые воды, а затем вместе с испарениями – в воздух. Сейчас уже ведется активная политика по борьбе с радиоактивными загрязнениями почвы, воды и воздуха, так как такие загрязнители крайне опасны и способны вызвать множество смертельных заболеваний.
Одно из главных условий сохранности здоровья и долголетия человека – чистый воздух. К сожалению, в современных реалиях во многих уголках планеты добиться соблюдения этого ключевого требования кажется невыполнимой миссией. Но так ли невозможно сделать воздух, которым мы дышим, чище? И что именно загрязняет атмосферу больше всего?
Все источники, негативным образом влияющие на состояние воздушного бассейна, экологи разделяют на антропогенные и естественные. Наибольший урон окружающей среде наносит именно первая категория – факторы, связанные с деятельностью человека. Загрязнения атмосферного воздуха, происходящие по естественным причинам, не только незначительны по мировым масштабам, но и являются самоустраняющимися по своей природе.
Промышленность, которая убивает
Источником загрязнения воздуха «номер один» в развивающихся и некоторых развитых странах является промышленность. Львиная доля выбросов в атмосферу приходится на предприятия энергетики, цветной и чёрной металлургии. Менее вредными для воздушного бассейна, но всё-таки опасными считаются такие отрасли, как нефтедобыча и нефтепереработка, машиностроение. В местах концентрации промышленного производства в атмосфере в значительных количествах присутствуют фенолы, углеводороды, ртуть, свинец, смолы, оксид и диоксид серы.
В развитых странах загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами стало насущной проблемой ещё столетие назад. Именно поэтому процесс создания экологического законодательства там начался раньше, чем в других государствах. Так, первыми отслеживать выбросы предприятий начали Нидерланды, приняв соответствующие законы в 1875–1896 годах. В США за акт, контролирующий чистоту воздуха, проголосовали в 1955 году. В Японии закон о мониторинге и ограничении вредных выбросов появился в 1967, в Германии (ФРГ) – 1972.
Когда прелести цивилизации вредят?
Транспорт, будучи необходимым условием функционирования современного общества, одновременно является и главной угрозой здоровью человека. Все машины, использующие для работы разные виды топлива, в той или иной степени загрязняют атмосферу. Например, автомобиль активно поглощает кислород из воздуха. Взамен же он выделяет углекислый газ, водяной пар и токсичные вещества (окись углерода, углеводороды, окислы азота, альдегиды, сажу, бензапирен, двуокись серы). Тот вклад, который вносят в загрязнение воздуха отдельные виды транспорта, выглядит следующим образом:
- 85% вредных выхлопов приходится на легковые и грузовые автомобили;
- 5,3% – на речные и морские суда;
- 3,7% и 3,5% на воздушные и железнодорожные транспортные средства соответственно:
- меньше всех (2,5%) атмосферу загрязняют сельскохозяйственные машины (сеялки, сажалки, комбайны, трактора, пахотная техника).
Каждая страна по-своему решает проблему, связанную с загрязнением атмосферного воздуха. Показательным в этом плане является опыт Дании. После Второй Мировой войны жители маленькой скандинавской страны, улицы которой наводнили автомобили, стали возмущаться загазованностью. Когда же грянул нефтяной кризис 70-х годов, датским властям ничего не оставалось, как пойти на поводу у общественности. В стране была создана развитая велосипедная инфраструктура, на покупку и пользование автомобилем введён огромный налог. Идея пришлась местным жителям по душе: массовыми стали акции «Копенгаген без машин» и «Воскресенья без авто». Сейчас Дания – самая велосипедная страна мира, входящая в тройку наиболее чистых и благополучных для человека государств.
Ветер, солнце и вода – наши лучшие друзья?
Масштабное загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами вызвано работой теплоэнергетических предприятий. Функционирование энергоустановок на угле, дизеле, мазуте, керосине и бензине сопровождается выбросом опасных соединений тяжёлых металлов, угарного газа, углерода, азота. За городом, как правило, скапливаются отвалы золы, оставшейся при сжигании угля.
Уменьшить золообразование позволяет использование жидкого топлива, но на количестве выбросов азота и оксида серы подобная замена никак не сказывается. На атомных электростанциях происходит загрязнение воздуха аэрозолями, радиоактивными газами и йодом. Все виды традиционного топлива, безусловно, вредные. Пожалуй, условно безобидным является газ.
Как избежать ? Сделать воздух чище позволяют альтернативные энергоисточники. В пользу использования энергии приливов-отливов, ветра и солнца говорит и другой аргумент – ограниченность запасов газа и нефти. Передовым опытом в области энергетики могут похвастаться Китай, Индия, США, Япония, ЕС. На альтернативные источники в этих странах приходится до 20% всего объёма выработки энергии. В прибрежных регионах строят приливные электростанции, в южных странах – солнечные. ГеоТЭС, вырабатывающие энергию из природного тепла планеты, размещают у термальных источников.
Будущее за экофермами
Сельскохозяйственное производство наносит больший урон водоёмам, земле и деревьям, чем воздуху, но всё-таки считается одним из основных источников . В результате использования в животноводческих фирмах навоза происходит выброс аммиака. Опасность для человека, животных и растений представляют также применяемые в сельском хозяйстве ядохимикаты. Решением проблемы могли бы стать агрокомплексы нового типа, работающие без использования гербицидов и пестицидов. Внедрение концепции экологически чистых ферм полным ходом идёт в европейских странах, Канаде, США. Успешные хозяйства по производству здоровой продукции действуют в России.
Загрязнение пыльными бурями
Среди естественных источников наибольший вклад в загрязнение воздуха вносит явление выветривания почвы. Сильная запылённость характерна для территорий с низкой степенью увлажнённости земли и слабо развитой растительностью. Глобальное загрязнение воздуха пылью происходит в пустыне Такла-Макан, Гоби, Сахара, локальное – в монгольском и среднеазиатском регионе. В Европе пылевые облака, меняющие состав и качество пограничного слоя атмосферы, доминируют в юго-восточной и восточной части. Скорость и ареал распространения загрязнения зависит от размера частиц. Мелкая пыль удерживается в воздухе 1,5–3 недели, разносится по всему полушарию. Крупные частицы распространяются на сотни километров, оседают в течение нескольких часов или дней.
Как выветривание почвы влияет на здоровье человека? Если крупные частицы наш организм способен отфильтровывать, то мелкая пыль без труда проникает через верхние дыхательные пути и оседает в лёгких. Согласно исследованиям ВОЗ, повышение в воздухе содержания взвешенных частиц на 10 мкг/м 3 приводит к росту смертности на 0,5–1 %.
Пыльные бури вредят не только человеку. Они опасны для всей планеты. Скопление сотен тысяч пылевых частиц мешает нормальному оттоку избыточного тепла от Земли. Как решают проблему ветровой эрозии почв? Для предотвращения пыльных бурь создают систему ветрозащитных кулис и лесополос, проводят сельскохозяйственные мероприятия с целью повышения сцепления частиц почвы.
Вулканизм и лесные пожары
Извержение вулкана – редкое явление, сопровождающееся катастрофическими последствиями. Ежегодно в ходе стихийного бедствия атмосфера пополняется 40 млн т веществ. Среди газов, выделяемых вулканами, большая часть приходится на водяной пар. Извержения являются одной из причин повышения концентрации двуокиси углерода в атмосфере. Загрязнённый воздух опасен и тем, что выделяемый вулканом оксид серы, вступая в реакцию с водой, превращается в серную кислоту.
В жаркий период остро стоит проблема лесных пожаров. Причиной возгорания может быть как солнечная активность, так и несоблюдение правил безопасности человеком. В ходе стихийного бедствия происходит загрязнение атмосферного воздуха аэрозолями, парами, токсичными газами. Лесные пожары – второй после океана источник выброса хлористого метила. Происходит и опосредованное загрязнение воздуха: из-за уничтожения растительного покрова уменьшается продуцирование кислорода.
Остальные источники загрязнения
Незначительно на степень загрязнённости воздуха в мире влияют океаны и моря. В процессе испарения в атмосферу из воды попадают кристаллы морских солей (бромистый калий, хлористые кальций, магний, натрий). Доля веществ, обогащающих воздушные массы, заметно возрастает во время шторма. Само по себе испарение морских солей не опасно, однако вместе с ними в воде могут быть и другие, токсичные, соединения. Таким образом, загрязнение воздуха неразрывно связано с экологическим состоянием океана.
Помимо веществ, имеющих земное происхождение, в атмосфере присутствует и космическая пыль. Учёные подсчитали, что каждый год на нашей планете оседает 40 тысяч тонн таких частиц. Это значит, что пыль из космоса – мизерный источник загрязнения воздуха, не вызывающий серьёзных проблем. Впрочем, если её количество возрастёт, она сможет существенно влиять на климатические условия Земли.
Наконец, как бы банально это ни звучало, воздух ежедневно загрязняется под воздействием курящих людей. В состав сигарет входит порядка 400 веществ, среди которых аммиак, нитробензол, формальдегид, толуол и многие другие токсичные соединения. Все они неизбежно попадают в воздух вместе с табачным дымом и не растворяются, а оседают, к примеру, на почве. Можно провести аналогию с пассивным курением и заключить, что от него страдает наша планета, и выход тут единственный – уже зависимым людям и не допустить вовлечения в этот процесс подрастающих поколений.
Итак, основные источники загрязнения атмосферного воздуха связаны с деятельностью человека. К антропогенным факторам, ухудшающим состояние воздушного бассейна, относится промышленное производство, транспорт, теплоэнергетика. Степень влияния каждой из этих причин в разных регионах в мире заметно отличается. Среди природных источников экологическому состоянию атмосферы больше всего грозит выветривание почвы.
Для меня, как для жителя промышленного региона, это очевидно - из моего окна видны дымящие трубы. Кроме этого, постоянно приходится вытирать подоконники на которых ежедневно образуется слой черной пыли... В общем, картинка совсем неприятная, но куда деваться?
Отчего загрязняется воздух
Можно сказать, что человечество со времен покорения огня уже приступило к загрязнению воздуха. Но тысячелетия пользования огнем практически не влияли на состояние атмосферы. Конечно, дым затруднял дыхание, а копоть покрывала стены жилищ, однако люди тогда жили небольшими группами на больших территория. Таково было положение дел до начала XIX века, до того момента, когда стала активно развиваться промышленность. Тогда мало кто представлял, что «подарят» человечеству сложные промышленные процессы. Среди загрязнителей принято различать первичные - результат выбросов и вторичные, которые образуются в атмосфере в результате превращения первичных.
Основные загрязнители атмосферы
Наука выделяет несколько основных источников. Итак:
- транспорт;
- промышленность;
- котельные.
При этом, каждый из источников может либо преобладать, либо вовсе отсутствовать в зависимости от местности, однако не подлежит сомнению, что промышленность является главным источником. Одни только предприятия цветной металлургии «одаривают» атмосферу массой вредных веществ. Кроме этого, в атмосферу попадает ряд веществ аэрозольной группы - взвешенные частицы в воздухе. Эти вещества представляют наибольшую опасность для человека. Такие выбросы кажутся обычным туманом или легкой дымкой, а образуются в результате взаимодействия жидких либо твердых частичек с водой или между собой. Постоянным источником этого типа загрязнения являются искусственные насыпи отходов промышленности - отвалы.
Нередко в больших городах наблюдается смог - аэрозольные частички с газами. Как правило, в его состав входят: оксид азота, озон и оксиды серы. Обычно это явление наблюдается летом, когда стоит безветренная погода и ярко светит солнце. Его радиация запускает ряд химических процессов, в результате которых образуются вредные вещества.
Загрязнение атмосферы Земли
Что такое загрязнение атмосферы? Пожалуй проще всего ответить на этот вопрос так: загрязнение атмосферы это привнесение в атмосферный воздух чужеродных для его состава веществ либо изменение соотношения газов в его составе.
По характеру источника загрязнения загрязнение атмосферы может быть естественным и антропогенным или искусственным.
Естественное загрязнение как правило не зависит от хозяйственной деятельности человека. К источникам естественного загрязнения атмосферы можно отнести: извержения вулканов либо излияния магмы, которые поставляют сотни тонн серы, хлора и зольных частиц, лесные и степные пожары, являющиеся основными поставщиками угарного газа, пыльные бури либо выдувание верхних почвенных горизонтов, биологические загрязнения, например, пыльцу растений и микроорганизмы, загрязнение газом радоном, который образуется в результате распада в земной коре и по трещинам выходит на поверхность, загрязнение метаном - побочным продуктом при переваривании пищи крупными животными, космическую пыль. Стоит отметить, что на интенсивность некоторых источников естественного загрязнения атмосферы прямо воздействует человек. Например, обезлесение, принявшее в XX и XXI веке угрожающие масштабы, приводит к заметному увеличению числа пыльных бурь, увеличению площади пустынь и антропогенных пустошей. Рост же влияния биологических источников загрязнения атмосферы Земли связан со всё более увеличивающейся численностью домашних животных и людей, оставляющих миллионы тонн естественных отходов.
В отличии от естественных источников загрязнения, которые имеют место быть и без вмешательства человека, антропогенные источники загрязнения атмосферы прямо связаны с хозяйственной деятельностью человека. Соответственно чем эта хозяйственная деятельность интенсивнее, тем их вклад в общее загрязнение атмосферы выше.
Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на 3 большие группы.
К первой из них относятся практически все виды современного транспорта: автомобильный, железнодорожный, воздушный, морской и речной,- это т.н. транспортные загрязнители. Трубопроводный транспорт из этого списка исключен, т.к. считается экологически безопасным, с отсутствием потерь грузов в процессе транспортировки при полной механизации и автоматизации трудоёмких погрузочно-разгрузочных работ.
Ко второй группе источников искусственного загрязнения можно отнести все промышленные предприятия, осуществляющие выбросы при технологическом процессе либо отоплении. Это промышленные загрязнители.
Наконец, к третьей группе - бытовым загрязнителям - можно отнести жилые дома, т.к. жильцы, проживающие в этих самых домах часто сжигают топливо и способствуют формированию тысяч тонн бытовых отходов, которые затем сжигаются либо перерабатываются, что приводит к загрязнению атмосферного воздуха метаном, который в обычных условиях не токсичен, но способен образовывать взрывоопасные смеси и кроме того удушающе действует в замкнутом пространстве. В развивающихся странах с низким уровнем жизни и использованием для обогрева жилиц древесины, соломы или навоза именно бытовые загрязнители являются основными.
В отдельную группу антропогенных источников загрязнения атмосферы можно выделить военные загрязнители, т.е. все полигоны, ядерные и испытательные центры. Именно эти объекты ответственны за радиоактивное и токсическое заражение воздуха на больших территориях.
Антропогенные загрязнители неоднородны по своему составу и потому делятся на: механические, в качестве примера которых можно привести пыль, химические, отличающиеся от механических тем, что могут вступать в химические реакции и радиоактивные, т.е. частицы, способные ионизировать вещество.
Кроме деления по источнику загрязнения существует деление по характеру загрязнителя, в зависимости от которого загрязнение атмосферы может быть:
Физическим, которое в свою очередь подразделяется на механическое, радиоактивное, электромагнитное, шумовое и тепловое. Механическое загрязнение приводит к увеличению содержания в атмосферном воздухе пыли и твёрдых взвешенных частиц, что в свою очередь нарушает естественный ход атмосферных процессов. Радиоактивное способствует накоплению в воздухе изотопов и пронизыванию его радиоактивным излучением. К электромагнитному загрязнению можно отнести радиоволны. К шумовому - как громкие звуки, так и низкочастотные, не улавливаемые человеческим ухом, колебания. И, наконец, тепловое загрязнение приводит к повышению температуры воздуха в пределах источника этого типа загрязнения.
Химическим, к которому относят загрязнение атмосферы вредными газами и аэрозолями.
Биологическим, ярким примером которого является загрязнение воздуха спорами грибов и бактерий, вирусами и продуктами их жизнедеятельности.
По происхождению загрязнители воздуха, и антропогенные, и естественные, могут быть поделены на первичные и вторичные. Первые поступают в воздух непосредственно от источника загрязнения. К ним относятся, например, угарный газ и оксиды азота, поступающие в атмосферу с выхлопными газами автомобилей, пыль, источниками происхождения которой могут быть вулканические взрывы и пожары, диоксид серы, содержащийся в выбросах тепловых электростанций. Вторичные загрязнители воздуха образуются при взаимодействии первичных загрязнителей с прочими химическими веществами, с воздухом либо друг с другом. В качестве примера таких загрязнителей можно привести озон, образующийся в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.
Основными первичными загрязнителями атмосферного воздуха сегодня являются:
Оксиды углерода: окись углерода (СО) или монооксид углерода и двуокись углерода (СО 2 ) или углекислый газ.
Окись углерода, называемая также из-за своих особенностей угарным газом образуется при неполном сжигании топлива: угля, природного газа, нефти или дров, чаще всего при недостатке кислорода и при низких температурах. Источниками загрязнения земной атмосферы окисью углерода являются: автомобильный транспорт, частные дома, промышленные объекты. Ежегодно в атмосферу от антропогенных источников поступает до 1250 млн. тонн этого вещества.
Угарный газ чрезвычайно опасен: при растворении в крови человека он образует прочные комплексные соединения с гемоглобином блокируя поступление кислорода в кровь.
Углекислый газ поступает в атмосферу при вулканических извержениях, разложении органического вещества и хозяйственной деятельности человека, например, при производстве цемента или сжигании ископаемого топлива. При этом сегодня антропогенные источники вносят больший вклад в поступление углекислого газа в атмосферу чем все природные вместе взятые.
Стремительное увеличение содержания углекислого газа приводит к нарастающему и неконтролируемому парниковому эффекту, могущему привести к непредсказуемым последствиям. Климатические данные по Шпицбергену и станции Литтл-Америка на шельфовом леднике Росса в Антарктиде свидетельствуют о повышении средних годовых температур примерно за 50-летний период соответственно на 5° и 2,5° С, что может быть связано с увеличением содержания углекислого газа на 10%. А ведь в ближайшие 100 лет при сохранении нынешних темпов поступления углекислого газа его содержание в земной атмосфере увеличится вдвое, что вполне может повысить общую глобальную температуру приземного воздуха на 1,5-4° С.
Кроме нарастающего парникового эффекта рост доли углекислого газа приводит к изменению хода выпадения осадков в разных климатических областях, повышению температуры верхнего слоя воды таянию морских и материковых льдов, сокращению площади пахотных земель, вымиранию отдельных видов растений и животных.
Вторыми по распространенности загрязняющими атмосферу веществами являются углеводороды. Углеводороды объединяют чрезвычайно разнообразные вещества включающие от 11 до 13 атомов углерода и содержащиеся в несгоревшем бензине, чистящих жидкостях, растворителях и т.д. Под воздействием солнечной радиации углеводороды взаимодействуют с прочими загрязняющими веществами, подвергаясь окислению, полимеризации, с образованием новых химических соединений: перекисных соединений, свободных радикалов. При соединении углеводородов с оксидами серы и азота образуются аэрозольные частицы, могущие при определенных условиях создавать фотохимические туманы с высокой долей загрязняющих веществ.
Наиболее опасным среди углеводородов является бензопирен, являющийся сильным канцерогеном. Бензопирен накапливается в организме, вызывая лейкемию и повышая риск врожденных уродств.
Альдегиды - это целый класс органических соединений, оказывающих общетоксическое, раздражающее и нейротоксическое действие на организмы человека и животных. Основными источниками поступления альдегидов в атмосферу являются выхлопные газы автомобилей, содержащие несгоревшие частицы топлива.
Воздействие альдегидов на человека крайне неблагоприятное. Так, самый распространённый из альдегидов - формальдегид - вызывает раздражение глаз, носоглотки, насморк, кашель, затруднение дыхания. Особенно он опасен для детей.
В развитых странах и крупных урбанизированных центрах развивающихся стран среди загрязнителей атмосферы Земли велика доля оксидов или окислов азота: монооксида азота NO и диоксида азота NO 2 . Образуются они при всех процессах горения и при производстве азотных удобрений, азотной кислоты и нитратов, анилиновых красителей, нитросоединений, искусственного шелка и целлулоида. В развитых странах основным источником их поступления являются выбросы автомобилей. Общее количество поступающих от антропогенных источников окислов азота составляет примерно 65 млн. тонн в год.
Оксиды азоты оказывают негативное воздействие на рост растений. Вызывают заболевания дыхательных путей, приводят к затруднению дыхания, повышают вероятность вирусных заболеваний и возникновение злокачественных новообразований. У детей часто вызывают кислородное голодание тканей. Отмечена также их важная роль в формировании кислотных дождей. Так, в Европе они составляют до 50% вредных веществ выпавших на поверхность с кислотными дождями.
В результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений образуется озон, являющийся одним из наиболее токсичных загрязнителей атмосферного воздуха. Является основной составляющей фотохимического смога, который приводит к развитию глазных и лёгочных заболеваний, провоцирует головные боли, кашель и т.д..
При сжигании содержащих серу ископаемых видов топлива образуется диоксид серы или сернистый ангидрид. Основным источником поступления этого загрязнителя являются тепловые электростанции работающие на угле и предприятия по переработке сернистых руд. Часть сернистого ангидрида поступает в атмосферу при сжигании органики на горнорудных отвалах. Ежегодно от всех источников загрязнения поступает более 190 млн. тонн этого вещества, которое является наиболее важным в процессе формирования кислотных дождей. Наиболее крупным источником загрязнения являются США, предприятия которых ответственны за 65% общемировых выбросов сернистого ангидрида.
При окислении диоксида серы кислородом воздуха образуется треокись серы или серный ангидрид. Основными источниками поступления серного ангидрида в атмосферу Земли являются предприятия черной и цветной металлургии.
Серный ангидрид представляет собой аэрозоль, который при взаимодействии с обычной водой образует раствор серной кислоты. При выпадении раствора на поверхность почвы с кислотными дождями происходит её окисление, при попадании на металлические поверхности - ускоряется коррозия. Но наибольшую опасность серная кислота представляет для жизни и здоровья человека, обостряя заболевания дыхательных путей.
Вместе с двумя рассмотренными выше оксидами серы в атмосферу также часто поступают сероводород и сероуглерод. Первый при взаимодействии с кислородом образует раствор диоксида серы, второй при взаимодействии с треокисью серы образует диоксид серы и серооксид углерода. Кроме металлургических предприятий важными источниками поступления сероводорода и сероуглерода являются также предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.
Свинец содержится в этилированном бензине, соответственно основными источниками его поступления в атмосферу являются выхлопные газы автомобилей. Важными источниками его поступления являются также металлургические, химические, оборонные и деревоперерабатывающие предприятия, тепловые электростанции и мусоросжигательные заводы.
Свинец способен накапливаться в тканях животных, вызывая тяжёлые специфические заболевания. Особенно опасен тетраэтилсвинец, входящий в качестве присадки в состав этилированного бензина. Он очень токсичен и поражает практически все органы и ткани, задерживая умственное развитие и часто приводя к смерти. Столь пагубное воздействие тетраэтилсвинца на организм не могло не вызвать беспокойство экологических и медицинских организаций развитых стран. Потому сегодня производство этилированного бензина запрещено в Европе, США и Японии.
Кроме того большое количество свинца в виде оксидов аккумулируется верхним слоем почвы. Для примера: слой почвы толщиной 1 метр на 1 гектаре накапливает до 500-600 тонн этого ядовитого металла. Такая почва становится непригодной для ведения сельскохозяйственной деятельности и соответственно выводит из оборота зараженный участок земли.
Цинк поступает в атмосферу с металлической пылью при плавке этого металла. Отравление парами оксида цинка приводит к малокровию, задержке роста, бесплодию.
Кадмий попадает в воздух при сжигании горючих полезных ископаемых, мусора, а также при производстве стали. Оксид кадмия является крайне ядовитым веществом. Непродолжительное вдыхание его паров способно привести к тяжелым поражениям организма.
Источниками присутствия хрома в нижних слоях атмосферы являются промышленные выбросы предприятий по его добыче, переработке и применению, сжигание минерального топлива. Превышение ПДК хрома в воздухе приводит к различным, в том числе онкологическим заболеваниям. В-первую очередь хром поражает почки, печень и поджелудочную железу. Относится к веществам 1 класса опасности.
Аммиак попадает в воздух при уборке, хранении и использовании азота, при вымывании удобрений из сельскохозяйственных земель. Соответственно производят его крупные животноводческие и фермерские хозяйства. По физиологическому действию на организм аммиак относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы.
Фтор поступает в атмосферный воздух с промышленными выбросами заводов по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Обладает токсическим эффектом. Соединения же фтора - сильные канцерогены.
Соединения хлора попадают от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере присутствуют примеси с молекулами хлора, так и пары соляной кислоты.
Основными источниками поступления в атмосферу технологической пыли являются добыча полезных ископаемых, тепловые электростанции, сжигание твердого ископаемого топлива в быту, изготовление цемента и выплавка чугуна. Суммарно от этих источников выбрасывается до 170 млн. тонн пыли в год, что составляет около 10% от общего количества пылевых частиц поступающих в атмосферу ото всех источников: и природных, и антропогенных.
Пыль антропогенного происхождения делится на 4 больших класса:
К первому классу относят механическую пыль, образующуюся при измельчении продуктов при разнообразных технологических процессах.
Ко второму - возгоны, образующиеся при конденсации паров вещества в результате охлаждения газов, пропускаемых через технологические устройства.
Третий класс объединяет все виды летучих зол - несгораемых остатков топлива.
К последнему четвёртому классу относится промышленная сажа - входящий в состав выбросов промышленных предприятий твёрдый высокодисперсный углерод, образующийся при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.
Частицы пыли являются ядрами конденсации и способствуют увеличению облачности. В свою очередь это приводит к уменьшению солнечной радиации, приходящей к поверхности Земли, что негативно сказывается на росте и развитии растений.
Кроме того значительное содержание мелких пылевых частиц в воздухе провоцирует болезни сердца, нарушает нормальную работу легких и способно вызывать рак.
Радиоактивные частицы являются сравнительно новым источником загрязнения земной атмосферы. Появляются при ядерных взрывах, производстве термоядерного оружия, работе атомных электростанций и экспериментальных реакторов, при авариях на предприятиях, использующих либо производящих радиоактивные вещества и топливо.
Радиоактивное загрязнение чрезвычайно опасно: радионуклиды накапливаются в организме, вызывая многочисленные мутации и приводят к возникновению у человека лучевой болезни.
По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно от причин связанных с загрязнением воздуха в мире умирают более 2,5 млн. человек, из которых 1,5 млн. смертей связаны с загрязнением воздуха внутри помещений.
Загрязнение воздуха способствует развитию болезней сердца и эмфиземы легких, усугубляет астму и вызывает сильные аллергические реакции, значительно увеличивает младенческую смертность. В результате многие люди вынуждены пропускать учебные часы либо брать больничный. Продолжительность жизни в крупных городах, где загрязнение атмосферного воздуха особенно значительно, снижается в среднем на 9 месяцев.
Отмечена связь сильного загрязнения воздуха с ростом числа инсультов. Особенно заметна она в развивающихся странах.
Но наиболее негативные последствия вызывают аварии на промышленных объектах с выбросом многих тонн загрязняющих воздух веществ, могущие в течение короткого промежутка времени послужить причиной смерти десятков, сотен, а в отдельных случаях и тысяч людей. Пожалуй самой известной и масштабной такой аварией Бхопальская катастрофа. В результате аварийного выброс паров метилизоцианата на химическом заводе Union Carbide в индийском городе Бхопал погибли более 25.000 человек, а еще от 150000 до 600000 пострадали,причем многие стали инвалидами. Известны случаи массовой гибели людей от воздействия смога: Великий смог в Лондоне 4 декабря 1952 года, при котором погибло более 4000 человек, и при случайных бактериологических заражениях гражданского населения: авария 1979 года под Свердловском (СССР), когда от заражения спорами сибирской язвы погибли несколько сотен мирных жителей.
