Что является основным источником антропогенного загрязнения атмосферного воздуха – 10.Источники антропогенного загрязнения атмосферы.

10.Источники антропогенного загрязнения атмосферы.

К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорта, различные машиностроительные и промышленные предприятия, а также с/х производство.Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной дея-тельности человека—диоксид серы (SO2), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в об-щем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных за-грязнителей, в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых—формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, ам-миак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно кон-центрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наи-более часто превышают допустимые уровни во многих горо-дах Казахстана

Атмосфера- Человек оказывает воздействие на различные параметры и свой-ва атмосферы, ее хим. состав, тепловой режим, перемещение, электромагнитность. В результате деятельности человека в атмосферу попадают сотни в-в, которые становятся загрязнителями либо то, что они чуждые для атмосферы. Воздействия на атмосферу стали заметны, когда стали вырубать леса, выжигать леса, делать распашку земель, осушать, орошение, строительство городов, промышленных объектов.

11.Основные факторы загрязнения (поллютанты) атмосферного воздуха.

Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воз­духа, образующиеся в процессе производственной и иной дея­тельности человека — диоксид серы ( S 0₂), оксиды азота ( NO_x ), оксид углерода (СО) й твердые частицы. На их долю прихо­дится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и посел­ков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых — формальдегид, фтористый водород, соеди­нения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Од­нако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.)

12.Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы: парниковый эффект, нарушение озонового слоя, кислотные дожди.

• Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике. Последствия — изменение климата Земли.

• Разрушение озонового слоя. Озоновые дыры — локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на Землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

Кислотные дожди — атмосферные осадки в виде дождя, снега, града, тумана, содержащие соединения серы и соединения азота.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Последствия кислотных дождей:

• Кислотные дожди заметно повышают кислотность озер, прудов, водохранилищ, в результате чего там постепенно вымирает их естественная флора и фауна. В результате изменения экосистемы водоемов, происходит их заболачивание, засорение, повышенная илистость. Кроме того, в результате таких процессов вода становится непригодной для использования человеком. В ней повышается содержание солей тяжелых металлов и различных токсичных соединений, которые в нормальной ситуации поглощаются микрофлорой водоема.

• Кислотные дожди приводят к деградации лесов, вымиранию растений. Особенно страдают хвойные деревья, так как медленное обновление листвы не дает им возможности самостоятельно устранять последствия кислотных дождей. Очень подвержены таким осадкам и молодые леса, качество которых стремительно падает. При постоянном воздействии воды с повышенной кислотностью, деревья погибают.

• В США и Европе кислотные дожди – одна из распространенных причин плохих урожаев, вымирания сельскохозяйственных культур на огромных площадях. При этом причина такого ущерба кроется как в прямом воздействии, которое оказывают кислотные дожди на растения, так и в нарушениях минерализации почвы.

• Кислотные дожди наносят непоправимый ущерб памятникам архитектуры, здания, сооружениям, разъедают краски, синтетические соединения. Действие таких осадков вызывает ускоренную коррозию металлов, выход из строя механизмов.

• При текущей кислотности, которую имеют кислотные дожди, в некоторых случаях они могут наносить прямой вред человеку и животных. Прежде всего, люди в зонах повышенной опасности страдают от заболеваний верхних дыхательных путей. Впрочем, не так далек тот день, когда насыщенность вредных веществ в атмосфере достигнет уровня, при котором в виде осадков будет выпадать серная и нитратная кислота достаточно высокой концентрации. В такой ситуации угроза здоровью человека окажется уже значительно более высокой.

studfiles.net

43. Загрязнение атмосферного воздуха: основные источники, экологические последствия.

Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение естественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

• Основные загрязнители атмосферного воздуха:

• Оксид углерода

• Оксиды азота

• Диоксид серы

• Углеводороды

• Альдегиды

• Тяжёлые металлы(Pb,Cu,Zn,Cd,Cr)

• Аммиак

• Атмосферная пыль

Источники загрязнения атмосферы:

Природные источники загрязнения:Извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем. Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы — вулканическая и флюидная активность Земли Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет.

Антропогенные источники загрязнения:

Обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд т. углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860—1960 гг.) содержание СО2 увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032 %). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к 2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05 %.

2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.

3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).

4. Производственная деятельность.

5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).

6. Выбросы предприятиями различных газов.

7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель — монооксид углерода.

8. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом. (подробнее о загрязнении см. в Wikipedia).

11. В крупных городах значительную долю выбросов в атмосферу дает именно автотранспорт.

Также можно разделить источники загрязнения атмосферы на стационарные и передвижные. Стационарный источник — непередвижной технологический агрегат (установка, устройство, аппарат и т.п.), выделяющий в процессе эксплуатации вредные вещества (например, ТЭЦ). К передвижным источникам относятся все виды транспорта.

Последствия загрязнения атмосферы: образование смогов и кислотных дождей. Глобальные последствия: Долгосрочной глобальной угрозой, причем с неизвестными масштабами воздействия, является истончение защитного озонового слоя стратосферы вокруг Земли, особенно четко проявившееся над Антарктидой (так называемая «озоновая дыра»). Результатом загрязнения атмосферы может стать изменение климата Земли. Содержащаяся в атмосфере двуокись углерода играет большую роль в жизни человека, растений и животных, предохраняет землю от перегрева. При отсутствии атмосферы средняя температура земной поверхности была бы -23С, в действительности же она +15С. Но хозяйственная деятельность человека — прежде всего сжигание огромных масс топлива — нарушила баланс углекислого газа в природе. Это создает, по мнению многих ученых, реальную угрозу так называемого парникового эффекта — заметного потепления климата, изменение количества осадков, таяния льдов, повышения уровня Мирового океана.

Загрязнение воздуха, представляющее более явную и скорую угрозу здоровью людей, связано с попаданием в атмосферу токсинов, которые вырабатываются в некоторых производственных процессах. Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0.1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они: а токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе; б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт; в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества. В некоторых случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия.

Установлена зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний.

studfiles.net

Антропогенные источники загрязнения атмосферы

Наибольшее количество загрязнений антропогенного происхождения попадает в атмосферу в результате сжигания различных видов топлива, основу которого составляют органические вещества — нефть и нефтепродукты, каменный и бурый угли, горючие сланцы, газ, дрова, торф. Кроме основных горючих компонентов — восстановленных углерода и водорода, дающих при соединении с кислородом в процессе горения углекислый газ и воду, все они, кроме газа, содержат негорючие минеральные примеси, образующие при сгорании топлива пылевые частицы различного состава, или горючие вещества, например серу, дающие окислы, которые в больших концентрациях могут быть достаточно опасны. Кроме того, в высокотемпературном пламени частично окисляется азот воздуха, добавляя к выбросам окислы азота. Наиболее чистое топливо — газ, как природный, так и получаемый при переработке нефти или в процессах метанового брожения органических веществ. Больше всего минеральных частиц образуется при сжигании горючих сланцев, бурого угля и торфа. Использующие эти виды топлива тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу особенно много загрязнений.

Для уменьшения концентрации вредных примесей в приземном слое воздуха котельные тепловых электростанций и крупных промышленных предприятий оборудуют высокими, до 100-200 и более метров, дымовыми трубами. Чем в более высокие слои воздуха выбрасываются загрязнения, тем ниже их концентрация в приземном слое, но на тем большую площадь они рассеиваются. Крупные промышленные центры создают сверхфоновую концентрацию взвешенных частиц, окислов серы и азота, окиси углерода на десятки километров вокруг себя, а при устойчивом ветре постоянного направления — и на сотни километров.

Кроме создания концентрации загрязнений, многократно превышающей фоновую для природных примесей, промышленность и транспорт выбрасывают в воздух множество веществ, вообще не встречающихся в природных примесях. К таким веществам у живых организмов нет выработанных эволюцией механизмов обезвреживания или использования. Некоторые из них высокотоксичны, например многие промежуточные продукты химических производств. Аварийный выброс одного из таких веществ, диоксана, на химическом заводе в городе Бхопал в Индии в начале 80-х годов привел к гибели и серьезным отравлениям нескольких тысяч человек. Постоянные выбросы производственной пыли, содержащей бактериальные белки, на некоторых биохимических производствах приводили к распространению среди живущего поблизости населения острейших аллергических заболеваний.

Десятки миллионов двигателей внутреннего сгорания, работающих на всех видах транспорта, выбрасывают в атмосферу огромные количества окислов азота и серы, особенно дизельные двигатели, использующие дешевое «тяжелое» топливо. Автомобильные моторы выбрасывают также много продуктов неполного сгорания углеводородов, многие из которых обладают высокой канцерогенной активностью, и окиси углерода — угарного газа. В больших городах и вблизи автомагистралей основной источник загрязнения приземных слоев воздуха — автотранспорт.

Вклад сельского хозяйства в загрязнение воздуха относительно невелик, хотя в тех случаях, когда не налажена переработка отходов животноводства, в воздух попадает значительное количество летучих органических соединений азота и серы, которые создают устойчивый неприятный запах и небезразличны для здоровья людей. Но если эти загрязнения оказываются существенными только в отдельных местах, то загрязнения от промышленности, энергетики и транспорта настолько значительны по объему, что влияют не только на сугубо местные условия, но иногда способны изменить весь ход биосферных процессов.

Химический состав антропогенных загрязнений

В общей массе антропогенных загрязнений воздуха наиболее значительную долю составляют окислы углерода. Большая часть углерода различных видов органического топлива окисляется до двуокиси углерода, меньшая — до окиси углерода, или угарного газа. Количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу промышленностью, транспортом, тепловыми электростанциями и системами отопления, превышает 7 миллиардов тонн в год, или более 2 миллиардов тонн в расчете на углерод.

Это всего около 2% от массы углерода, поступающего из естественных источников и связываемого растениями в процессе фотосинтеза. Однако эти добавочные 2% оказываются в значительной мере избыточными и не успевают связываться растениями планеты. Дело тут, очевидно, не столько в возможностях самого процесса фотосинтеза, который в нормальных условиях существования растений активируется при повышении концентрации углекислого газа и автоматически мог бы привести концентрацию С0₂ в состояние исходного равновесия. Изымается из круговорота углерода, что ведет к снижению концентрации С0₂ в воздухе, только углекислый газ, который связывается водными организмами, строящими свои скелеты из углекислого кальция, и вошедший в восстановленном виде в состав органического вещества, «захораниваемого» в обширных болотах самого разного типа. Осушение болот, повышение кислотности вод, ведущее к разложению карбонатов, подавление фотосинтеза разнообразными загрязнениями — вот только некоторые причины нарушения равновесия между поступлением в атмосферу углекислого газа и его связыванием. В результате в последние десятилетия наблюдается устойчивая тенденция повышения концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе. Так, болота только Западной Сибири ежегодно связывают в виде торфа и захораниваемой под слоем воды древесины не менее 50 млн. тонн углерода или 180 млн. тонн углекислого газа.

Именно общая концентрация углекислоты в атмосфере имеет наибольшее значение, поскольку этот газ эффективнее всех других «парниковых» газов экранирует тепловое излучение Земли, и повышение его содержания в атмосфере ведет к повышению средней температуры поверхности планеты. И для растений, и для животных углекислый газ становится вредным в значительно более высоких концентрациях, чем те, которые обычно встречаются даже в экстремальных условиях горячих цехов и плохо проветриваемых помещений. Окись углерода (угарный газ), напротив, очень токсична даже в небольших концентрациях, поскольку она прочно связывается с гемоглобином крови, лишая его способности переносить кислород. Опасные концентрации окиси углерода могут возникать не только при неправильной топке печей или в некоторых производственных помещениях, но и на улицах городов при отсутствии ветра и обилии автотранспорта. Содержание СО₂ в выхлопе считается одним из важнейших показателей качества регулировки автомобильного двигателя.

Наиболее распространенные соединения азота антропогенного происхождения — его окислы, от закиси до двуокиси азота, образующиеся при сжигании любого топлива в потоке воздуха. При температуре пламени азот воздуха частично окисляется, связываясь с кислородом. Чем выше температура пламени, тем, как правило, выше КПД устройства, преобразующего тепловую энергию, что повышает экономичность соответствующей технологии и способствует ее внедрению в практику. Но чем выше эта температура, тем больше в топке образуется окислов азота. И хотя такое окисление азота делает его доступным для растений, полезные или хотя бы безвредные концентрации этих окислов в воздухе много ниже тех, которые возникают в зоне выпадения осадков крупных промышленных центров. Растворяясь в каплях тумака, в дождевой воде, окислы азота образуют азотную и азотистую кислоты, которые в значительной мере определяют кислотность дождей и могут серьезно повлиять на равновесие в экосистемах.

Многие виды топлива содержат в некотором, иногда значительном, количестве серу. Образующиеся при сжигании такого топлива окислы хорошо растворяются в атмосферных осадках, образуя слабые серную и сернистую кислоты. Действуя вместе с азотной и азотистой кислотами, они обусловливают иногда очень высокую, вплоть до рН 2,0, кислотность осадков и являются причиной «кислых дождей», сильно обеднивших экосистемы многих озер и рек Европы и Северной Америки. Ливневые дожди оказываются менее кислыми, чем слабые моросящие. Это естественно — при той же исходной концентрации окислов в воздухе, в последнем случае они растворяются в меньшем количестве воды. Такие слабые дожди, проходящие в подветренной по отношению к крупным промышленным центрам стороне, иногда вызывают повреждение листьев растений, снижают их устойчивость к вирусным и грибковым заболеваниям. В самих промышленных центрах, многочисленные дымовые трубы которых выбрасывают особенно много окислов азота и серы, слабые моросящие дожди иногда оказываются настолько кислыми, что повреждают не только городскую растительность, но и некоторые виды синтетических тканей одежды людей, вызывают сильное раздражение дыхательных путей и кожи, ускоряют коррозию металлических конструкций и разрушают мраморные скульптуры и детали произведений архитектуры многих исторических памятников, например в Италии.

Особую категорию загрязнений воздушного бассейна составляют вещества, не свойственные природным экосистемам и потому особенно опасные как для их состояния, так и непосредственно для здоровья человека. Среди них есть как неорганические, так и органические вещества. Например, чистый хлор, широко применяемый в ряде химических производств, в природе, за исключением незначительной примеси в вулканических газах, не встречается. Хлор ядовит, к тому же он имеет большую, чем воздух, плотность, и при авариях или утечках «растекается» по поверхности, скапливаясь в понижениях рельефа. Человека, если опасность утечки хлора учтена заранее, может спасти противогаз, а животные и растения оказываются беззащитными.

Развитие химической промышленности, в частности органического синтеза, привело к тому, что в природную среду попадает ежегодно 2-3 тысячи новых веществ, никогда прежде не существовавших в природе. Среди них есть и относительно безвредные, и такие высокотоксичные, как уже упоминавшийся в связи с трагедией в Бхопале диоксан.

Многие высокомолекулярные вещества, попадающие в природную среду при работе химических и биохимических производств, в частности микробные белки, обладают высокой аллергенной активностью и способны вызывать массовые аллергические заболевания у людей, живущих в зоне распространения таких выбросов.

Хотя для некоторой части низкомолекулярных органических веществ техногенного происхождения установлены относительно безопасные концентрации в воздухе, взаимодействие нескольких вредных веществ, каждое из которых присутствует в как будто бы безвредных концентрациях, может вести к заметным нарушениям здоровья людей и разрушительно влиять на экосистемы. Ввиду обилия самых различных загрязнений в воздушном бассейне крупных городов, особенно имеющих мощные химические производства, механизмы их взаимоусиливающего действия очень слабо изучены. Однако анализ заболеваемости людей в таких промышленных центрах часто позволяет однозначно определить высокий уровень вредности того «коктейля» вредных веществ, который содержится в воздухе этих городов.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях: Поиск по сайту:

geography-ege.ru

Источники загрязнения воздуха: основные виды

Существуют различные источники загрязнения воздуха, и некоторые из них оказывают значительное и крайне неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Стоит рассмотреть основные загрязняющие факторы, чтобы предотвратить серьёзные последствия и сохранить экологию.

Классификация источников

Все источники загрязнения делятся на две обширные группы.

1. Естественные или природные, которые охватывают факторы, обусловленные активностью самой планеты и никоим образом не зависящие от человечества.
2. Искусственные или антропогенные загрязнители, связанные с активной деятельностью человека.

Если за основу классификации источников брать степень воздействия загрязнителя, то можно выделить мощные, средние и мелкие. К последним относятся небольшие котельные установки, локальные котлы. В категорию мощных источников загрязнения входят крупные промышленные предприятия, ежедневно выбрасывающие в воздушную среду тонны вредных соединений.

По месту образования

По особенностям выхода смесей загрязнители делятся на нестационарные и стационарные. Последние постоянно находятся на одном месте и осуществляют выбросы в определённой зоне. Нестационарные источники загрязнения атмосферного воздуха могут перемещаться и, таким образом, распространять опасные соединения по воздуху. Прежде всего, это автомобильные транспортные средства.

Также за основу классификации могут браться пространственные характеристики выбросов. Выделяют высокие (трубы), низкие (стоки и вентиляционные отверстия), площадные (большие скопления труб) и линейные (автотрассы) загрязнители.

По уровню контроля

По уровню контроля источники загрязнения делятся на организованные и неорганизованные. Воздействие первых регламентируется и подвергается периодическому мониторингу. Вторые же осуществляют выбросы в ненадлежащих местах и без соответствующего оборудования, то есть незаконно.

Ещё один вариант разделения источников загрязнения воздушного бассейна – по масштабам распространения загрязняющих веществ. Загрязнители могут быть местными, влияющими только на определённые не обширные участки. Также выделяют региональные источники, действие которых распространяется на целые регионы и большие зоны. Но наиболее опасны глобальные источники, которые влияют на всю атмосферу.

По характеру загрязнения

Если в качестве основного критерия классификации использовать характер негативного загрязняющего влияния, то можно выделить такие категории:

• Физические загрязнители включают шумы, вибрации, электромагнитные и тепловые излучения, радиацию, механические воздействия.
• Биологические загрязнители могут иметь вирусную, микробную или грибковую природу. К данным загрязнителям относятся как сами витающие в воздухе патогенные микроорганизмы, так и выделяемые ими продукты жизнедеятельности и токсины.
• Источники химического загрязнения воздуха жилой среды охватывают газообразные смеси и аэрозоли, например, тяжёлые металлы, диоксиды и оксиды различных элементов, альдегиды, аммиак. Такие соединения, как правило, выбрасываются промышленными предприятиями.

Антропогенные загрязнители имеют собственные классификации. Первая предполагает характер источников и включает:

• Транспортные.
• Бытовые — возникающие в процессах переработки отходов или сгорания топлива.
• Производственные, охватывающие вещества, образующиеся во время технических процессов.

По составу все загрязняющие компоненты подразделяются на химические (аэрозольные, пылевидные, газообразные химикаты и вещества), механические (пыль, сажа и другие твёрдые частицы) и радиоактивные (изотопы и радиация).

Природные источники

Рассмотрим основные источники загрязнения атмосферного воздуха, имеющие природное происхождение:

• Активность вулканов. Из недр земной коры при извержениях поднимаются тонны кипящей лавы, при сгорании которой образуются клубы дыма, содержащие частицы горных пород и слоёв грунта, сажа и копоть. Также процесс сжигания может порождать и прочие опасные соединения, например, оксиды серы, сероводород, сульфаты. И все эти вещества под давлением выбрасываются из кратера и сразу устремляются в воздушную среду, способствуя её значительному загрязнению.
• Пожары, возникающие на торфяных болотах, в степях и лесах. Ежегодно они уничтожают тонны природного топлива, в процессе горения которого выделяются вредные вещества, засоряющие воздушный бассейн. В большинстве случаев возгорания обусловлены халатностью людей, а остановить стихию огня бывает крайне сложно.
• Растения и животные тоже неосознанно загрязняют воздух. Представители флоры могут выделять газы и распространять пыльцу, и всё это способствует засорению воздушного бассейна. Животные в процессе жизнедеятельности также выделяют газообразные соединения и прочие вещества, а после их смерти губительное влияние на среду оказывают процессы разложения.
• Пылевые бури. Во время таких явлений в атмосферу поднимаются тонны частиц грунта и прочих твёрдых элементов, которые неизбежно и значительно загрязняют окружающую среду.

Антропогенные источники

Антропогенные источники загрязнения – это глобальная проблема современного человечества, обусловленная стремительными темпами развития цивилизации и всех сфер жизни людей. Такие загрязнители созданы человеком, и хотя изначально они внедрялись во благо и для повышения качества и комфорта жизни, сегодня являются основополагающим фактором глобального загрязнения атмосферы.

Рассмотрим основные искусственные загрязнители:

• Автомобили – это бич современного человечества. Сегодня они имеются у многих и из роскоши превратились в необходимые средства передвижения, но, к сожалению, немногие задумываются о том, насколько вредно для атмосферы использование автотранспорта. При сжигании топлива и во время работы двигателя из выхлопной трубы постоянным потоком выбрасываются выхлопные газы, в состав которых входят угарный и углекислый газы, бензапирен, углеводороды, альдегиды, оксиды азота. Но стоит отметить, что пагубно влияют на окружающую среду и воздух и прочие виды транспорта, включая железнодорожный, воздушный, водный.
• Деятельность промышленных предприятий. Они могут заниматься переработкой металлов, химической промышленностью и любыми другими видами деятельности, но практически все крупные заводы постоянно выбрасывают в воздушный бассейн тонны химикатов, твёрдых частиц, продуктов сгорания. А если учесть, что лишь единицы предприятий используют очистные сооружения, то масштаб негативного влияния постоянно развивающейся промышленности на окружающую среду просто огромен.
• Использование котельных установок, атомных и тепловых электростанций. Сгорание топлива – это вредный и опасный с точки зрения загрязнения атмосферы процесс, в ходе которого выделяется масса различных веществ, в том числе токсичных.
• Ещё один фактор загрязнения планеты и её атмосферы – это повсеместное и активное использование разных видов топлива, таких как газ, нефть, уголь, дрова. При их сжигании и под воздействием кислорода образуются многочисленные соединения, устремляющиеся вверх и поднимающиеся в воздух.

Можно ли предупредить загрязнение

К сожалению, в сложившихся современных условиях жизни большинства людей полностью исключить загрязнение атмосферы крайне сложно, но всё же можно попытаться остановить или минимизировать некоторые направления оказываемого на неё губительного влияния очень непросто. И помогут в этом только комплексные и принимаемые повсеместно и сообща меры. К ним можно отнести:

1. Применение современных и высококачественных очистных сооружений на крупных промышленных предприятиях, деятельность которых связана с выбросами.
2. Рациональное использование транспортных средств: переход на качественное топливо, применение снижающих концентрации выхлопов средств, стабильная работа машины и устранение неполадок. А лучше по возможности отказываться от автомобилей в пользу трамваев и троллейбусов.
3. Внедрение законодательных мер на государственном уровне. Некоторые законы уже действуют, но нужны новые, имеющие более значительную силу.
4. Внедрение повсеместных пунктов контроля уровня загрязнений, которые особенно необходимы в рамках крупных предприятий.
5. Переход на альтернативные и менее опасные для окружающей среды источники энергии. Так, следует активнее использовать ветряные мельницы, гидроэлектростанции, солнечные батареи, электричество.
6. Своевременная и грамотная переработка отходов позволит избежать выделяемых ими выбросов.
7. Эффективной мерой станет озеленение планеты, так как многие растения выделяют кислород и тем самым очищают атмосферу.

Основные источники загрязнения воздушной среды рассмотрены, и такая информация поможет вникнуть в суть проблемы ухудшения экологии, а также остановить влияние и сохранить природу.

vtorothodi.ru

Антропогенные источники загрязнения атмосферы

Наибольшее количество загрязнений антропогенного происхождения попадает в атмосферу в результате сжигания различных видов топлива, основу которого составляют органические вещества — нефть и нефтепродукты, каменный и бурый угли, горючие сланцы, газ, дрова, торф. Кроме основных горючих компонентов — восстановленных углерода и водорода, дающих при соединении с кислородом в процессе горения углекислый газ и воду, все они, кроме газа, содержат негорючие минеральные примеси, образующие при сгорании топлива пылевые частицы различного состава, или горючие вещества, например серу, дающие окислы, которые в больших концентрациях могут быть достаточно опасны. Кроме того, в высокотемпературном пламени частично окисляется азот воздуха, добавляя к выбросам окислы азота. Наиболее чистое топливо — газ, как природный, так и получаемый при переработке нефти или в процессах метанового брожения органических веществ. Больше всего минеральных частиц образуется при сжигании горючих сланцев, бурого угля и торфа. Использующие эти виды топлива тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу особенно много загрязнений.

Для уменьшения концентрации вредных примесей в приземном слое воздуха котельные тепловых электростанций и крупных промышленных предприятий оборудуют высокими, до 100-200 и более метров, дымовыми трубами. Чем в более высокие слои воздуха выбрасываются загрязнения, тем ниже их концентрация в приземном слое, но на тем большую площадь они рассеиваются. Крупные промышленные центры создают сверхфоновую концентрацию взвешенных частиц, окислов серы и азота, окиси углерода на десятки километров вокруг себя, а при устойчивом ветре постоянного направления — и на сотни километров.

Кроме создания концентрации загрязнений, многократно превышающей фоновую для природных примесей, промышленность и транспорт выбрасывают в воздух множество веществ, вообще не встречающихся в природных примесях. К таким веществам у живых организмов нет выработанных эволюцией механизмов обезвреживания или использования. Некоторые из них высокотоксичны, например многие промежуточные продукты химических производств. Аварийный выброс одного из таких веществ, диоксана, на химическом заводе в городе Бхопал в Индии в начале 80-х годов привел к гибели и серьезным отравлениям нескольких тысяч человек. Постоянные выбросы производственной пыли, содержащей бактериальные белки, на некоторых биохимических производствах приводили к распространению среди живущего поблизости населения острейших аллергических заболеваний.

Десятки миллионов двигателей внутреннего сгорания, работающих на всех видах транспорта, выбрасывают в атмосферу огромные количества окислов азота и серы, особенно дизельные двигатели, использующие дешевое «тяжелое» топливо. Автомобильные моторы выбрасывают также много продуктов неполного сгорания углеводородов, многие из которых обладают высокой канцерогенной активностью, и окиси углерода — угарного газа. В больших городах и вблизи автомагистралей основной источник загрязнения приземных слоев воздуха — автотранспорт.

Вклад сельского хозяйства в загрязнение воздуха относительно невелик, хотя в тех случаях, когда не налажена переработка отходов животноводства, в воздух попадает значительное количество летучих органических соединений азота и серы, которые создают устойчивый неприятный запах и небезразличны для здоровья людей. Но если эти загрязнения оказываются существенными только в отдельных местах, то загрязнения от промышленности, энергетики и транспорта настолько значительны по объему, что влияют не только на сугубо местные условия, но иногда способны изменить весь ход биосферных процессов.

Химический состав антропогенных загрязнений

В общей массе антропогенных загрязнений воздуха наиболее значительную долю составляют окислы углерода. Большая часть углерода различных видов органического топлива окисляется до двуокиси углерода, меньшая — до окиси углерода, или угарного газа. Количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу промышленностью, транспортом, тепловыми электростанциями и системами отопления, превышает 7 миллиардов тонн в год, или более 2 миллиардов тонн в расчете на углерод.

Это всего около 2% от массы углерода, поступающего из естественных источников и связываемого растениями в процессе фотосинтеза. Однако эти добавочные 2% оказываются в значительной мере избыточными и не успевают связываться растениями планеты. Дело тут, очевидно, не столько в возможностях самого процесса фотосинтеза, который в нормальных условиях существования растений активируется при повышении концентрации углекислого газа и автоматически мог бы привести концентрацию С0₂ в состояние исходного равновесия. Изымается из круговорота углерода, что ведет к снижению концентрации С0₂ в воздухе, только углекислый газ, который связывается водными организмами, строящими свои скелеты из углекислого кальция, и вошедший в восстановленном виде в состав органического вещества, «захораниваемого» в обширных болотах самого разного типа. Осушение болот, повышение кислотности вод, ведущее к разложению карбонатов, подавление фотосинтеза разнообразными загрязнениями — вот только некоторые причины нарушения равновесия между поступлением в атмосферу углекислого газа и его связыванием. В результате в последние десятилетия наблюдается устойчивая тенденция повышения концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе. Так, болота только Западной Сибири ежегодно связывают в виде торфа и захораниваемой под слоем воды древесины не менее 50 млн. тонн углерода или 180 млн. тонн углекислого газа.

Именно общая концентрация углекислоты в атмосфере имеет наибольшее значение, поскольку этот газ эффективнее всех других «парниковых» газов экранирует тепловое излучение Земли, и повышение его содержания в атмосфере ведет к повышению средней температуры поверхности планеты. И для растений, и для животных углекислый газ становится вредным в значительно более высоких концентрациях, чем те, которые обычно встречаются даже в экстремальных условиях горячих цехов и плохо проветриваемых помещений. Окись углерода (угарный газ), напротив, очень токсична даже в небольших концентрациях, поскольку она прочно связывается с гемоглобином крови, лишая его способности переносить кислород. Опасные концентрации окиси углерода могут возникать не только при неправильной топке печей или в некоторых производственных помещениях, но и на улицах городов при отсутствии ветра и обилии автотранспорта. Содержание СО₂ в выхлопе считается одним из важнейших показателей качества регулировки автомобильного двигателя.

Наиболее распространенные соединения азота антропогенного происхождения — его окислы, от закиси до двуокиси азота, образующиеся при сжигании любого топлива в потоке воздуха. При температуре пламени азот воздуха частично окисляется, связываясь с кислородом. Чем выше температура пламени, тем, как правило, выше КПД устройства, преобразующего тепловую энергию, что повышает экономичность соответствующей технологии и способствует ее внедрению в практику. Но чем выше эта температура, тем больше в топке образуется окислов азота. И хотя такое окисление азота делает его доступным для растений, полезные или хотя бы безвредные концентрации этих окислов в воздухе много ниже тех, которые возникают в зоне выпадения осадков крупных промышленных центров. Растворяясь в каплях тумака, в дождевой воде, окислы азота образуют азотную и азотистую кислоты, которые в значительной мере определяют кислотность дождей и могут серьезно повлиять на равновесие в экосистемах.

Многие виды топлива содержат в некотором, иногда значительном, количестве серу. Образующиеся при сжигании такого топлива окислы хорошо растворяются в атмосферных осадках, образуя слабые серную и сернистую кислоты. Действуя вместе с азотной и азотистой кислотами, они обусловливают иногда очень высокую, вплоть до рН 2,0, кислотность осадков и являются причиной «кислых дождей», сильно обеднивших экосистемы многих озер и рек Европы и Северной Америки. Ливневые дожди оказываются менее кислыми, чем слабые моросящие. Это естественно — при той же исходной концентрации окислов в воздухе, в последнем случае они растворяются в меньшем количестве воды. Такие слабые дожди, проходящие в подветренной по отношению к крупным промышленным центрам стороне, иногда вызывают повреждение листьев растений, снижают их устойчивость к вирусным и грибковым заболеваниям. В самих промышленных центрах, многочисленные дымовые трубы которых выбрасывают особенно много окислов азота и серы, слабые моросящие дожди иногда оказываются настолько кислыми, что повреждают не только городскую растительность, но и некоторые виды синтетических тканей одежды людей, вызывают сильное раздражение дыхательных путей и кожи, ускоряют коррозию металлических конструкций и разрушают мраморные скульптуры и детали произведений архитектуры многих исторических памятников, например в Италии.

Особую категорию загрязнений воздушного бассейна составляют вещества, не свойственные природным экосистемам и потому особенно опасные как для их состояния, так и непосредственно для здоровья человека. Среди них есть как неорганические, так и органические вещества. Например, чистый хлор, широко применяемый в ряде химических производств, в природе, за исключением незначительной примеси в вулканических газах, не встречается. Хлор ядовит, к тому же он имеет большую, чем воздух, плотность, и при авариях или утечках «растекается» по поверхности, скапливаясь в понижениях рельефа. Человека, если опасность утечки хлора учтена заранее, может спасти противогаз, а животные и растения оказываются беззащитными.

Развитие химической промышленности, в частности органического синтеза, привело к тому, что в природную среду попадает ежегодно 2-3 тысячи новых веществ, никогда прежде не существовавших в природе. Среди них есть и относительно безвредные, и такие высокотоксичные, как уже упоминавшийся в связи с трагедией в Бхопале диоксан.

Многие высокомолекулярные вещества, попадающие в природную среду при работе химических и биохимических производств, в частности микробные белки, обладают высокой аллергенной активностью и способны вызывать массовые аллергические заболевания у людей, живущих в зоне распространения таких выбросов.

Хотя для некоторой части низкомолекулярных органических веществ техногенного происхождения установлены относительно безопасные концентрации в воздухе, взаимодействие нескольких вредных веществ, каждое из которых присутствует в как будто бы безвредных концентрациях, может вести к заметным нарушениям здоровья людей и разрушительно влиять на экосистемы. Ввиду обилия самых различных загрязнений в воздушном бассейне крупных городов, особенно имеющих мощные химические производства, механизмы их взаимоусиливающего действия очень слабо изучены. Однако анализ заболеваемости людей в таких промышленных центрах часто позволяет однозначно определить высокий уровень вредности того «коктейля» вредных веществ, который содержится в воздухе этих городов.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Основные источники загрязнения атмосферы: классификация

Атмосфера загрязняется практически постоянно, что связано с особенностями современной жизни. Это ухудшает экологическую обстановку, которая и без того вызывает тревогу у учёных. Улучшить ситуацию возможно, и для этого следует выяснить основные источники загрязнения атмосферы и постараться их устранить или хотя бы минимизировать загрязняющее влияние.

Классификация

Основная классификация источников загрязнения атмосферы предполагает выделение двух основных обширных групп: естественные и антропогенные.

Естественные охватывают природные загрязнители, имеющие микробиологическую, минеральную или растительную природу. Сюда входят пыльца растений и витающая в воздухе пыль, экскременты и прочие выделения, оставляемые животными, вспыхивающие в степях и лесах пожары, извержения вулканов.

Искусственные или антропогенные источники загрязнения предполагают воздействия, оказываемые человеком или развиваемой им деятельностью.

В свою очередь, искусственные загрязнители можно разделить на такие подвиды как:

• Транспортные. Из названия понятно, что в подгруппу включаются загрязнители, образуемые и негативно влияющие на среду в процессе эксплуатации разных видов транспортных средств, включая железнодорожные, речные, автомобильные, морские, воздушные. Во время их работы неизбежно образуются выхлопы, сразу же попадающие в атмосферу.
• Производственные. К этому подвиду можно относить источники, предполагающие образование выбросов во время различных технологических процессов, направленных на обеспечение человечества всем необходимым, включая одежду, тепло, бытовые приборы, моющие средства и прочие химические составы.
• Бытовые загрязнители охватывают соединения, формирующиеся во время переработки разных бытовых отходов, при сжигании топлива.

По составу

Также антропогенные загрязнители можно разделять по составу. И по данному критерию выделяются:

• Механические источники. В основном, это пыль, образующаяся при сгорании твердотопливных материалов и производстве цемента. Но ещё в группу входят сажа, а также компоненты трущихся об асфальт шин.
• Химические загрязнители могут находиться в газообразном или пылевидном состоянии, и они способны запускать химические реакции, предполагающие негативное воздействие на среду и атмосферу.
• Радиоактивные загрязнители включают радиацию и изотопы.

Характер воздействия

Если за основу классификации взять характер загрязняющего воздействия, то можно выделить:

• Физические источники – это механические, электромагнитные, тепловые, радиационные и шумовые. Группа охватывает изотопы, электромагнитные волны, мелкие частички, шумы, пыль, вибрации, выбросы тепла.
• Химические источники – это, прежде всего, воздействие аэрозолей и газообразных составов. Основными относящимися к данной группе загрязнителями в современном мире считаются аммиак, диоксид серы, альдегиды, оксид углерода, тяжёлые металлы, оксиды азота.
• Биологические загрязнители предполагают источники микробной, грибковой или вирусной природы. К такой группе относят воздействие на атмосферный воздух разнообразных форм патогенных микроорганизмов, а также продуктов их жизнедеятельности и выделяемых ими токсинов.

По структуре

Ещё один вариант классификации – по структуре. Выделяют:

• Газообразные. Продукты, получаемые в результате конденсата, химических процессов и распыления жидкостей в ходе технологических процессов. Газообразные источники появляются при электрохимических, восстановительных и химических реакциях, во время сжигания некоторых видов топлива.
• Твёрдые. К твёрдым загрязнителям причисляются образуемые в ходе некоторых производственных процессов, при сжигании определённых материалов, во время обработки или транспортировки сырья и промышленных элементов.
• Жидкие загрязнители.

Подробное описание естественных источников

Хотя естественные источники загрязнения атмосферы имеют природное происхождение и неизбежно образуются отдельными элементами планеты, всё же они тоже способны загрязнять атмосферный воздух, причём довольно значительно.

Прежде всего, стоит рассмотреть извержения вулканов, так как они наносят огромный ущерб экологии. В недрах Земли протекает множество процессов и реакций, и в ходе некоторых из них образуются разные химические соединения. При извержении вулкана в воздух помимо огромного количества пыли и прочих твёрдых компонентов пород попадают и многочисленные соединения: сероводород, сульфаты, оксиды серы. Основная особенность этого загрязнителя заключается в том, что он непредсказуем и не устраним.

Удивительно, но флора тоже может негативно влиять на окружающую нас среду. Например, в воздух попадает мельчайшая пыльца некоторых растений, и так как она имеет незначительный вес, то способна подниматься вверх, подхватываться воздушными потоками и даже проникать в атмосферные слои.

Некоторые представители флоры выделяют ядовитые вещества и газы, которые тоже характеризуются вредным влиянием. И, наконец, растения гниют, и в хода данного процесса тоже могут образовываться газообразные соединения, не лучшим образом действующие на окружающую среду.

Животные, живущие на планете, непреднамеренно и неумышленно влияют на среду, и такое влияние может быть неблагоприятным.

• Во-первых, оказывать негативное воздействие могут продукты их жизнедеятельности, включая экскременты и некоторые выделения.
• Во-вторых, умирающие естественным путём или погибающие представители фауны никем не утилизируются и не погружаются в землю, а находятся на её поверхности и испускают газы и другие соединения.

Описание искусственных источников

Рассмотрим главнейшие и основные антропогенные источники загрязнения атмосферы:

1. Котельные установки, атомные и тепловые электростанции. В процессе сжигания как жидкого, так и твёрдого топлива выделяется дым, который может содержать огромное количество компонентов и соединений, включая углеводороды, диоксид углерода, оксиды азота, серы. А при эксплуатации атомных электростанций образуются ещё более опасные вещества, например, инертный газ, изотопы, радиоактивный йод.
2. Цветная или черная металлургия. Металлы стали неотъемлемой частью нашей жизни и используются практически повсеместно, но при их выплавке в атмосферу ежедневно выбрасывается огромное количество химических веществ и твёрдых частиц, крайне неблагоприятно влияющих на экологию.
3. Химическая промышленность. Хотя образующиеся на таких предприятиях выбросы характеризуются относительно небольшими объёмами по сравнению с другими отраслями, всё же они обладают высокой токсичностью и поэтому представляют серьёзную угрозу для окружающей среды и всей планеты, особенно если выделяются в высоких концентрациях.
4. Производство строительных материалов. Для их изготовления используются различные виды сырья и дополнительные вещества, запускающие важные реакции. И некоторые компоненты крайне вредны или даже токсичны. Кроме того, во время производства образуется огромное количество пыли и твёрдых частиц.
5. Транспорт. Имеет место негативное воздействие на атмосферу практически всех существующих транспортных средств, включая железнодорожный, водный, воздушный. Но, прежде всего, следует рассматривать автомобиль как источник химического загрязнения атмосферы. Причин тому несколько. Первая – довольно высокий расход топлива. Вторая – активная эксплуатация личных транспортных средств большинством людей: некоторые ездят на машинах ежедневно по несколько часов. Третья причина – используемое топливо: бензин при сгорании выделяет массу вредных веществ и выхлопные газы. И четвёртая причина – повсеместное распространение автомобильного транспорта и огромное количество таких средств на дорогах.
6. Активное использование различных видов топлива, включая жидкие и твёрдые. Они применяются для отопления или в ходе производственных процессов, но в любом случае при их сгорании образуется масса вредных соединений и веществ, попадающих в воздух и негативно на него влияющих.

Основные компоненты загрязнения

В окружающую среду ежедневно попадает великое множество самых разных веществ, но одними из самых главных и наиболее распространённых являются следующие:

• Взвеси и пыль – это витающие в воздухе мельчайшие частички, например, компоненты сажи, дыма, строительных материалов.
• Угарный газ образуется при полном сгорании различных отходов или топлива. Он не только опасен для человека и ядовит, но ещё и оказывает крайне негативное воздействие на атмосферу.
• Углеводороды представляют собой соединения водорода и углерода. В промышленности применяются в качестве источников энергии. Некоторые виды крайне опасны.
• Сернистый газ, то есть двуокись серы. Данное вещество образуется, прежде всего, при сжигании некоторых горючих ископаемых.
• Оксиды азота могут вырабатываться микроорганизмами или выделяться в процессе сгорания, а также при некоторых химических процессах.
• Тяжёлые металлы, например, ртуть, кадмий, ванадий, свинец.
• Кислоты: азотная и серная, образующиеся при кислотных дождях.

Теперь вы знаете, каковы источники загрязнения атмосферы. И такие знания позволят понять, как действовать, чтобы сохранить экологию планеты.

vtorothodi.ru

Источники загрязнения атмосферы

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы — самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

В последние годы получены данные о существенной роли для сохранения биосферы озонового слоя атмосферы, поглощающего губительное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца и формирующего на высотах около 40 км тепловой барьер, предохраняющий охлаждение земной поверхности. Воздух жилищ и рабочих зон имеет важное значение из-за того, что человек проводит здесь значительную часть времени.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие болезни, список которых определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и их совместным воздействием на организм человека. Результаты специальных исследований, выполненных в России и за рубежом, показали, что между здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная положительная связь.

Основные агенты воздействия атмосферы на гидросферу — атмосферные осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы.

Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов фотосинтеза, приводящих к замедлению роста и гибели растений. Высокая чувствительность деревьев (особенно березы, дуба) к загрязнению воздуха выявлена давно. Совместное действие обоих факторов приводит к заметному уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные линии связи. Во многих экономически развитых странах в настоящее время реализуются программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков. В рамках Национальной программы по оценке влияния кислотных атмосферных осадков, учрежденной в 1980 году многие федеральные ведомства США начали финансировать исследования атмосферных процессов, вызывающих кислотные дожди, с целью оценки влияния последних на экосистемы и выработки соответствующих природоохранных мер. Выяснилось, что кислотные дожди оказывают многоплановое воздействие на окружающую среду и являются результатом самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные агенты — разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реакциях окисления оксидов серы и азота с участием пероксида водорода.

Процессы и источники загрязнения приземной атмосферы многочисленны и разнообразны. По происхождению они подразделяются на антропогенные и природные. Среди антропогенных, к наиболее опасным процессам относятся: сгорание топлива и мусора, ядерные реакции при получении атомной энергии, испытаниях ядерного оружия, металлургия и горячая металлообработка, различные химические производства, в том числе переработка нефти и газа, угля.

При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40-50 %. Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.

Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных.

Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы — вулканическая и флюидная активность Земли. Специальными исследованиями установлено, что поступление загрязняющих веществ с глубинными флюидами в приземной слой атмосферы имеет место не только в областях современной вулканической и газо-термальной деятельности, но и в таких стабильных геологических структурах, как Русская платформа. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет. В ряде случаев из-за наличия в воздухе большой массы рассеянных тонкодисперсных твердых аэрозолей здания, деревья и другие предметы на поверхности Земли не давали тени. Необходимо отметить, что в снеговых выпадениях многих районов Европейской России эколого-геохимическим картированием выявлены аномально высокие концентрации фтора, лития, сурьмы, мышьяка, ртути, кадмия и других тяжелых металлов, которые приурочены к узлам сочленения активных глубинных разломов и имеют, вероятно, природное происхождение. В случае сурьмы, фтора, кадмия, такие аномалии имеют значительный размер.

Малоизученным, но важным в экологическом отношении природным процессом глобального масштаба являются фотохимические реакции в атмосфере и на поверхности Земли. Особенно это касается сильно загрязненной приземной атмосферы мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых часто наблюдаются смоги.

Следует учитывать воздействие на атмосферу космических тел в виде комет, метеоритов, болидов и астероидов. Тунгусское событие 1908 года показывает, что оно может быть интенсивным и иметь глобальный масштаб.

Природные загрязнители приземной атмосферы представлены главным образом оксидами азота, серы, углерода, метаном и другими углеводородами, радоном, радиоактивными элементами и тяжелыми металлами в газообразной и аэрозольной формах. Твердые аэрозоли выбрасываются в атмосферу не только обычными, но и грязевыми вулканами.

Специальными исследованиями установлено, что интенсивность аэрозольных потоков грязевых вулканов Керченского полуострова не уступает таковой «спящих» вулканов Камчатки. Результатом современной флюидной активности Земли могут быть сложные соединения типа предельных и непредельных полициклических ароматических углеводородов, сульфида карбонила, формальдегида, фенолов, цианидов, аминов. Метан и его гомологи зафиксированы в снеговом покрове над месторождениями углеводородов в Западной Сибири, Приуралье, на Украине. В урановой провинции Атабаска (Канада) по высоким концентрациям урана в хвое черной канадской ели обнаружена Уолластоунская биохимическая аномалия размером 3000 кв.км, связанная с поступлением в приземной слой атмосферы урансодержащих газовых эманаций по глубинным разломам.

При фотохимических реакциях образуются озон, серная и азотная кислоты, разнообразные фотооксиданты, сложные органические соединения и эквимолярные смеси сухих кислот и оснований, атомарный хлор. Фотохимическое загрязнение атмосферы заметно возрастает в дневное время и в периоды солнечной активности.

В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее опасны широко распространенные в воздушном бассейне России диоксин, бенз (а) пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Тяжелые металлы, находящиеся в приземной атмосфере Подмосковья, преимущественно в газообразном состоянии, и поэтому их нельзя уловить фильтрами. Твердые взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли специально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.

В Западной Европе приоритет отдается 28 особо опасным химическим элементам, соединениям и их группам. В группу органических веществ входят акрил, нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а неорганических — тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы (угарный газ, сероводород, оксиды азота и серы, радон, озон), асбест. Преимущественно токсическое действие оказывают свинец, кадмий. Интенсивный неприятный запах имеют сероуглерод, сероводород, стирол, тетрахлорэтан, толуол. Ореол воздействия оксидов серы и азота распространяется на большие расстояния. Вышеуказанные 28 загрязнителей воздуха входят в международный реестр потенциально токсичных химических веществ.

Основные загрязнители воздуха жилых помещений — пыль и табачный дым, угарный и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма может быть связана с наличием в воздухе жилищдомашних клещей.

По данным изучения пузырьков газа во льдах Антарктиды, содержание метана в атмосфере увеличилось за последние 200 лет. Измерения в начале 1980-х годов содержания угарного газа в воздушном бассейне штата Орегон (США) в течение 3,5 лет показали, что оно возрастало в среднем на 6 % в год. Имеются сообщения о тенденции повышения в атмосфере Земли концентрации углекислого газа и связанной с ней угрозы парникового эффекта и потепления климата. В ледниках вулканического района Камчатки обнаружены как современные, так и древние канцерогены (ПАУ, бенз (а) пирен и др.). В последнем случае они имеют, по-видимому, вулканическое происхождение. Закономерности изменений во времени атмосферного кислорода, имеющего наиболее важное значение для обеспечения жизнедеятельности, изучены слабо.

Обнаружено возрастание в атмосфере оксидов азота и серы зимой в связи с увеличением объемов сжигания топлива и более частым образованием смогов в этот период.

Результаты режимного опробования снеговых выпадений в Подмосковье свидетельствуют как о синхронных региональных изменениях их состава во времени, так и о локальных особенностях динамики химического состояния приземной атмосферы, связанных с функционированием местных источников пылегазовыбросов. В морозные зимы в снеговом покрове увеличивалось содержание сульфатов, нитратов и соответственно кислотности снеговой воды. Снеговая вода начального периода зимы отличалась повышенным содержанием сульфат-, хлор — и аммоний — ионов. По мере выпадения снега к середине зимнего периода оно заметно (в 2 — 3 раза) снижалось, а затем снова и резко (до 4 — 5 раз для хлор — иона) увеличивалось. Такие особенности изменения химического состава снеговых выпадений во времени объясняются повышенной загрязненностью приземной атмосферы при первых снегопадах. По мере усиления ее «промытости» загрязненность снегового покрова уменьшается, снова увеличиваясь в периоды, когда снега выпадает мало.

Для атмосферы характерна чрезвычайно высокая динамичность, обусловленная как быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и вертикальном направлениях, так и высокими скоростями, разнообразием протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается сейчас как огромный «химический котел», который находится под воздействием многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм человека через органы дыхания. Аэрозоли разделяются на первичные (выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в атмосфере), летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие (отлагаются на поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и тонкодисперсные летучие аэрозоли — (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.) имеют тенденцию накапливаться в низинах, заливах и других понижениях рельефа, в меньшей степени на водоразделах.

Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных частицах приземной атмосферы Европейской России свинца и олова; хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и галлия; бария, цинка, марганца и меди. Литий, мышьяк, висмут часто не сопровождаются повышенными содержаниями других микроэлементов. Высокие концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены как присутствием их минеральных фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов топлива, так и сорбцией сажей, глинистыми частицами газообразных соединений типа галогенидов олова. Выявленные особенности пространственно-временного распределения загрязняющих веществ следует учитывать при интерпретации наблюдательных данных о загрязнении воздуха.

Время «жизни» газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком диапазоне (от 1 — 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в основном от их химической устойчивости размера (для аэрозолей) и присутствия реакционно-способных компонентов (озон, пероксид водорода и др.). Поэтому в трансграничных переносах загрязняющих веществ участвуют главным образом химические элементы и соединения в виде газов, не способных к химическим реакциям и термодинамически устойчивых в условиях атмосферы. Вследствие этого борьба с трансграничными переносами, являющимися одной из наиболее актуальных проблем защиты качества воздуха, сильно затруднена.

Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного подхода — ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов наблюдения за воздушным бассейном мало, и они не позволяют адекватно оценить его состояние в крупных промышленно — урбанизированных центрах. В качестве индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного загрязнения, связанных с чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны, обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе. Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в городах.

Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за сравнительно длительный период времени и позволяющий установить местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам. Снегохимическая съемка дает возможность оценить запасы загрязнителей в снеговом покрове, а также «мокрую» и «сухую» нагрузки на окружающую среду, которые выражаются в определении количества (массы) выпадений загрязняющих веществ в единицу времени на единицу площади. Широкому применению съемки способствует то, что основные промышленные центры России находятся в зоне устойчивого снегового покрова. К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы крупных промышленно — урбанизированных территорий относится многоканальное дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в способности быстро, неоднократно и в «одном ключе» охарактеризовать большие площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в атмосфере аэрозолей. Развитие научно-технического прогресса позволяет надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих веществ. Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений, закономерности миграции и трансформации загрязняющихвеществ в атмосфере, особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС. Конечный результат применения таких моделей — количественная оценка риска загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-экономической точки зрения.



biofile.ru