Антропогенные воздействия на атмосферу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ

Где-то в 1960-1970-х годах в Европе и Америке стали наблюдаться  странные явления, желтели и умирали сосны, погибала рыба в озерах и менялся состав растений, сильно увеличилась скорость коррозии металлов и разрушения памятников. Причину нашли скоро – беда приходила с дождями. Это были не обычные освежающие дожди с чистой водой, вода в этих дождях была сильно кислой. Она обжигала листья, вызывала коррозию металлов и подкисляла озера. В кислой воде рыба гибла. Сразу же стали искать виновников. Нашли быстро – выбросы сернистого газа при сжигании угля. При сжигании серы (а это обычная примесь в углях) образуется сернистый газ, который с водой дает слабую сернистую кислоту.

МЕХАНИЗМ ПРОНИКНОВЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ  ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИЯ.

*ПХБ - полихлорированные бифенилы  – практически не разрушается,  концентрируется в грудном молоке, вызывает задержку роста, влияет на интеллектуальное развитие, снижает умственную способность, затрудняет память, вызывает отклонения в психике.

Однако в каплях кислотных дождей была не только слабая сернистая кислота  Н2SO3, но и очень сильная серная H2SO4, да еще примесь азотной и соляной кислот. Примеси азотной и соляной кислот объяснить было нетрудно, а для того, что бы понять, как образуется серная кислота, пришлось развить целый раздел науки – химию атмосферы. Теперь мы точно знаем, как образуется кислота в каплях, с какой скоростью от источников выброса. Более того, мы узнали, что настоящей причиной гибели водных организмов является не сама кислота, а вымывание в кислых условиях алюминия из донных осадков. Вот этот-то алюминий и губит живые организмы.

Однако к этому времени уже были приняты жесткие законы о трансграничном переносе загрязнений. В 1979 году в Женеве была подписана Конвенция о трансграничных переносах, в 1984 году – протокол о финансировании этой программы, в 1985 году государства, подписавшие Конвенцию, согласились уменьшить выбросы серы, по крайней мере, на 30%, что вступило в силу в 1987 году.

Все эти Конвенции и Протоколы  подразумевали, что государства-загрязнители будут платить компенсацию пострадавшим странам. Так, если будет доказано, что выбросы серы в Германии влияют на леса в Швеции, то немцам придется раскошелиться. В работу включились инженеры, и к тому времени, когда вопрос о химии кислотных дождей был почти ясен, были построены мощные очистные сооружения, больше стали использовать газ, и произошло резкое сокращение выбросов SO2, опасность кислотных дождей резко уменьшилась.

Как только в Европе и Северной Америке снизились выбросы  SO2 и NO-x,  проблема кислотных дождей исчезла. Вода в реках и озерах имеет нормальную кислотность, восстанавливаются экосистемы, в Центральной Европе снова растет красивая сосна Scota pine, которая почти исчезла. Сосны вообще любят чистый воздух и могут служить надежным индикатором – если ваши сосны сохнут, значит где-то выбрасывается много SO2, или автомобильных газов, или другой гадости. Снизилась скорость коррозии, как стали, так и цинковых покрытий.

Главный вывод – люди действительно  могут спасти природу и себя. Но надо подталкивать Правительства к  введению суровых законов против загрязнителей природы. Это ведь так просто, боремся за природу мы, а выгодно это нашим детям. Правда, биоценозы – живая природа - восстанавливается медленно, а многие уже не восстановятся никогда.

Китай выбрасывает огромное количество сернистого газа. Это связано с  тем, что там имеются мощные залежи угля, к сожалению, с большим содержанием серы. Развивающаяся промышленность Китая требует все больше и больше энергии, и все больше и больше углы сжигается для этой цели. Если не будут приняты специальные меры, то можно ожидать, что еще один рукотворный вулкан обнаружится в Китае. Может быть, мы также внесем свой вклад в загрязнение атмосферы кислыми газами, так как из-за разногласий между «Газпромом» и РАО ЕС наши тепловые станции тоже хотят переводить на уголь – чистое топливо газ пойдет на Запад, а грязное – уголь – в наши города.

Итак, в 1985 году страны, входящие в  Европейский Союз выбросили в  воздух 27 млн. тонн SO₂. В 1985 году кислотные дожди накрывали Европу, а в 2000 году дела пошли на поправку. Выброс стран ЕС – 9598 т. тонн сернистого газа. Следовательно, если брать территорию стран ЕС (около 10 млн.кв.км), то снижение выбросов всего втрое отвело катастрофу от Европы. Некоторые загрязнения невозможно свести к нулю, но можно снизить до уровня, который природа сможет дезактивировать. Получается, что вредное влияние кислотных дождей исчезнет (постепенно) при нагрузке, равной 1 тонне SO₂ в год на 1 кв.км. территории.

Обмен серой идет полным ходом. Россия тоже участвует в «обмене» и передала другим странам 190 тыс. тонн серы. Та же проблема стоит очень остро и в Нидерландах. Россия выбросила в воздух в 1992 году 8,5 млн тонн серы, из них 26% поставляет Норильский комбинат (2,4 млн тонн в 1991 году), накрывая всю Архангельскую область и большую часть Сибири.

Надо сказать, что в отличие от сернистого газа (который постепенно окисляется и переходит в сульфаты), оксиды азота, помимо того, что они высокотоксичны, способны вызывать фотосмог. Это особое атмосферное образование, характерное для южных районов. В результате сложных химических процессов при участии ядовитых оксидов азота и ультрафиолетового облучения образуется еще более опасный озон. Все наслышаны о так называемом разрушении озонового слоя, но мало кто знает, что озон под влиянием загрязнений образуется в приземном слое. Это очень опасный смог, и при его появлении жителей предупреждают, чтобы они больше сидели дома. Неудивительно, что во всех крупнейших автомобильных компаниях мира ведутся интенсивные поиски дожигателей de-NO-x, но пока довольно безуспешно. Такие дожигатели-фильтры созданы и эксплуатируются на крупных ТЭЦ и МСЗ (мусоросжигающих заводах), но там идет стабильный поток газа, и катализаторы работают долго и устойчиво. Иное дело – автомобили, и скорость газов, и температура, и состав все время меняются, и катализаторы не справляются.  Это одна из причин, по которой двигателям внутреннего сгорания прочат близкий конец – как крайне опасному экологически, а также энергетически и экономически неприемлемому виду транспорта. Может так и будет.

К крупномасштабным выбросам относятся и другие загрязнения. Конвенция о трансграничных переносах учитывает следующие загрязнения, сера, оксиды азота, метан, не-метановые летучие органические вещества, аммиак, минооксиды углерода (угарный газ), диоксид углерода (углекислый газ), стойкие органические загрязнения, тяжелые металлы. Тысячи  тысяч, миллионы тонн летят в воздух. Наши рукотворные вулканы не могут произвести мощный выброс в верхнюю атмосферу, но загрязняют те слои, в которых дуют сильные ветры, и распространяют выбросы по всему Земному шару.

Однако, есть еще один механизм переноса загрязнений, но он относится к нелетучим загрязнениям – это «глобальная дистилляция» (от латинского слова «дистилля» - капля).

Уже очень давно было сделано  поразительное открытие – оказалось, что в тканях пингвинов в Антарктике обнаружили следы ДДТ*. Много позднее в тканях северных народов нашли ПХБ и диоксинов. Было очевидно, что пингвины и северные народы страдали не по своей вине – рядом не было никаких промышленных объектов. Где-то бросили без присмотра ДДТ или пролили ПХБ, их пары поднимаются в атмосферу, попадая в холодную зону, они концентрируются, образуя микрокаплю, которая опускается на землю, на воду, на лед. Дальше - проще. Попадая в воду (начало пищевой цепочки) загрязнитель начинает свое обычное путешествие: растение – рыба – человек или хищники (тюлени, пингвины, орлы). Человек получает свое.

Удивительно, но почему-то никто не подумал о горных ледниках, и только в 2002 году Роналд Псеннер из Инсбрукского университета (Австрия) опубликовал результаты обширного исследования, где показал, что альпийские озера загрязнены ДДТ, который уже 17 лет запрещен в Европе. В ледниковых озерах концентрация ДДТ была в 1000 раз больше, чем в нижележащих озерах вне зоны ледников. Обследование холодных горных озер показало, что рыба в них поражена ДДТ, которым сильно загрязнена озерная вода. Понимая механизм «глобальной дистилляции», очень просто объяснить этот результат. Поскольку ДДТ – только один из двенадцати СОЗ, то без сомнения, вскоре все они (еще и ртуть) будут обнаружены в высокогорных районах.

Мы не можем укрыться от глобального  смога, загрязнение всей планеты  – уже реальный  факт, и если мы чувствуем хоть какую-то ответственность  за наших детей, внуков, и правнуков, за здоровье всех людей и если мы хотим сохранить нашу планету чистой, то проблему надо решать уже сейчас. Человек может все – и уничтожить жизнь на Земле, и возродить Природу. Вопрос в том, какой путь он выберет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. СЖИГАТЕЛИ МУСОРА: ТОКСИЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ, ДИОКСИНЫ.

Токсичными металлами называют такие металлы, которые не являются ни жизненно необходимыми, ни благотворными, но которые даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций.

Подобно диоксинам, почти 70% токсичных  металлов попадает в организм с  пищей, а поскольку в настоящее время именно пищевые продукты являются предметом интенсивной международной торговли, то объединенная комиссия ФАО и ВОЗ по Пищевому Кодексу включила в число пищевых компонентов, подвергаемых контролю при международной торговле, восемь наиболее опасных токсичных элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, олово, цинк, железо. В передовой России к ним прибавили еще семь: сурьма, никель, хром, алюминий, селен, фтор, йод (хотя последние три вовсе не металлы).

Следует  иметь в виду, что металлы в организме взаимодействуют друг с другом. Тем самым, усиливая или ослабляя свое влияние на жизненные процессы.

ДДТ – дихлордифенилтрихлорэтан –  обладает широким спектром действия в качестве инсектицида, за что обнаруживший это базельский химик Пауль Герман Мюллер был удостоен в 1984 году Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Однако впоследствии именно это его качество стало причиной отказа от применения. Изменяет гормональную систему, вызывает анемию, болезни печени.

Физиологическая функция кадмия, в том числе и его токсичность, зависят от количества присутствующего цинка, а функции железа в клетках определяются присутствием меди, кобальта и, в некоторой степени, молибдена

Связей таких множество, и поэтому  при обсуждении токсичности металлов необходимо иметь в виду их возможные взаимные воздействия.

Свинец действует на кроветворную систему, желудочно-кишечный тракт  и почки. Вызывает анемию, а также  энцефалопатию, снижение умственных способностей, гиперкинетические или агрессивные состояния, желудочно-кишечные расстройства, диспепсию, колики, нефропатию.

При остром отравлении ртутью поражаются почки и слизистая желудочно-кишечного  тракта, при этом наблюдается рвота, острые боли, которые могут привести к коллапсу и к смерти. При хронических отравлениях поражаются почки, воспаляются десны. Попав в грудное молоко, она может вызвать у младенца паралич мозга, потерю чувствительности конечностей, языка. При сильных отравлениях повреждается нервная система, что приводит к атаксии, судорогам, нарушениям речи, слепоте, потере слуха и даже к смерти.

Кадмий транспортируется кровью, накапливается  в печени и почках. Полупериод биологической  жизни очень большой – около 40 лет. Кадмий может вызывать тошноту, рвоту, спазмы в животе, головную боль. В тяжелых случаях может быть диарея и шок, нарушается минеральный состав костей и поражаются почки.

Весьма токсичен карбонил никеля, который образуется при курении  в количествах, способствующих возникновению  рака легких. Этот карбонил используют для получения чистого никеля, что в заметной степени определяет токсический фон вокруг производящих никель металлургических комбинатов (в Норильске, Мончегорске).

Мышьяк вызывает как острые, так  и хронические отравления. Чаще всего  отравления происходят при попадании в организм оксида трехвалентного мышьяка (смертельная доза 70-180 мг). Хроническое отравление мышьяком приводит к потере аппетита и снижению веса, желудочно-кишечным расстройствам, периферическим неврозам, коньюктевиту, гиперкератозу и меланоме кожи, которая нередко переходит в рак.

«Диоксины» -  название целой группы соединений разных химических классов: диоксинов, фуранов, бифенилов. Сходство их в том, что все они относятся  к «ароматическим» соединениям, и все они содержат атомы хлора. Но, самое главное, они «суперэкотоксиканты» и одинаково действуют на здоровье человека. Есть еще некоторые диоксиноподобные соединения (ДПС), которые действуют как диоксины. Полное название термина «диоксины» такое: полихлорированные дибензо-пара-диоксины (ПХДД), полихлорированные дебензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бинефилы (ПХБ). Диоксины – это не только реальная угроза для самого существования человека как вида, но и острейшая политическая, и экономическая проблема. Это проблема повышения уровня нашего понимания опасности «медленно развивающихся катастроф» - человечество погибнет не в грохоте ядерных взрывов и чернобыльских аварий, а под тихое шествие диоксинов.

Диоксины – не промышленный продукт, его выбрасывают в воздух и  в воду химические производства и  целлюлозно-бумажные комбинаты, но главные выбросы дают сжигатели мусора. Вот почему всякий чиновник, который предлагает строить такие сжигатели, либо преступник, либо безответственный, безграмотный недоучка. В Москве собираются построить с десяток сжигателей мусора, и нетрудно сосчитать, что уже через три года после этого в Москве будет достигнут уровень загрязнения Южного Вьетнама.

Мир в большом долгу перед  Международной объединенной комиссией, ее штатом и научными консультантами и, конечно перед Гринписом и  прочими правительственными организациями, и должен быть им благодарен и за их усилия в разработке конструктивных путей их решения. В своем последнем (седьмом) двухгодичном отчете Комиссия объявляет о своих выводах:

• Устойчивые токсические вещества слишком опасны для биосферы и человечества, чтобы допускать их выбросы в окружающую среду в любых количествах.
• Все устойчивые токсические вещества опасны для окружающей среды, разрушительны для условий жизни человека и не могут более считаться приемлемыми в экосистеме, вне зависимости от того, является ли научное доказательство наносимого ими одномоментного или хронического вреда общепринятым или нет.
• Поэтому производство и выброс этих веществ в окружающую среду должны официально рассматриваться как противоречащие Соглашению (договору между США и Канадой об охране Великих озер), необоснованные с экологической точки зрения и опасные для здоровья человека в целом. По вышеуказанным причинам эти действия недопустимы с этической и моральной точек зрения. Предельно допустимое количество этих веществ, попадающих в окружающую среду, должно быть равно нулю, и первейшим действием для восстановления этого нуля должен быть запрет на их производство, использование и выбросы, а не их последующее удаление.