Загрязнение воздушного бассейна: понятие, источники, виды, концентрации, последствия.
Атмосферный воздух - один из важнейших жизнеобеспечивающих
природных компонентов на Земле - представляет
собой смесь газов и аэрозолей приземной
части атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции
планеты, деятельности человека и находящуюся
вне пределов жилых, производственных
и иных помещений. Последние полученные обобщения подтвердили
чрезвычайную значимость атмосферы в
функционировании биосферы и высокую
ее чувствительность к различного рода
загрязнениям. Именно загрязнения приземного
слоя атмосферы - это самый мощный, постоянно
действующий фактор воздействия на растения,
животных, микроорганизмы; на все трофические
цепи и уровни; на качество жизни человека;
на устойчивое функционирование экосистем
и биосферы в целом. Атмосферный воздух
имеет неограниченную емкость и играет
роль наиболее подвижного, химически агрессивного
и всепроникающего агента взаимодействия
компонентов биосферы, гидросферы и литосферы
вблизи поверхности.
Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как для нормальной жизнедеятельности людей требуется не просто воздух, но воздух определенной чистоты. Это условие здоровья людей, состояния растительного и животного мира, прочности и долговечности конструкций зданий и
сооружений.
Загрязнение атмосферы - это внесение
в атмосферу или образование в ней физико-химических
соединений, агентов или веществ, обусловленное
как природными, так и антропогенными
факторами.
Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине ХХ в., т.е. в период научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количестве транспортных средств.
Загрязнение атмосферного воздуха может быть локальным, региональным и глобальным.
Локальное загрязнение обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется, главным образом, изменчивой скоростью и направлением ветра.
Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных производственных комплексов.
Глобальное загрязнение распространяется на тысячи километров от источника загрязнения и нередко смыкается в пределах всего земного шара, это относится, прежде всего, к Северному полушарию планеты.
Основными источниками загрязнения атмосферы являются природные, производственные и бытовые процессы.
Естественное, или природное, загрязнение происходит за счет естественных факторов: пылевые бури, извержение вулканов, выдувание почв, лесные пожары, различные продукты растительного, животного или микробиологического происхождения.
Производственное загрязнение образуется в результате деятельности промышленных, сельскохозяйственных, строительных предприятий и при работе различных видов транспорта. На территории Беларуси основные выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух связаны с работой автомобильного транспорта (три четверти всех выбросов), промышленных предприятий и строительного комплекса. За период 1990 — 1998 гг. произошло снижение объема выбросов от стационарных источников в 2,8 раза (усиление контроля за выбросами, увеличение доли природного газа в топливно-энергетическом балансе страны, спад производства в ряде отраслей промышленности).
Тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали и отопительные котельные потребляют более одной трети добываемого в мире топлива и занимают ведущее место среди других отраслей промышленности по загрязнению воздушного бассейна окислами серы, азота и пылью. Вследствие техногенной деятельности человека увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода в атмосфере. Если потребление минерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия в климате Земли, в частности повышение температуры на 1,5—2°С.
Главный химический загрязнитель атмосферы — сернистый газ (SO2), выделяющийся при сжигании каменного угля, сланцев, нефти, при выплавке железа, меди, производстве серной кислоты и др. Сернистый газ служит причиной выпадения кислотных дождей.
При высокой концентрации сернистого газа, пыли, дыма во влажную тихую погоду в промышленных районах возникает белый, или влажный, смог — ядовитый туман, резко ухудшающий условия жизни людей. В Лондоне во время такого смога из-за обострения легочных и сердечных заболеваний с 5 по 9 декабря 1952 г. умерло на 4000 человек больше, чем обычно.
Под воздействием интенсивного солнечного излучения химические вещества, выбрасываемые в атмосферу промышленными предприятиями и транспортом, могут вступать в реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Такой вид смога получил название фотохимического.
Газообразные выбросы промышленных предприятий образуют в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удерживаются в воздухе. Дальность распространения загрязнителей зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков: дождей, снега, тумана. Кислотные осадки снижают урожай, губят растительность, уничтожают жизнь в пресных водоемах. Ветры, не знающие границ , переносят кислотные осадки на огромные расстояния.
На загрязнении воздушного бассейна Земли сказывается и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в почву агрохимикаты распространяются в окружающую среду за счет выветривания и с почвенной влагой. Загрязнителями являются чаще всего пестициды, используемые для защиты сельскохозяйственных культур и леса от вредителей и болезней. Особенно возрастает влияние животноводства в связи со строительством крупных животноводческих комплексов. В результате в атмосферу поступают и распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие газы с резким запахом.
Все более мощными загрязнителями воздушного бассейна выступают различные виды транспорта. Бурный рост автомобильного транспорта во многих странах мира обеспечил ему первое место по загрязнению окружающей среды. Автотранспорт — подвижный источник загрязнения, однако наибольшее его негативное воздействие сказывается в городах. Автомобильные выхлопные газы представляют смесь примерно 200 веществ. Основными вредными примесями являются: оксиды углерода, азота, углеводороды, альдегиды, сернистые газы. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества.
Загрязнение воздушной среды происходит железнодорожным транспортом при использовании тепловозов, проведении погрузочно-разгрузочных работ. Серьезную опасность представляет авиация, так как работа реактивных двигателей связана с расходованием огромного количества кислорода. Запуск сверхмощных ракет нарушает целостность озонового слоя атмосферы и открывает доступ на Землю губительному ультрафиолетовому излучению Солнца. Околоземные слои атмосферы засоряются уже нефункционирующими космическими аппаратами.
Многие бытовые процессы также ведут к загрязнению воздушной среды, прежде всего накопление, сжигание и переработка бытовых отходов. Канализационные системы, мусоропроводы, свалки являются источниками загрязнения атмосферы городов и других населенных мест. В большом городе заметно проявляется загрязнение воздуха его населением. Каждый человек ежедневно выдыхает около 10 м3 воздуха, насыщенного парами воды и
содержащего около 4% углекислого газа, а также выделяет 600 — 900 г пота. Поэтому в городе с
пятимиллионным населением люди ежесуточно выделяют в атмосферу около 2
млн м3 углекислого газа, 600 м3 водяного пара и
секрета потовых желез.
Одним из результатов деятельности человечества в ХХ столетии явилось загрязнение атмосферы и других компонентов природы радиоактивными элементами. Радиоактивное загрязнение окружающей среды представляет собой увеличение естественного радиационного фона в результате использования человеком естественных и искусственных радиоактивных веществ.
Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5% ядерного топливам Но это привело к облучению многих людей, большие территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии.
Воздушная среда является распространителем таких специфических «загрязнителей», как шумы, инфразвук, вибрации, электромагнитные поля и ионизирующие излучения. Шум проникает в помещения через закрытые или открытые окна, форточки, а также стены; вибрации передаются по грунту или трубопроводам, идущим к строительным конструкциям, колебания которых вызывают появление структурного шума. Возникающее при этом звуковое давление оказывает разрушительное воздействие на организм человека, особенно на его психику.
На отдельных пригодных для заселения территориях, примыкающих к промышленным предприятиям г. Минска, уровни звукового давления достигают 100 — 120 дБ (допустимо 60 дБ).
Последствия
истощение озонового слоя В настоящее время
истощение озонового слоя признано всеми
как серьезная угроза глобальной экологической
безопасности. Снижение концентрации
озона ослабляет способность атмосферы
защищать все живое на Земле от жесткого
ультрафиолетового излучения (УФ-радиация).
Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового
излучения, ибо энергии даже одного фотона
из этих лучей достаточно, чтобы разрушить
химические связи в большинстве органических
молекул. Кроме кожных заболеваний возможно
развитие глазных болезней (катаракта
и др.), подавление иммунной системы и т.
д.
Парниковый эффект
Деятельность человека приводит
к повышению концентрации парниковых
газов в атмосфере. Увеличение
концентрации парниковых газов
приведет к разогреву нижних
слоев атмосферы и поверхности
земли. Любое изменение в способности
Земли отражать и поглощать
тепло, в том числе вызванное
увеличением содержания в атмосфере
тепличных газов и аэрозолей,
приведет к изменению температуры
атмосферы и мировых океанов
и нарушит устойчивые типы
циркуляции и погоды.
Последствия
увеличения содержания в атмосфере парниковых газов и температуры
Повышение средней температуры
в полярных областях может
вызвать быстрое таяние льдов
Антарктиды и Гренландии, а это
повлечет за собой резкий подъем
уровня Мирового океана, в результате
чего затопятся прибрежные города
и низменности, что приведет к
экономическим и социальным потрясениям.
Кислотные осадки -
Дождь, снег или дождь
со снегом, имеющие повышенную
кислотность. Кислотные осадки возникают главным
образом из-за выбросов оксидов серы и
азота в атмосферу при сжигании ископаемого
топлива (угля, нефти и природного газа).
Растворяясь в атмосферной влаге, эти
оксиды образуют слабые растворы серной
и азотной кислот и выпадают в виде кислотных
дождей.
ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЧЕЛОВЕКА
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.
Статистический анализ позволил
достаточно надежно установить
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.
Охрана атмосферы от химического загрязнения
Атмосфера служит экраном, защищающим жизнь на Земле от губительных воздействий из космоса. Она регулирует круговорот воды, кислорода, азота, углерода.
Чтобы минимизировать естественное и антропогенное загрязнения атмосферы , необходимо:
- производить очистку выбросов в атмосферу от твердых и газообразных загрязняющих веществ с помощью электрофильтров, жидких и твердых поглотителей, циклонов и др.;
- использовать экологически чистые виды энергии;