Джерела і основні групи забруднюючих речовин атмосфери Росії

Роль атмосфери в природних процесах біосфери величезна: вона визначає загальний тепловий режим поверхні нашої планети, захищає її від шкідливих впливів космічного та ультрафіолетового випромінювань. Циркуляція атмосфери впливає на місцеві кліматичні умови, а через них - на режим річок, грунтово-рослинний покрив, процеси рельєфоутворення.

Людина живе в самому нижньому, прилеглому до Землі шарі атмосфери, який називається тропосферою. В ході еволюції (антропогенезу) організм людини адаптувався до певного складу атмосфери, який прийнято називати середнім або нормальним. Сучасний склад атмосфери, до якого адаптовано більшість організмів, - результат тривалого історичного розвитку земної кулі. До складу атмосфери входять кисень, азот, аргон, вуглекислий газ і інертні гази (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 Середній хімічний склад атмосфери

елемент

Об `єм, %

Маса,%

78; 08

72.51

20,95

23,15

Ar

0.93

1,28

0.03

0,046

Ne

1,8 х

1,25 х

He

5,2 х

0,72 х

2,2 х

1,2 х

Hr

1 х

2.9 х

O

1 х

1,5 х

5 х

0,3 х

Xe

8 х

3,6 x

1 х

3,6 x

Основний споживач повітря в природі - флора і фауна Землі. Підраховано, що весь повітряний океан проходить через земні живі організми, включаючи людину, приблизно за десять років. Повітря необхідне всьому живому на Землі. Без їжі людина може прожити всього п'ять тижнів, без води - п'ять днів, без повітря - п'ять хвилин. Але нормальна життєдіяльність людей вимагає не тільки наявності повітря, а й певною його чистоти. Від якості повітря залежать здоров'я людей, стан рослинного і тваринного світу, міцність і довговічність будь-яких конструкцій будівель, споруд. Забруднене повітря згубний для суші, морів, грунтів.

Зміна складу атмосфери виникає під впливом природних джерел і в результаті антропогенного впливу. Джерела природних забруднень: виверження вулканів, космічний пил, що видувається вітром верхній шар грунту, що містить бактерії, грибки, найпростіші організми, органічні залишки і т.д. Ці компоненти є важливою частиною атмосфери, вони визначають оптичні властивості повітряної оболонки Землі, сприяють розсіюванню космічних і жорстких ультрафіолетових променів.

Антропогенне забруднення атмосфери почали реєструвати з другої половини XIX ст. в зв'язку зі зміною її пилового і газового складу. Забруднення атмосфери пилом стало можливим в результаті знищення лісових масивів, природного трав'яного покриву в ході оранки земель і пов'язаного з нею видування грунтів. У чималому ступені утворення забруднюючої пилу сприяють і лісові пожежі. Кількість пилу в атмосфері Землі в даний час в десятки разів перевищує природний рівень. Звичайно, розподілена ця пил в атмосферному просторі нерівномірно, її концентрація вище в місцях розташування джерел забруднення. Однак за допомогою вітру пил може переміщатися на великі відстані.

Оскільки велика частка пилу з'являється в атмосфері в результаті видування орних земель, запобігають її освіту заходи по боротьбі з ерозією грунту. До них відносяться спеціальні щадні способи оранки земель, що дозволяють зберігати природну структуру грунтів.

Джерелами підвищеного вмісту пилу в атмосфері слід також вважати підприємства з виробництва цементу, металургійні заводи, дорожні покриття: асфальт, бетон і ін.

Поряд з пиловим існує газове забруднення, яке відбувається в результаті спалювання вугілля, нафти, газу, оскільки в ході їх горіння виділяється велика кількість сірчистих сполук. При взаємодії з водою,

що знаходиться в повітрі, сірчистий газ утворює дрібні крапельки сірчаної кислоти, які завдають величезної шкоди живій природі, про що буде детально розказано у відповідній главі. Джерелами газового забруднення є автомобілі, що викидають в атмосферу сотні мільйонів тонн окису вуглецю, всіляких з'єднань азоту, вуглеводнів і ін.

В цілому все антропогенні джерела забруднення атмосфери можна розділити на точкові, лінійні і майданні.

У свою чергу, точкові джерела можуть бути рухомими і стаціонарними.

До точкових стаціонарних джерел забруднення відносяться: димові труби теплоелектростанцій, опалювальних, котелень, технологічних установок, печей і сушарок, витяжні шахти, дефлектори, вентиляційні труби підприємств і т.д.

Рухливими джерелами забруднення є вихлопні труби тепловозів, теплоходів, літаків, автотранспорту та інших рухомих пристроїв.

Лінійні джерела забруднення атмосфери являють собою дороги і вулиці, по яких систематично рухається транспорт.

До майданних джерел відносяться вентиляційні ліхтарі, вікна, двері, щілини обладнання будівель і інші отвори, через які домішки можуть надходити в атмосферу.

За останні роки в результаті антропогенного впливу атмосфера зазнала значних змін. Речовини, що викидаються в атмосферу у результаті господарської діяльності, не просто змінюють її склад, але істотно впливають на сформовані в результаті тривалої еволюції процеси, що протікають в ній.

Джерелами забруднення повітря різними газами є:

  • - Процес виплавки чавуну і переробки його на сталь;
  • - Викиди мартенівських і сталеплавильних цехів;
  • - Діяльність підприємств по виробленню кольорових металів;
  • - Хімічна і нафтохімічна промисловість;
  • - Виробництво цементу та інших будівельних матеріалів;
  • - Деревообробна і целюлозно-паперова промисловість.

У сільській місцевості джерелами забруднення атмосферного повітря є тваринницькі і птахівницькі господарства, промислові комплекси з виробництва м'яса та ін.

Будь-яке забруднення викликає у природи захисну реакцію, спрямовану на його нейтралізацію. Ця здатність природи довгий час експлуатувалася людиною шалено і по-хижацькому. Відходи виробництва викидалися в об'єкти біосфери в розрахунку на те, що будуть знешкоджені і перероблені самою природою. Однак процес забруднення різко прогресує, і стає очевидним, що природні системи самоочищення рано чи пізно не зможуть витримати такий натиск, так як здатність атмосфери до самоочищення має певні межі.

Від забруднення повітря страждають тварини і рослини. Наприклад, відходи мідеплавильних заводів - хлор, миш'як, сурма - викликають загибель домашніх і диких тварин, що поїдають отруєну цими речовинами їжу. Мідь і цинк, що потрапляють з викидами заводів в грунт, можуть повністю знищити трав'яний покрив і тим самим ще більше зменшити здатність біосфери до самоочищення.

Забруднення повітря таїть в собі загрозу здоров'ю людей. Наприклад, в Москві схильність до бронхіальної астми, бронхіту, тонзиліту, хронічного отиту на 40-60% вище в районах з підвищеним рівнем забруднення атмосферного повітря (Садове кільце, північно-західна і північно-східна частини столиці).

Комплексна оцінка стану здоров'я дітей на основі поглибленого медичного огляду школярів 7-11 років показала, що більше третини учнів в забруднених районах мають функціональні відхилення, 60% страждають різними хронічними захворюваннями, у 20% дітей підвищений артеріальний тиск, у 47% - розвивається анемія.

Стратосферний озоновий шар захищає людей і живу природу від жорсткого ультрафіолетового і космічного випромінювання. Запуск потужних ракет, випробування ядерного і термоядерного зброї, щорічне знищення природного озонатора - мільйонів гектарів лісу - пожежами та хижацької рубкою, масове застосування фре- онов в техніці, парфумерної та хімічної продукції, в побуті - головні чинники, що руйнують озоновий екран Землі.

В останні роки над Північним і Південним полюсами виникли "озонові діри" площею понад 10 млн км 2 кожна, з'явилися "озонові діри" над багатьма країнами Європи, над Росією. Прорив через "озонові діри" сонячних, рентгенівських і ультрафіолетових променів в 50-100 разів збільшує число потужних лісових пожеж. Яскравий приклад - літо 2010 р

Грунт і рослини страждають від кислотних дощів. Величезної шкоди завдають кислотні дощі і лісам. Ліси висихають, хвойні дерева жовтіють, у листяних змінюється забарвлення листя. Кислотні дощі завдають шкоди сільськогосподарським культурам: змінюється обмін речовин в клітинах рослин, рослини сповільнюють ріст і розвиток, падає врожайність.

За даними Російського статистичного щорічника, в останньому десятилітті XX в. щорічно в навколишнє середовище викидалося близько 80 млн т відходів, з них в атмосферу стаціонарними джерелами - 18,5 млн т відходів виробництва. Ще 12 млн т, за даними Державного центру екологічних програм, потрапило в повітря від автомобільних вихлопів. Іншими словами, на кожного жителя Росії доводилося в середньому понад 200 кг розпорошеної в атмосфері "бруду" - сажі, діоксиду сірки, аміаку, оксиду вуглецю, бензанірена, формальдегіду, діоксиду азоту, метилмеркаптана, сірководню та інших речовин.

І хоча в цілому викиди з початку 1990-х рр. щорічно знижувалися, положення залишається тривожно неблагополучним. Тим більше, що в 33 регіонах, в тому числі в Кемеровській і Оренбурзькій областях, Красноярському, Приморському, Алтайському краях, забруднення атмосфери істотно збільшилася. Найбільша частка викидів "належить" підприємствам електроенергетики, чорної і кольорової металургії, хімічної та нафтохімічної, а також паливної промисловості.

Серед міст за ступенем забруднення атмосфери виділяється Норильськ. Тут щорічно в повітря викидається колосальна кількість діоксиду сірки - 2,1 млн т, 27 т свинцю, 52 т сірковуглецю, 37 т ксилолу. На другому місці - Новокузнецьк: на його рахунку майже півтисячі т атмосферних забруднень. Третє і четверте місця займають Липецьк і Магнітогорськ (відповідно 350 і 320 т). У цих містах розташовані гіганти вітчизняної металургії.

Розрахунки показують: в Норильську в розрахунку на кожного жителя шкідливі домішки становлять 8 т, в інших названих містах - від 0,7 до 1 т. За результатами моніторингу фахівці визначили 22 міста з найгіршим повітрям. У них так званий індекс забруднення атмосфери більше 14 (вже при коефіцієнті 7 рівень загазованості вважається високим).

Це міста Балаково, Бійськ, Братськ, Єкатеринбург, Іркутськ, Кемерово, Краснодар, Красноярськ, Липецьк, Магадан, Магнітогорськ, Москва (окремі райони), Новокузнецьк, Новоросійськ, Омськ, Ростов-на-Дону, Селенгинск, Тюмень, Улан-Уде, Хабаровськ, Чита, Південно-Сахалінськ. Цей перелік не є вичерпним. Справа в тому, що в ряді міст з високим вмістом домішок в повітрі (наприклад, Ангарську, Архангельську, Сизрані, Нижньому Тагілі) спостереження проводяться нерегулярно.

Концентрація таких високотоксичних речовин, як бензопірен, стабільно вище ГДК в 107 містах Росії, наприклад в Кургані в 60 разів. Висока і дуже високе забруднення повітря реєструвалося в 31 місті країни з сумарним населенням 17,5 млн чол. Більш ніж десятикратне перевищення ГДК виявили не в одному-двох, а в 266 вимірах. В Омську, наприклад, зміст ацетальдегіду в атмосфері було вище гранично допустимого рівня в 72 рази, етилбензолу - в 55, хлориду водню - в 34 рази.

Екологічно неблагополучна Мурманська область, за висновками медиків, відноситься до зони надзвичайно високого ризику щодо здоров'я. В останнє десятиліття XX ст. у населення Кольського півострова показники захворюваності (хвороби ендокринної системи, органів травлення, шкіри, вроджені аномалії) були найвищими в країні. Вченими-медиками виявлений зв'язок між вмістом сірчистого ангідриду в атмосферному повітрі і поширенням стенокардії, хвороб шкіри і верхніх дихальних шляхів у населення. Із забрудненням навколишнього середовища залізом пов'язано поширення сечокам'яної хвороби, з міддю - ожиріння і хвороби кістково-м'язової системи. Високий вміст марганцю сприяє розвитку ішемічної хвороби серця.

Але, може бути, найбільшу небезпеку становлять речовини, що сприяють розвитку ракових захворювань. Це формальдегід, бензопірен, нікель, етиленоксид, хлороформ. У нашій країні величезна кількість населення постійно піддається впливу канцерогенних речовин (це сотні і тисячі чоловік):

Республіка Татарстан - 2 795 800;

Красноярський край - 2 173 000;

Архангельська область - 788 700;

Томська область - 481 100;

Івановська область - 463 400;

Челябінська область - 426 800;

Кіровська область - 93 600;

Новгородська область - 10 000;

Волгоградська область - 29 600 осіб.

Таким чином, для семи з гаком мільйонів росіян ймовірність захворіти на рак помітно підвищена. Це підтверджує і медична статистика. Якщо в середньому по країні на початок XXI ст. діагноз, пов'язаний з новоутвореннями, був вперше встановлений в середньому у 82 громадян з кожних 10 000, то, наприклад, в Новгородській області аналогічний показник набагато вищий - 146, в Томській області - 117. У цілому по країні смертність від раку неухильно зростає. Якщо в 1970 р в Росії від новоутворень померли 192,1 тис. Чол., То в 2000 р число померлих вже склало 297,9, а в 2008 р - 289,3 тис. Чол. З огляду на стрімке старіння основних фондів, а також пожвавлення економіки, можна прогнозувати серйозне загострення екологічної ситуації в найближчій перспективі.

В даний час вже чимало робиться для стабілізації і поліпшення екологічної ситуації. Щорічні витрати на охорону атмосферного повітря перевищують десятки млрд руб. Це дає певні результати. Якщо в 1990 р викиди в атмосферу від стаціонарних джерел і автотранспорту в сумі становили 55,1 млн т, то вже в 2008 році ця цифра склала 37,4 млн т.

Особливу проблему представляє автомобільний парк Росії. Щодня автотранспорт викидає в атмосферу в середньому 16,6 млн т забруднюючих речовин. Автомобільними двигунами виділяються в повітря міст більше 95% оксиду вуглецю, близько 65% вуглеводнів і 30% оксидів азоту. Автомобіль забруднює атмосферне повітря не тільки токсичними компонентами відпрацьованих газів, парами палива, але і продуктами зносу шин, гальмівних накладок. У міські водойми і грунт потрапляють паливо і масла, миючі засоби і брудна вода після миття, сажа. В атмосферне повітря постійно надходять пари палива з баків, найбільш помітні в літній період в місцях масових стоянок автомобілів. За оцінками медиків та екологів, автотранспорт помітно скорочує середню тривалість життя населення. Автомобіль можна зробити екологічно чистішим, застосовуючи електронні системи управління, що оптимізують роботу двигуна, гальм і інших агрегатів. Наприклад, в Німеччині поставлено завдання скоротити середня витрата автомобільного палива з 9 до 5 л на 100 км пробігу. Використання водню в якості основного виду палива може докорінно змінити всю майбутню технічну цивілізацію. Найважливіша проблема сучасності - охорона атмосфери від забруднення автотранспортом буде практично вирішена.

В даний час для попередження забруднень повітряного басейну в нашій країні в законодавчому порядку встановлені гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин в атмосфері. Для кожної речовини, забруднюючої атмосферне повітря, встановлені разові і середньодобові ГДК. Разова ГДК встановлюється при короткочасному впливі забруднення (до 20 хв), а середньодобова - при постійному. ГДК обгрунтовуються на основі високочутливих методів аналізу, що дозволяють визначити фізіологічні межі пристосування організму; коефіцієнт запасу при цьому змінюється від 2 до 100 в залежності від токсичності конкретного елемента.

Екологічні стандарти є важливим елементом нормативної бази створюваної в даний час системи сертифікації автотранспорту. Діючі стандарти на токсичність і димність відпрацьованих газів пред'являють досить жорсткі вимоги до екологічних параметрів автомобільної техніки. На жаль, через відмінності в методиках випробувань практично не представляється можливим зіставити їх зі стандартами, які діють в інших країнах, в тому числі з вимогами Правил № 15, 24, 49 ЄЕК ООН. В даний час практично вирішене питання про прямому застосуванні в Україні міжнародних екологічних стандартів (відповідних Правил ЄЕК ООН).

В системі експлуатації автомобільного транспорту використовуються два стандарти. Перший встановлює норми

гранично допустимого вмісту окису вуглецю (СО) і вуглеводнів (СН) у відпрацьованих газах автомобілів з бензиновими парами. Другий стандарт регламентує вимоги до автомобілів з дизельними двигунами. Він передбачає перевірку як нових, так і знаходяться в експлуатації автомобілів на димність. Перевірка здійснюється на автомобілі, що стоїть при роботі двигуна в двох режимах: при прискоренні і максимальній частоті обертання на холостому ходу.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >