Атмосферный
воздух является самой важной обеспечивающей 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. 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. 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.
К природным источникам загрязнения
относятся: 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. 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.
Под загрязнением атмосферы следует
понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного или
антропогенного происхождения. Вещества-загрязнители бывают трех видов: газы,
пыль и аэрозоли. К последним относятся диспергированные твердые частицы,
выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном
состоянии.К основным загрязнителям атмосферы относятся углекислый газ, оксид
углерода, диоксиды серы и азота, а также малые газовые составляющие, способные
оказывать влияние на температурный режим тропосферы: диоксид азота,
галогенуглероды (фреоны), метан и тропосферный озон.Основной вклад в высокий
уровень загрязнения воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии,
химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной
промышленности, а в некоторых городах и котельные. Источники загрязнений -
теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и
углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии,
которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак,
соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и
цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива
для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и
переработки бытовых и промышленных отходов.
Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
а) Оксид углерода. б) Сернистый
ангидрид. в) Серный ангидрид. г) Сероводород и сероуглерод.
д) Оксиды азота. е) Соединения фтора. ж) Соединения хлора.
Из естественных и антропогенных источников в
атмосферу ежегодно поступают сотни миллионов тонн аэрозолей. Аэрозоли - это
твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.
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. Фотохимический туман представляет собой
многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного
происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и
серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в
совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате
фотохимических реакций при определенных условиях: наличие в атмосфере высокой
концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей; интенсивная
солнечная радиация и безветрие или очень слабый обмен воздуха в приземном слое
при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая
безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для
создания высокой концентрации реагирующих веществ.Большую долю в загрязнении
атмосферы составляют выбросы вредных веществ от автомобилей. Сейчас на Земле
эксплуатируется около 500 млн. автомобилей, а к 2000 г. ожидается увеличение их
числа до 900 млн. В 1997 г. в Москве эксплуатировались 2400 тыс. автомобилей
при нормативе 800 тыс. автомобилей на действующие дороги. Наблюдения показали,
что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (до 10 м), жители болеют
раком в 3 – 4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м.
Транспорт отравляет также водоемы, почву и растения.
Оценка автомобилей по токсичности
выхлопов. Большое значение имеет
повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за
исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в
выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.
Системы управления городским транспортом. Разработаны новые системы регулирования уличного
движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что,
останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз
больше вредных веществ, чем при равномерном движении.
Перевод автотранспорта на дизельные
двигатели. По мнению специалистов,
перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу
вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода,
так как дизельное топливо сжигается в нем практически полностью. К тому же
дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется
для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных
двигателях с высокой степенью сжигания.
Совершенствование двигателей внутреннего
сгорания. Создание автомобилей с
учетом требований экологии—одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед
конструкторами.
Контроль загрязнения атмосферы на территории
России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200
станций и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей и
города с крупными промышленными предприятиями.
На практике реализуются следующие варианты
защиты атмосферного воздуха:
– вывод токсичных веществ из помещений
общеобменной вентиляцией;
– локализация токсичных веществ в зоне их
образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных
аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух
после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному
воздуху;
– локализация токсичных веществ в зоне
их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных
аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;
– очистка технологических газовых выбросов в
специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед
выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом;
– очистка отработавших газов энергоустановок,
например, двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в
атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т.
п.)
Для повышения эффективности
санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую и
травянистую растительность, снижающую концентрацию промышленной пыли и газов. В
санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный
воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее
газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и
концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы
предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид,
сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак
и др.), черной и цветной металлургии, угольной и теплоэнергетической
промышленности.
|