Загрязнение атмосферы и их последствия. Загрязнение земной атмосферы: источники, виды, последствия. Контроль загрязнения атмосферы

В конце 2016 года практически по всему миру пронеслась новость – Всемирная Организация Здравоохранения назвала воздух планеты смертельно опасным для человека. В чем причина сложившейся ситуации и что именно загрязняет атмосферу Земли?

Все источники загрязнения воздуха можно разделить на две большие группы: естественные и созданные человеком. Самим страшным словом «загрязнение» называют любые изменения состава воздуха, которые оказывают воздействие на состояние природы, животного мира и на человека. Пожалуй, главное здесь – понять, что воздух загрязнялся всегда, с момента формирования планеты такой, какая она есть. Он сам по себе неоднороден и включает в себя различные газы и частицы, что обусловлено его экологической задачей – смесь веществ в воздухе защищает планету от холода Космоса и излучения Солнца. При этом существует и система самоочистки воздуха – перемешивание слоев за счет атмосферных явлений, оседание тяжелых частиц на поверхности, естественная мойка воздуха осадками. И до появления человека и антропогенных загрязнителей, система работала достаточно слаженно. Однако свой след на планете мы оставляем каждый день, что и стало причиной сложившейся ситуации и заявления ВОЗ. Но обо всем по порядку.

Источники загрязнения атмосферного воздуха природного происхождения были определены уже давно. Первая по количеству загрязняющих воздух частиц – пыль, появившаяся из-за постоянного воздействия ветра на почву или ветровая эрозия. Этот процесс особенно распространен в степях и пустынях, где ветром фактически выдувает частицы почвы и уносит их в атмосферу, затем пылинки оседают обратно на поверхность земли. Согласно расчетам ученых, каждый год такой круговорот проходят от 4,6 млрд тонн пыли.

Также в основные источники загрязнения воздуха естественного происхождения попадают вулканы. Они ежегодно добавляют в воздух от 4 млн тонн пепла и газов, которые затем также оседают в почве на расстоянии до 1000 км.

Следующее место в списке природных загрязнителей воздуха занимают растения. Помимо того, что зеленые жители планеты постоянно производят кислород, однако кроме этого они также создают молекулярный азот, сероводород, сульфаты и метан. Кроме того, растения поставляют в воздух огромное количество пыльцы, облака которой могут подниматься до 12 тысяч километров.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха включают в себя и лесные пожары, испарение солей с поверхности морей и океанов, а также космическую пыль.

Деятельность человека каждый день создает огромное количество разнообразных отходов, которыми мы щедро делимся с атмосферой. Сегодня в крупных промышленных городах можно наблюдать по-своему красивые, но в то же время ужасные явления – воздух с оттенками всех цветов радуги, оранжевые дожди или просто химические туманы. Источники загрязнения воздуха в городе тесно связаны с его жизнью: автотранспорт, электростанции, заводы и фабрики.
Стационарными источниками загрязнения воздуха называются все элементы промышленности, находящиеся на определенной территории и постоянно или регулярно выбрасывающие в атмосферу свои отходы. Для нашего государства наиболее актуальны из таких загрязнителей электростанции, в основном, тепловые, котельные, предприятия черной и цветной металлургии и т.д. Стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха сейчас находятся в любом крупном и развитом городе, так как обеспечить полноценную жизнедеятельность без них пока невозможно.
Также отдельно нужно упомянуть такие источники загрязнения атмосферы и воздуха, как автомобильный транспорт. Сегодня плотность трафика в крупных городах настолько высока, что транспортные артерии уже не справляются с потоком. Кроме этого, функционирует городской автотранспорт, а так как электромобили еще не распространились широко, а значит, городской воздух каждый день пополняется выхлопными газами.

Разбирая источники загрязнения атмосферного воздуха города по частям, можно выделить три большие группы: механические, химические и радиоактивные.
К первому виду прежде всего относится механическая пыль, которая образуется в процессе обработки различных материалов или их измельчения.

Также к механическим загрязнителям относятся возгоны, которые образуются при конденсации паров жидкостей, использующихся для охлаждения заводской техники, зола, которую создают минеральные примеси при сгорании и сажа. Все эти частицы образуют мельчайшие пылинки, которые потом перемещаются в городском воздухе, смешиваясь с естественной пылью, и попадают в наши дома. Наиболее опасны самые мелкие частицы , о которых мы уже писали в блоге.

Источники химического загрязнения воздуха также распространены больше, чем кажется. Фактически, каждый городской житель вдыхает полноценный коктейль из элементов периодической таблицы Менделеева.
. Подробнее о его роли и опасности мы уже писали в этой статье, повторяться не будем.
Угарный газ. При вдыхании связывает гемоглобин в крови и препятствует поступлению кислорода в кровь, а значит – и снабжению им всех органов.
. Бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, при вдыхании может вызывать жжение в горле, покраснение глаз, нарушения дыхания, головную боль и другие неприятные симптомы.

На каждого жителя России сейчас приходится около 200 кг распыленных в воздухе химических соединений.

Диоксид серы. Образуется от сгорания угля и переработки руды, при длительном воздействии лишает человека вкусовых ощущений, а потом ведет к воспалению дыхательных путей и нарушениям в работе сердечно-сосудистой системы.
Озон. Сильный окислитель, который способствует развитию окислительного стресса.
Углеводороды. Продукты нефтепромышленность, как добывающей, так и обрабатывающей, больше всего их содержится в остатках топлива, химических бытовых средствах и промышленных очистителях.
Свинец. Ядовит в любом виде, сейчас используется в кислотных аккумуляторах, красках, в том числе – типографской, и даже боеприпасах.

Источники загрязнения воздуха в населенных пунктах сейчас уже редко включают в себя радиоактивные материалы, однако недобросовестные компании не всегда соблюдают правила их захоронения, и некоторые частицы проникают в грунтовые воды, а затем вместе с испарениями – в воздух. Сейчас уже ведется активная политика по борьбе с радиоактивными загрязнениями почвы, воды и воздуха, так как такие загрязнители крайне опасны и способны вызвать множество смертельных заболеваний.

Атмосфера земли является газовой оболочкой планеты. Данная оболочка имеет послойное строение и относительно стабильный газовый состав. Атмосферный воздух включает азот (более 78%), кислород (более 20%) и около 1% других газов, в том числе углекислого газа, неона, аргона, метана, гелия, водорода, т.д. Воздух – это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете.

В настоящее время вследствие хозяйственной деятельности человека происходит интенсивное загрязнение атмосферы. Это искусственное, или антропогенное загрязнение. Также ученые выделяют естественное загрязнение воздушной оболочки в связи с воздействием факторов неживой природы. Понятие «загрязнение атмосферы» подразумевает привнесение в воздух каких-либо не характерных для него химических, физических и биологических веществ, либо повышение их концентрации. Соответственно, загрязнение может быть трех видов: химическое, физическое и биологическое.

Физическое загрязнение включает механическое (твердые частички, пыль), электромагнитное (разные типы электромагнитных волн, включая радиоволны), радиоактивное (изотопы и радиоактивные лучи), тепловое (выбросы теплых воздушных масс, др.), шумовое (шум, низкочастотные колебания воздуха).

Химическое загрязнение подразумевает загрязнение воздуха газообразными летучими веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями воздуха считаются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, диоксид серы, тяжелые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и атмосферная пыль. Из тяжелых металлов наибольшей концентрации в промышленных регионах достигают соединения свинца, меди, цинка, хрома, кадмия.

Биологическое загрязнение атмосферы, в большинстве случаев, микробной природы. Примером может служить загрязнение воздуха спорами и вегетативными формами грибов и бактерий, вирусами, в том числе их продуктами жизнедеятельности.

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон). Интенсивное загрязнение атмосферы обусловлено работой промышленных предприятий черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических комбинатов, строительной индустрии, энергетической и целюлозно-бумажной промышленности. Основные источники загрязнения воздуха – тепловые электростанции, так как от этих предприятий в атмосферу поступает дым с углекислым и сернистым газом. Металлургические заводы выбрасывают в атмосферу сероводород, окиды азота, фтор, хлор, аммиак, соединения фтора, мышьяка, ртути. Цементные и химические предприятия наносят не меньший урон газовой оболочке планеты. Большое количество опасных газов поступают в атмосферу вследствие сжигания топлива для потребностей промышленности и отопления помещений, в результате работы двигателей транспортных средств и при переработке промышленных отходов.

Похожие матери алы:

Смог, который сегодня стал постоянным спутником огромных мегаполисов, озон, стремительно исчезающий в атмосфере планеты, парниковый эффект – темы, которыми сегодня постоянно пестрят информационные ленты средств массовой информации. Загрязненный воздух становится обязательным явлением больших городов, а их население вынуждено приспосабливаться к новой среде обитания. В немалой степени ответственность за стремительное ухудшение экологической обстановки на планете лежит на нас. Загрязнение атмосферы человеком приняло угрожающие масштабы, а дышать грязным воздухом во многих местах на земном шаре, становится нормой.

Если не предпринимать никаких усилий, последствия загрязнения атмосферы для окружающей среды и в частности, для человеческой цивилизации, могут быть плачевными. Уже сегодня косвенный ущерб оценивается учеными и специалистами в сфере экологической безопасности в десятки, сотни миллиардов долларов. Так, загрязненный воздух грозит стать постоянным и неотъемлемым атрибутом существования последующих поколений.

Основные причины загрязнения атмосферы нашей планеты

Одним из основных природных богатств, которым обладает планета Земля, является ее атмосфера. Несколько слоев образуют уникальный химический состав воздуха:

• азот 78%;
• кислород 21%;
• менее 1% приходится на другие газы, включая CO2, гелий, водород, аргон, неон и метан.

Такой газовый состав земного воздуха способствовал появлению на планете миллиарды лет назад первых форм жизни, обеспечил последующее создание биосферы, создание условий для существования всего живого на Земле. Во все времена чистый воздух и благополучная экологическая обстановка являются главными условиями развития человеческой цивилизации. Именно от их состояния зависит существование человека как вида, здоровье и долголетие целых наций.

С течением времени состояние воздушной среды в биосфере планеты постоянно менялось. Это было вызвано действием естественных, природных процессов, которые растянулись на миллиарды лет. Соответственно вела себя и биосфера планеты. Исчезали одни виды, появлялись другие. Таким образом, малейшие изменения химического состава атмосферного воздуха, его концентрации, вредны для всего живого.

Появление человека разумного положило конец естественному ходу вещей в природе. На первый план выходит искусственное загрязнение атмосферы, вызванное бурной деятельностью человека. Однако рассматривать проблему следует в глобальном масштабе, оценивая каждый из факторов, участие которого негативно сказывается на состоянии воздуха. Да, безответственная деятельность человека сыграла не последнюю роль в ухудшении ситуации, однако сегодня доказано, что качество воздуха изменилось ввиду общего, глобального загрязнения атмосферы, которое является результатом совокупного действия естественных и искусственно созданных факторов. Определяющим фактором качественного изменения атмосферы является увеличение в ее составе количества парниковых газов, включая диоксид углерода и других тяжелых примесей.

Эти негативные изменения химического состава атмосферы не возникают сами по себе. Этому способствуют источники загрязнения, одни из которых существовали всегда, а другие появились в результате искусственных процессов. В связи с этим, экологи сегодня имеют дело с двумя видами источников загрязнения:

• естественные источники загрязнения атмосферы;
• антропогенные источники загрязнения атмосферы.

С естественными источниками, влияющими на качественный состав атмосферы Земли, человек имеет дело не одно тысячелетие. Литосфера планеты активно принимает участие в формирование воздушного слоя нашей атмосферы. Вулканы на протяжении всего существования планеты в период своей активности регулярно насыщали нашу атмосферу серой, миллионы тонн которой вместе с углекислым газом и тяжелыми металлами оказывали вредное влияние на живые организмы. Лесные пожары, естественная эрозия поверхностного слоя почвы и прочие катаклизмы, происходящие в истории планеты ранее и случающиеся сегодня, вносят свою лепту в изменение химического состава воздуха.

Однако наша планета обладает несоизмеримо большим ресурсом и способна самостоятельно бороться с подобными явлениями. Другое дело – антропогенное загрязнение атмосферы, которое напрямую связано с деятельностью человека разумного. Масштабы участия человека в процессе ухудшения земной атмосферы стали отчетливо проявляться с ростом социально-бытовой и политической активности.

Основные источники загрязнения атмосферы

Естественная борьба за выживание, которую вел человек на протяжении многих тысячелетий, первоначально не носила масштабного характера. Однако по мере своего могущества, человек все активнее стал вступать в единоборство с природой, стараясь удовлетворить свои потребности и амбиции. Еще в Древнем Риме интенсивное строительство флота привело к масштабной вырубке лесов, что сразу же привело к изменению климата на Юге Европы и к изменениям среды обитания человека. В дальнейшем началась эра подзольного земледелия, которая привела к грандиозной вырубке лесов в масштабах целых регионов. Развитие мореплавания и борьба на море лишили естественных лесов целые страны. Несмотря на то, что размеры вмешательства человека в масштабах планеты невелики, это стало первым тревожным сигналом того, что человек не остановится в своем желании использовать ресурсы планеты.

Последующая в XVII-XVIII промышленная революция дала старт новому беспощадному использованию природных ресурсов, что незамедлительно сказалось на состоянии атмосферы нашей планеты. Следующие 200 лет стали тем периодом в истории человеческой цивилизации, когда человек своими действиями сделал загрязненный воздух нормой нашего существования.

Основными искусственными источниками загрязнения нашей атмосферы стали:

• металлургические предприятия, химические заводы и фабрики, топливная и машиностроительная отрасль;
• развитие сельского хозяйства, связанного с применением минеральных удобрений;
• стремительно развивающаяся транспортная отрасль (появление автомобилей, самолетов, ракетная техника).

На этом фоне можно говорить о классификации процессов, оказывающих влияние на состояние воздуха. Сегодня рассматривается физическое, биологическое и химическое загрязнение. Физическое загрязнение связано с увеличением количества промышленной и бытовой пыли. Загрязнение атмосферы пылью, другими крупным и фрагментами, насыщенными радионуклидами становится потенциально опасным для здоровья человека. Сюда можно отнести вредное влияние продуктов создаваемого человеком электромагнитного излучения, воздействие тепловых и шумовых факторов. В этом аспекте радиоактивное загрязнение атмосферы, вызванное последствиями ядерных испытаний и техногенных аварий, стало одним из наиболее опасных явлений в XX веке.

Биологические факторы, влияющие на химический состав воздуха нашей атмосферы, в основном связаны с увеличившейся активностью биосферы планеты. Появление новых бактерий и вирусов, токсических продуктов жизнедеятельности живых организмов является источником ухудшения биологической составляющей нашего воздуха. Однако наиболее массовый и интенсивный вред атмосфере планеты наносят химические процессы.

В сравнении с извержением вулкана, который в один момент выкидывает в небо десятки тонн серы, токсичных газов и пепла, деятельность промышленных объектов менее заметна. Однако это скрытая опасность, угрозу которой человек ощущает только со временем. Здесь мы имеем дело с целым перечнем факторов, среди которых выделяются стационарные источники загрязнения и автотранспорт. К стационарным источникам относятся промышленные предприятия, которые осуществляют масштабные промышленные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Выбросы предприятий химической промышленности содержат в основном токсичные химические элементы. Вместе с промышленным загрязнением вред наносит использование продуктов бытовой химии на бытовом уровне.

Аэрозольное загрязнение воздуха является следствием увеличения масштабов использования в процессе деятельности инертных газов. Их попадание в атмосферу и увеличение концентрации приводит к разрушению озонового слоя планеты. Наносит вред земным формам жизни и загрязнение атмосферы оксидами азота, альдегидами и диоксидом серы, которые в большой концентрации становятся ядовитыми соединениями.

Стремительный рост населения планеты вызвал увеличение транспортной инфраструктуры. По мнению экологов в наших городах главный загрязнитель воздуха — это автомобиль. Сотни миллионов машин ежедневно вызывают масштабное загрязнение атмосферы выхлопными газами. Продукты работы двигателей внутреннего сгорания – это соединение вредных веществ, которые неизбежно накапливаются в приземном слое воздуха, создавая смог.

Основные загрязнители воздуха и их влияние

В той или иной мере изменение газового состава воздуха неизбежно отражается на состоянии биосферы и в частности на здоровье человека. Экологические организации, занимающиеся мониторингом и контролем загрязнения воздуха, сегодня имеют массу информации о том, что показатели загрязнения атмосферы превысили допустимые значения. Так, количество вредных компонентов в земном воздухе превысило допустимую норму.

Промышленный рост, глобализация экономики, стремительное увеличение населения планеты привели к тому, что в атмосферу планеты стали попадать в огромных количествах следующие вредные и опасные вещества и компоненты:

• диоксид углерода в увеличенной концентрации нарушает естественный теплообмен нашей планеты, способствуя изменению климата;
• оксид углерода, он же угарный газ, в больших концентрациях отравляет все живое;
• соединения углеводорода в превышенных дозах становятся токсичными для человека, способствуя развитию заболеваний органов зрения и дыхательных путей;
• производные серы, попадая в воздушный слой атмосферы, приводят к образованию кислотных дождей. Такие дожди, выпадая за десятки, сотни километров от источников выбросов, убивают растительность и наносят катастрофический ущерб сельскому хозяйству;
• соединения азота (оксиды азота) в большой концентрации приводят к увеличению заболеваний дыхательных путей, к росту числа сердечно-сосудистых патологий;
• радионуклиды, выпадая вместе с осадками на поверхность планеты, накапливаются в живых организмах, провоцируя рост генетических осложнений и раковых заболеваний.

Последствия ухудшения качества воздуха для человека

Состав атмосферы, с которым мы имеем дело сегодня на Земле, уже далеко не тот, каким он всего 100-200 лет назад. Не говоря уже о том воздухе, которым дышали древние греки или египтяне. Современные ученые видят прямую связь увеличения количества опасных для жизни и здоровья заболеваний, снижение уровня рождаемости в отдельных государствах. Только за последние 100 лет, когда началась интенсивная индустриализация экономики, врачи столкнулись с рядом новых, ранее неизвестных патологий и болезней. Это является прямым следствием ухудшения среды обитания человеческой расы. Состояние атмосферы в данном случае имеет первостепенное значение.

В этом аспекте становится актуальным поиск решения проблемы загрязнения атмосферы. Последующие 30-50 лет станут переломными для человечества: окажется ли человек на грани вымирания или мы будем вдыхать чистые воздушные массы, радоваться жизни в условиях сохраненной природы.

В настоящее время наблюдается активизация не только общественных, негосударственных организаций по охране окружающей среды. Оценка реальных масштабов бедствия в научном сообществе привела к тому, что проблемой загрязнения воздуха стали заниматься на государственном уровне. Прекрасным примером сплоченной позиции человечества в этом вопросе стало Киотское климатическое соглашение и Парижская международная конференция. Именно на этих международных форумах были зафиксированы основные проблемы, с которыми необходимо бороться человечеству для сохранения климата на планете. В большей степени это касается и вопросов по сохранению атмосферы планеты.

Защита атмосферы от загрязнения сегодня носит глобальный характер. В рамках достигнутых соглашений определено несколько способов решения проблемы, одним из которых является снижение объема выбросов парниковых газов для промышленных объектов. Значимое место в сфере борьбы за чистоту воздуха занимает международная программа по сохранению озонового слоя нашей планеты. Уменьшение объема использования аэрозолей позволит уменьшить попадание в атмосферу инертных газов.

Перевод автомобильного транспорта на электрическую тягу и другие экологические виды топлива, существенно уменьшит загрязненность воздуха в городах планеты, которое сегодня достигло угрожающих масштабов.

По данным экологических организаций самым грязным воздухом дышат жители Шанхая и Дели. Несмотря на огромное население, эти гигантские мегаполисы представляют для человека самые враждебные места обитания на нашей планете. Однако даже в таких странах, как Китай и Индия, сегодня активно внедряются программы, направленные на борьбу за сохранение чистого воздуха и окружающей среды. Любой завод или огромный химический комбинат, который ранее загрязнял воздух на всю округу, сегодня должен быть закрыт или модернизирован в соответствии с требованиями экологической безопасности.

Прогнозируемое будущее

Только коллективные усилия, направленные на уменьшение количества антропогенных источников загрязнения, могут дать желаемый результат. Человечество достигло того максимума, когда одиночные и самостоятельные действия уже не принесут успеха. Наша атмосфера — это наше общее достояние, поэтому и бороться за ее чистоту надо сообща, всем миром.

Переход на альтернативные источники энергии, позволит отказаться в скором будущем от котельных, которые являются основными источниками загрязнения воздуха. Только закрытие в Китае двух, трех десятков тепловых электростанций позволит уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу на 10-15%. Если такие мероприятия делать в масштабах планеты, успех гарантирован. По мнению экспертов, уменьшение количества автотранспорта, оснащенного двигателями внутреннего сгорания на одну треть, уже через пять лет позволит снизить количество вредных веществ в составе воздуха на 20-25%.

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования жизни на Земле, она участвует в формировании климата на планете, регулирует ее тепловой режим, способствует перераспределению тепла у поверхности. Атмосфера поглощает часть лучистой энергии Солнца, остальная энергия, достигнув поверхности Земли, частично уходит в почву, водоемы, а частично отражается обратно в атмосферу. Из общего количества солнечной энергии атмосфера отражает 35%, поглощает 19% и пропускает к Земле 46%.

Атмосфера предохраняет Землю от резких колебаний температуры - при отсутствии атмосферы и водоемов температура поверхности Земли в течение суток колебалась бы в интервале 200сС. Благодаря наличию кислорода атмосфера участвует в обмене и круговороте веществ в биосфере.
В современном состоянии атмосфера существует сотни миллионов лет, все живое приспособлено к строго определенному ее составу. Газовая оболочка защищает живые организмы от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Атмосфера предохраняет Землю от падения метеоритов. В атмосфере распределяются и рассеиваются солнечные лучи, что создает равномерное освещение; она является средой, где распространяется звук. Из-за действия гравитационных сил атмосфера не рассеивается в мировом пространстве, а окружает Землю, вращается вместе с ней.

Основной (по массе) компонент воздуха - азот, в нижних слоях атмосферы его содержание составляет 78,09%. В газообразном состоянии азот инертен, а в соединениях в виде нитратов он играет важную роль в биологическом обмене веществ.

Самый активный в биосферных процессах газ атмосферы - кислород. Содержание его в атмосфере составляет около 20,94%. Кислород поглощают животные в процессе дыхания и выделяют растения как обычный продукт фотосинтеза.

Важная часть атмосферы - диоксид углерода (СО2), составляющий 0,03% ее объема и существенно влияющий на погоду и климат на Земле. Содержание диоксида в атмосфере не постоянно, он поступает в атмосферу из вулканов, горячих ключей, при дыхании человека и животных, при лесных пожарах, потребляется растениями, хорошо растворяется в воде.

В небольших количествах в атмосфере содержатся: оксид углерода (СО), инертные газы (аргон, гелий, неон, криптон, ксенон). Из них больше всего аргона - 0,934%. В состав атмосферы входят также водород и метан. Инертные газы попадают в атмосферу в процессе непрерывного естественного радиоактивного распада урана, тория, радона.

Помимо газов, в атмосфере имеются вода и аэрозоли. В атмосфере вода находится в твердом (лед, снег), жидком (капли) и газообразном (пар) состоянии. При конденсации водяных паров образуются облака. Полное обновление водяных паров в атмосфере происходит в течение 9-10 суток.
Первичным источником энергии атмосферного тепла для Земли служит Солнце. Поверхности Земли достигает лишь малая доля лучистой энергии Солнца; часть энергии, достигшей поверхности, отражается, а остальная поглощается, превращаясь в тепловую и вызывая конвективное движение в атмосфере. 71% поверхности Земли занят водой, поэтому поглощение солнечной энергии сопровождается испарением.

Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.

По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естествен-ными, часто аномальными, процессами в природе, и антропогенные, связан-ные с деятельностью человека (рис. 1.3).

Рис. 1.3.

С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении атмосферы приходится на антропогенные загрязнения, которые подразделяются на локальные и глобальные. Локальные связаны с городами и промышленными регионами; глобальные загрязнения влияют на биосферные процессы в целом на Земле. Воздухом, который находится в постоянном дви-жении, вредные вещества переносятся на сотни и тысячи километров, попадают в почву, водоемы, а затем снова поступают в атмосферу. Загрязнители атмосферы разделяют на механические, физические и биологические (рис. 1.4).

Механические - пыль, фосфаты, свинец, ртуть - образуются при сжигании органического топлива и в процессе производства.

Рис.1.4

К физическим загрязнителям относят:

• тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов);
• световые (ухудшение естественной освещенности местности под воздействием искусственных источников света);
• шумовые (как следствие антропогенных шумов);
• электромагнитные (от линий электропередач, радио и телевидения, работы промышленных установок);
• радиоактивные, связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в атмосферу.

Биологические загрязнители в основном являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия вооруженных сил).

Экологи предупреждают, что если не удастся уменьшить выброс в атмосферу углекислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связанная с повышением температуры вследствие так называемого парникового эффекта. Сущность этого явления заключается в том, что атмосфера с повышенным содержанием СО2 и метана СН4 достаточно свободно пропускает ультрафиолетовое солнечное излучение и в то же время задерживает отражающиеся от поверхности инфракрасные лучи, что приводит к повышению температуры, а следовательно, и к изменению климата.

Загрязняющие вещества проникают в организм человека через органы дыхания. Суточный объем вдыхаемого воздуха для одного человека составляет 6 - 12 м3. При нормальном дыхании с каждым вдохом в организм поступает от 0,5 до 2 л воздуха. Вдыхаемый воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы легких, где происходит газообмен между кровью и лимфой. В зависимости от размеров и свойств загрязняющих веществ их поглощение происходит по-разному. Грубые частицы задерживаются в верхних дыхатель-ных путях и, если они не токсичны, могут вызывать заболевание, которое называется полевой бронхит. Частицы пыли могут привести к профес-сиональному заболеванию, которое носит общее название пневмокониоз.
Человек может жить без пищи 30 - 45 суток, без воды -5 суток, без воздуха только 5 мин. Вредные воздействия разнообразных и пылевидных промышленных выбросов на человека определяются количеством загрязняющих веществ, поступающих в организм, их состоянием, составом и временем воздействия. Атмосферные загрязнения могут оказывать на здоровье человека малое влияние, а могут привести к полной интоксикации организма.
Разрушительное воздействие промышленных загрязнений зависит от вида вещества. Хлор наносит урон органам зрения и дыхания. Фториды, попадая в организм, вымывают кальций из костей и снижают его содержание в крови; при вдыхании фториды отрицательно воздействуют на дыхательные пути. Гидросульфид поражает роговицу глаз и органы дыхания, вызывает головные боли; при высоких концентрациях возможен летальный исход. Дисульфид углерода является ядом нервного действия и может вызвать психическое расстройство; острая форма отравления приводит к наркотической потере сознания. Опасны для вдыхания пары или соединения тяжелых металлов, соединения бериллия. Диоксид серы поражает дыхательные пути, оксид углерода препятствует переносу кислорода, отчего наступает кислородное голодание; продолжительное вдыхание оксида углерода может оказаться смертельным для человека.

Опасны в малых концентрациях в атмосфере альдегиды и кетоны. Альдегиды оказывают раздражающее воздействие на органы зрения и обоняния, являются наркотиками, разрушающими нервную систему; нервную систему поражают также фенольные соединения и органические сульфиды.
Загрязнения атмосферы вредно сказываются и на растениях. Газы оказывают различное влияние на растения, причем восприимчивость растений к одним и тем же газам неодинакова; наиболее вредны для них сернистый газ, фтористый водород, озон, хлор, диоксид азота, соляная кислота. Загрязня-ющие атмосферу вещества отрицательно влияют на сельскохозяйственные растения как за счет непосредственного отравления зеленой массы, так и за счет интоксикации почвы.

Загрязнение атмосферы промышленными выбросами существенно усиливает эффект коррозии. Кислотные газы способствуют коррозии стальных конструкций и материалов; диоксид серы, оксиды азота, гидрохлорид при соединении с водой образуют кислоты, усиливая химическую и электрохимическую коррозию, разрушают органические материалы (резину, пластмассы, красители). На стальные конструкции отрицательно действуют озон и хлор. Даже незначительное содержание нитратов в атмосфере вызывает коррозию меди и латуни. Аналогично действуют и кислотные дожди: снижают плодородие почв, отрицательно воздействуют на флору и фауну, сокращают сроки службы электрохимических покрытий, особенно хромо-никелевых красок, снижается надежность работы машин и механизмов, под угрозой находятся более 100 тыс. используемых видов цветного стекла.

Изменение климата оказывает влияние на сельское хозяйство. При потеплении увеличивается продолжительность вегетационного периода (на 10 дней при повышении температуры на ГС). Повышение концентрации диоксида углерода приводит к повышению урожайности.

К антропогенные процессам относится разрушение озонного экрана, которое вызывается:

• работой холодильников на фреоне и аэрозольных установках;
• выделением NO2 в результате разложения минеральных удобрений;
• полетами самолетов на большой высоте и запусками ракетоносителей спутников (выброс оксидов азота и паров воды);
• ядерными взрывами (образования оксидов азота);
• процессами, способствующими проникновению в стратосферу соединений хлора антропогенного происхождения, а также метилхлоро-форма, четыреххлористого углерода, хлористого метила.

По оценкам ученых, в настоящее время содержание озона уменьшается ежегодно примерно на 0,1%. Это существенно может изменить климат и вызвать другие негативные последствия.

Развитие техники сопровождается ростом числа и мощности источников ионизирующего излучения, к которым относятся АЭС, предприятия, добывающие и перерабатывающие ядерное топливо, хранилища отходов, научно-исследовательские институты, испытательные полигоны. Развитие атомной энергетики сопровождается ростом радиоактивных отходов, образу-ющихся при добыче и переработке ядерного топлива. Активность этих отходов нарастает с каждым годом, и в недалеком будущем составит серьезную опасность для окружающей среды.

Одно из главных условий сохранности здоровья и долголетия человека – чистый воздух. К сожалению, в современных реалиях во многих уголках планеты добиться соблюдения этого ключевого требования кажется невыполнимой миссией. Но так ли невозможно сделать воздух, которым мы дышим, чище? И что именно загрязняет атмосферу больше всего?

Все источники, негативным образом влияющие на состояние воздушного бассейна, экологи разделяют на антропогенные и естественные. Наибольший урон окружающей среде наносит именно первая категория – факторы, связанные с деятельностью человека. Загрязнения атмосферного воздуха, происходящие по естественным причинам, не только незначительны по мировым масштабам, но и являются самоустраняющимися по своей природе.

Промышленность, которая убивает

Источником загрязнения воздуха «номер один» в развивающихся и некоторых развитых странах является промышленность. Львиная доля выбросов в атмосферу приходится на предприятия энергетики, цветной и чёрной металлургии. Менее вредными для воздушного бассейна, но всё-таки опасными считаются такие отрасли, как нефтедобыча и нефтепереработка, машиностроение. В местах концентрации промышленного производства в атмосфере в значительных количествах присутствуют фенолы, углеводороды, ртуть, свинец, смолы, оксид и диоксид серы.

В развитых странах загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами стало насущной проблемой ещё столетие назад. Именно поэтому процесс создания экологического законодательства там начался раньше, чем в других государствах. Так, первыми отслеживать выбросы предприятий начали Нидерланды, приняв соответствующие законы в 1875–1896 годах. В США за акт, контролирующий чистоту воздуха, проголосовали в 1955 году. В Японии закон о мониторинге и ограничении вредных выбросов появился в 1967, в Германии (ФРГ) – 1972.

Когда прелести цивилизации вредят?

Транспорт, будучи необходимым условием функционирования современного общества, одновременно является и главной угрозой здоровью человека. Все машины, использующие для работы разные виды топлива, в той или иной степени загрязняют атмосферу. Например, автомобиль активно поглощает кислород из воздуха. Взамен же он выделяет углекислый газ, водяной пар и токсичные вещества (окись углерода, углеводороды, окислы азота, альдегиды, сажу, бензапирен, двуокись серы). Тот вклад, который вносят в загрязнение воздуха отдельные виды транспорта, выглядит следующим образом:

• 85% вредных выхлопов приходится на легковые и грузовые автомобили;
• 5,3% – на речные и морские суда;
• 3,7% и 3,5% на воздушные и железнодорожные транспортные средства соответственно:
• меньше всех (2,5%) атмосферу загрязняют сельскохозяйственные машины (сеялки, сажалки, комбайны, трактора, пахотная техника).

Каждая страна по-своему решает проблему, связанную с загрязнением атмосферного воздуха. Показательным в этом плане является опыт Дании. После Второй Мировой войны жители маленькой скандинавской страны, улицы которой наводнили автомобили, стали возмущаться загазованностью. Когда же грянул нефтяной кризис 70-х годов, датским властям ничего не оставалось, как пойти на поводу у общественности. В стране была создана развитая велосипедная инфраструктура, на покупку и пользование автомобилем введён огромный налог. Идея пришлась местным жителям по душе: массовыми стали акции «Копенгаген без машин» и «Воскресенья без авто». Сейчас Дания – самая велосипедная страна мира, входящая в тройку наиболее чистых и благополучных для человека государств.

Ветер, солнце и вода – наши лучшие друзья?

Масштабное загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами вызвано работой теплоэнергетических предприятий. Функционирование энергоустановок на угле, дизеле, мазуте, керосине и бензине сопровождается выбросом опасных соединений тяжёлых металлов, угарного газа, углерода, азота. За городом, как правило, скапливаются отвалы золы, оставшейся при сжигании угля.

Уменьшить золообразование позволяет использование жидкого топлива, но на количестве выбросов азота и оксида серы подобная замена никак не сказывается. На атомных электростанциях происходит загрязнение воздуха аэрозолями, радиоактивными газами и йодом. Все виды традиционного топлива, безусловно, вредные. Пожалуй, условно безобидным является газ.

Как избежать ? Сделать воздух чище позволяют альтернативные энергоисточники. В пользу использования энергии приливов-отливов, ветра и солнца говорит и другой аргумент – ограниченность запасов газа и нефти. Передовым опытом в области энергетики могут похвастаться Китай, Индия, США, Япония, ЕС. На альтернативные источники в этих странах приходится до 20% всего объёма выработки энергии. В прибрежных регионах строят приливные электростанции, в южных странах – солнечные. ГеоТЭС, вырабатывающие энергию из природного тепла планеты, размещают у термальных источников.

Будущее за экофермами

Сельскохозяйственное производство наносит больший урон водоёмам, земле и деревьям, чем воздуху, но всё-таки считается одним из основных источников . В результате использования в животноводческих фирмах навоза происходит выброс аммиака. Опасность для человека, животных и растений представляют также применяемые в сельском хозяйстве ядохимикаты. Решением проблемы могли бы стать агрокомплексы нового типа, работающие без использования гербицидов и пестицидов. Внедрение концепции экологически чистых ферм полным ходом идёт в европейских странах, Канаде, США. Успешные хозяйства по производству здоровой продукции действуют в России.

Загрязнение пыльными бурями

Среди естественных источников наибольший вклад в загрязнение воздуха вносит явление выветривания почвы. Сильная запылённость характерна для территорий с низкой степенью увлажнённости земли и слабо развитой растительностью. Глобальное загрязнение воздуха пылью происходит в пустыне Такла-Макан, Гоби, Сахара, локальное – в монгольском и среднеазиатском регионе. В Европе пылевые облака, меняющие состав и качество пограничного слоя атмосферы, доминируют в юго-восточной и восточной части. Скорость и ареал распространения загрязнения зависит от размера частиц. Мелкая пыль удерживается в воздухе 1,5–3 недели, разносится по всему полушарию. Крупные частицы распространяются на сотни километров, оседают в течение нескольких часов или дней.

Как выветривание почвы влияет на здоровье человека? Если крупные частицы наш организм способен отфильтровывать, то мелкая пыль без труда проникает через верхние дыхательные пути и оседает в лёгких. Согласно исследованиям ВОЗ, повышение в воздухе содержания взвешенных частиц на 10 мкг/м 3 приводит к росту смертности на 0,5–1 %.

Пыльные бури вредят не только человеку. Они опасны для всей планеты. Скопление сотен тысяч пылевых частиц мешает нормальному оттоку избыточного тепла от Земли. Как решают проблему ветровой эрозии почв? Для предотвращения пыльных бурь создают систему ветрозащитных кулис и лесополос, проводят сельскохозяйственные мероприятия с целью повышения сцепления частиц почвы.

Вулканизм и лесные пожары

Извержение вулкана – редкое явление, сопровождающееся катастрофическими последствиями. Ежегодно в ходе стихийного бедствия атмосфера пополняется 40 млн т веществ. Среди газов, выделяемых вулканами, большая часть приходится на водяной пар. Извержения являются одной из причин повышения концентрации двуокиси углерода в атмосфере. Загрязнённый воздух опасен и тем, что выделяемый вулканом оксид серы, вступая в реакцию с водой, превращается в серную кислоту.

В жаркий период остро стоит проблема лесных пожаров. Причиной возгорания может быть как солнечная активность, так и несоблюдение правил безопасности человеком. В ходе стихийного бедствия происходит загрязнение атмосферного воздуха аэрозолями, парами, токсичными газами. Лесные пожары – второй после океана источник выброса хлористого метила. Происходит и опосредованное загрязнение воздуха: из-за уничтожения растительного покрова уменьшается продуцирование кислорода.

Остальные источники загрязнения

Незначительно на степень загрязнённости воздуха в мире влияют океаны и моря. В процессе испарения в атмосферу из воды попадают кристаллы морских солей (бромистый калий, хлористые кальций, магний, натрий). Доля веществ, обогащающих воздушные массы, заметно возрастает во время шторма. Само по себе испарение морских солей не опасно, однако вместе с ними в воде могут быть и другие, токсичные, соединения. Таким образом, загрязнение воздуха неразрывно связано с экологическим состоянием океана.

Помимо веществ, имеющих земное происхождение, в атмосфере присутствует и космическая пыль. Учёные подсчитали, что каждый год на нашей планете оседает 40 тысяч тонн таких частиц. Это значит, что пыль из космоса – мизерный источник загрязнения воздуха, не вызывающий серьёзных проблем. Впрочем, если её количество возрастёт, она сможет существенно влиять на климатические условия Земли.

Наконец, как бы банально это ни звучало, воздух ежедневно загрязняется под воздействием курящих людей. В состав сигарет входит порядка 400 веществ, среди которых аммиак, нитробензол, формальдегид, толуол и многие другие токсичные соединения. Все они неизбежно попадают в воздух вместе с табачным дымом и не растворяются, а оседают, к примеру, на почве. Можно провести аналогию с и заключить, что от него страдает наша планета, и выход тут единственный – уже зависимым людям и не допустить вовлечения в этот процесс подрастающих поколений.

Итак, основные источники загрязнения атмосферного воздуха связаны с деятельностью человека. К антропогенным факторам, ухудшающим состояние воздушного бассейна, относится промышленное производство, транспорт, теплоэнергетика. Степень влияния каждой из этих причин в разных регионах в мире заметно отличается. Среди природных источников экологическому состоянию атмосферы больше всего грозит выветривание почвы.