Основные источники и виды загрязнения воздушного бассейна

Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как нормальная жизнедеятельность людей требует не просто воздуха, но воздуха определенной чистоты. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние раститель­ного и животного мира, прочность и долговечность любых кон­струкций зданий и сооружений. В процессе антропогенной дея­тельности атмосфера подвергается изъятию газовых элементов, загрязнению газовыми примесями и вредными веществами, нагреванию и самоочищению. Привнесение в воздушную среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называет­ся загрязнением.

Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во второй половине XX в., то есть в период научно-технической ре­волюции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблени­ем электроэнергии, выпуском и использованием в большом ко­личестве транспортных средств. В итоге отмечается изменение газового состава атмосферы: рост концентрации некоторых ее компонентов (углекислого газа — на 0,4 %, метана — на 1 %, за­киси азота — на 0,2 % и др.) и появление новых загрязняющих веществ.

Загрязнение атмосферного воздуха может быть локальным, региональным и глобальным. Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков. 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: пылевых бурь, извержения вулканов, выду­вания почв, лесных пожаров, различных продуктов раститель­ного, животного или микробиологического происхождения.

Производственное загрязнение образуется в результате дея­тельности промышленных, сельскохозяйственных, строитель­ных предприятий и при работе различных видов транспорта.

Промышленные источники загрязнения анализируются по отраслям, а также по ингредиентам (составу загрязняющих ве­ществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязните­лями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлур­гия, химия и нефтехимия, промышленность строительных ма­териалов.

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. В форме продуктов сжигания топлива в атмос­феру планеты ежегодно вносится 7 - 10¹⁰ т СО2. В наибольшей степени загрязняют атмосферу опасными углеродными смесями пять стран, на долю которых приходится более половины всех выбросов в мире, это: США — 23 %, Китай — 13,9 %, Россия — 7,2 % , Япония — 5 % , Германия — 3,8 % . Если потребление ми­нерального топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия для климата Земли, в частности, повышение температуры на 1,5—2°С.

Другие промышленные предприятия выбрасывают в воз­душный бассейн свои специфические примеси. Так, с черной и цветной металлургией связано образование в атмосфере огром­ного количества пыли, угарного газа, окислов азота и серы, фе­нола, формальдегида и многих других вредных веществ. Быс­трое развитие химической и нефтехимической промышленнос­ти ведет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого количества стойких токсических кислот. Машинос­троение дает выбросы угарного газа, окислов азота, фенола, формальдегида, щелочей и других вредных веществ — спутников литейного, гальванического и красочного производств. В промышленности строительных материалов наиболее мощными выбросами вредной пыли отличаются предприятия по производ­ству цемента.

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 загрязне­ний зависит от времени существования того или иного загрязни­теля в воздухе и метеорологических условий, скорости и нап­равления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Вре­мя пребывания в атмосфере углекислого газа составляет от од­ного до пяти лет, сернистого — до нескольких дней, твердых частиц — от нескольких секунд до нескольких месяцев и даже лет, в зависимости от их объемов и высоты источника, 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.

На загрязнении воздушного бассейна Земли сказывается и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в поч­ву агрохимикаты распространяются в окружающую среду за

79 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 наиболее негативно его воздействие 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. Весьма опасной составной час­тью выхлопных газов автомашин являются соединения, образую­щиеся при сгорании в двигателе тетраэтилсвинца, который добав­ляют к бензину. Выбросы угарного газа (СО), как и иных загряз­нителей в России во многом обус­ловлены низкими экологическими параметрами автомобилей.

Загрязнение воздушной среды железнодорожным транспор­том происходит 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 к Земле 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, кухни, 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.

Особую тревогу вызывает 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.

Воздушная среда является распространителем таких специ­фических "загрязнителей", как шумы, инфразвук, вибрации, электромагнитные поля и ионизирующие излучения. Различа­ют два вида шумов — воздушный и структурный. Воздушный шум распространяется в воздухе от источника возникновения до места наблюдения, структурный шум излучается повер­хностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, пере­городок зданий. В зависимости от физической природы шумы могут быть механического, аэродинамического, электромагнит­ного, гидродинамического происхождения. Воздушный 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.