Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков
ное загрязнение и электромагнитное
возмущение. При аварии на АЭС происходит только радиационное
загрязнение, хотя оно значительно больше, чем при ядерном взрыве,
вследствие того, что если реактор мощностью 1 мегаватт проработал
всего год, в нем содержится почти 1 т продуктов деления, а также
все радиоактивные изотопы урана, плутония, нептуния, америция и др.
Наиболее распространенные единицы измерения радиоактивности –
рентген, бэр и рад. Рентгенами измерят гамма-излучение, бэрами –
любое излучение. Количество потребленной энергии излучения,
отнесенной к единице массы тела, выражают в радах. Для измерения
мощности излучения эти единицы относят к единице времени (секунда,
час, сутки, неделя, месяцы, годы).
За жизнь (70 лет) человек может без большого риска, набрать
радиацию в 35 бэр (7 бэр от естественных источников, 3 бэра от
космических источников и рентгеновских аппаратов). В зоне
Чернобыльской АЭС в наиболее загрязненных участках можно получить
до 1 бэра за час. Мощность излучения на кровле в период тушения
пожара на АЭС достигала 30 тысяч рентген в час и потому без
радиационной защиты (свинцового скафандра) смертельную дозу
облучения можно было получить за 1 минуту.
Часовая доза радиации, смертельная для 50% организмов, составляет
400 бэр для человека, 1000-2000 – для рыб и птиц, от 1000 до 150
тыс. – для растений и 100 тыс. бэр для насекомых. Таким образом,
самое сильное радиационное загрязнение – не помеха для массового
размножения насекомых. Из растений наименее устойчивы к радиации
деревья и наиболее устойчивы травы.
Помимо непосредственной угрозы жизни человека радиации
приписывают и другие эффекты (такие как генные мутации, увеличение
заболеваемости раком, злокачественные новообразование и пр.).
Однако все данные о влиянии радиации на живой организм довольно
противоречивы. Так, например, у жителей Японии, перенесших атомную
бомбардировку, не было обнаружено генетических эффектов радиации.
Статистически значимого превышения уровня заболеваемости раком, в
частности лейкемией, после Чернобыльской аварии не выявлено, но
четко выявляются случаи злокачественных новообразований щитовидной
железы вследствие мощного воздействия радиоактивного йода.
Далее рассматриваются вторичные последствия загрязнения
атмосферы.
Кислотные дожди. Сначала в Скандинавских странах, затем на северо-
востоке США и юго-востоке Канады, потом в Северной Европе, на
Тайване и в Японии ученые обнаружили, что дождевая вода – казалось
бы, самая чистая вода в природе – содержит все большее количество
кислот. Кислотный дождь – это результат присутствия в атмосфере
оксидов серы и оксидов азота. Как уже отмечалось выше, оксиды серы
поступают в воздух при сжигании ископаемых видов топлива,
содержащих серу. Оксиды азота также образуются при сжигании
ископаемых видов топлива, но их основным источником, видимо,
оказывается сам воздух, поскольку ископаемое топливо, как правило,
азота в больших количествах не содержит.
Двуокись серы и окись азота в атмосфере быстро вступают в
химические реакции. Двуокись серы окисляется до трехокиси, которая
затем растворяется в капельках воды с образованием серной кислоты.
Окись азота окисляется до двуокиси, которая тоже растворяется в
капельках воды с образованием азотной кислоты. Эти две кислоты, а
также соли этих кислот и обусловливают выпадение кислотных дождей.
Чем выше содержание этих кислот в воздухе, тем чаще выпадают
кислотные дожди.
Наиболее очевидное влияние кислотные дожди оказывают на популяции
рыб в озерах, вода в которых стала кислой. В зависимости от
закисленности воды количество рыбы в озере может либо уменьшиться,
либо она может полностью исчезнуть. Но нельзя считать, что взрослая
рыба просто погибает из-за повышенной кислотности воды. Сильно
закисленные воды не позволяют рыбе нормально размножаться. Самки
могут оказаться не способными выметывать икру в кислой воде; если
же икра все-таки попадет в воду, то она либо погибает, либо, если
мальки все же вылупятся, они гибнут. В результате в озерах с
закисленной водой мы не встречаем молоди, а только взрослых особей.
Ученые предсказывают, что из-за воздействия кислотных дождей
будет сокращаться численность не только рыбы, но и земноводных.
Многие из них размножаются во временных водоемах, возникающих в
период весенних дождей; вода в них может быть даже более кислой,
чем в озерах, поскольку эти временные водоемы образованы только
дождевой водой с повышенной кислотностью.
Кислотные дожди отрицательно воздействуют не только на животных,
но и на растения. Самый яркий пример этого воздействия – деградация
лесов. Термин деградация лесов имеет два значения. Он может просто
означать замедление роста деревьев, что выражается в уменьшении
толщины годичных колец на срезе ствола. Формально это звучит так:
«снижение продуктивности леса». Другое значение термина деградация
лесов – это реальное повреждение деревьев или даже их гибель.
Сейчас площадь лесов, поврежденных кислотными дождями, исчисляется
миллионами гектаров. Деградация лесов отмечена в Германии,
Чехословакии, Австрии, Швейцарии, Швеции, Голландии, Румынии,
Великобритании, США и многих других странах. Причем масштабы этой
деградации огромны. В Германии, например, повреждения уже получили
от 50 до 75% лесов.
Большой вред кислотные дожди наносят и сельскому хозяйству. В
результате выпадения кислотных осадков снижается продуктивность
почв, сокращается поступление питательных веществ. Но кислота
способна воздействовать на сельскохозяйственные культуры не только
через почву, но и напрямую. Эксперименты, проведенные американскими
специалистами, установили прямую зависимость между кислотностью
воды и состоянием сельскохозяйственных культур, особенно в период
их максимальной восприимчивости (в период опыления). При этом
выяснилось, что не все растения обладают одинаковой
восприимчивостью к воздействию кислотных дождей.
Ученые пока не обнаружили прямого воздействия кислотных дождей на
здоровье людей, но возможность этого, несомненно, существует. Эта
возможность связана с повышенной способностью подкисленной воды
растворять или каким-то иным путем действовать на различные
минералы. Ртуть, содержащаяся в природных водоемах, может под
влиянием кислой среды превратиться в ядовитую монометиловую ртуть.
Рыбы будут накапливать это соединение ртути в своих тканях. Как
известно, ртуть – сильный яд для человека, и отравления рыбой,
зараженной ртутью уже происходили.
Если водохранилища, откуда забирается питьевая вода, становятся
более кислыми, то токсичные металлы из труб, пробок и т.п. могут
растворяться в ней и попадать в воду, потребляемую человеком. Кроме
того, подкисленная питьевая вода способна растворять свинец,
содержащийся в водопроводных системах.
Кислотные дожди также повреждают строительные растворы и камень,
реагируя с кальцием и магнием, входящими в состав этих материалов.
Особому риску подвергаются незаменимые скульптуры. Строительные
конструкции из железа и других металлов также очень восприимчивы к
коррозии, вызываемой кислотными дождями.
Озоновые дыры. Озон жизненно необходим для человека и других
живых существ, населяющих освещенную солнцем Землю, поскольку он
определяет температурную стратификацию атмосферы и одновременно
защищает от интенсивной ультрафиолетовой радиации. Однако это
утверждение верно лишь для стратосферного озона. Озон, находящийся
в тропосфере считается загрязнителем. Поэтому далее речь пойдет о
стратосферном озоне.
Анализ причин убыли озона из атмосферы имеет свою историю. Вопрос
возник после сообщения о том, что в южнополярной зоне над
Антарктидой обнаружена озоновая дыра – область, где в весенние
месяцы катастрофически убывает озон. Размеры дыры были сопоставимы
с территорией США.
Исследования со спутников и самолетов показали, что над
Антарктидой весной озон почти весь разрушается на уровнях 12-13 и
25 км. Механизм разрушения озона и образования озоновых дыр
представляется следующим образом. Преобладание низких температур
приводит к конденсации воды и азотной кислоты и образованию
«полярных стратосферных облаков». Радикалы фреонов «примерзают» к
ледяным облакам; весной, когда появляется солнце и ледяные облака
нагреваются, фреоны отрываются и разрушают озон. Вследствие слабой
циркуляции воздуха над Антарктидой (континент приподнят на 3-4 км
по сравнению со средними широтами) образуются огромные озоновые
дыры. Летом приток воздуха из средних и тропических широт
восстанавливает содержание озона в атмосфере. Обоснованность всей
цепочки событий, приводящей к активизации хлора фреонов,
подтверждена измерениями, которые показали значительное увеличение
концентрации «хлорина» в нижней стратосфере в холодных регионах,
совпадающее с быстрым уменьшением концентрации озона.
Аномалии озона – как по уровню его дефицита, так и по размерам
затронутой территории, наблюдались в России в 1995 и 1998 гг. По
данным Росгидромета, в феврале 1995 г. над всем Северным
полушарием, а особенно над рядом районов Восточной Сибири, вплоть
до Урала, зарегистрировано рекордное уменьшение концентрации озона
– до 40%, сохранявшееся в течение 25 суток. К середине марта в
отдельных районах оно достигало 50%. По сравнению с началом
десятилетия произошло смещение районов наибольшего дефицита озона
из
| |  скачать работу |
Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков |
