Загрязнение атмосферы
в на большие
расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.
Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в
потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно
токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать
эпидемии среди населения и животных.
В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч
загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося
роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые
химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными
антропогенными загрязнителями атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных
оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические,
хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и
микробы. Наиболее опасны широко распространенные в воздушном бассейне
России диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Твердые
взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем,
гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В
снеговой пыли специально разработанными методами обнаружены окислы,
сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы в
самородном виде.
В Западной Европе приоритет отдается 28 особо опасным химическим
элементам, соединениям и их группам. В группу органических веществ входят
акрил, нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а
неорганических – тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы
(угарный газ, сероводород, оксиды азота и серы, радон, озон), асбест.
Преимущественно токсическое действие оказывают свинец, кадмий. Интенсивный
неприятный запах имеют сероуглерод, сероводород, стирол, тетрахлорэтан,
толуол. Ореол воздействия оксидов серы и азота распространяется на большие
расстояния. Вышеуказанные 28 загрязнителей воздуха входят в международный
реестр потенциально токсичных химических веществ.
Основные загрязнители воздуха жилых помещений – пыль и табачный дым,
угарный и углекислый газы, двуокись азота, радон и тяжелые металлы,
инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие вещества, аэрозоли лекарств,
микробы и бактерии. Японские исследователи показали, что бронхиальная астма
может быть связана с наличием в воздухе жилищ домашних клещей.
Для атмосферы характерна чрезвычайно высокая динамичность,
обусловленная как быстрым перемещением воздушных масс в латеральном и
вертикальном направлениях, так и высокими скоростями, разнообразием
протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается
сейчас как огромный «химический котел», который находится под воздействием
многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и
аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной
способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных
пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на
поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм
человека через органы дыхания.
Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных частицах
приземной атмосферы Европейской России свинца и олова; хрома, кобальта и
никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и кальция; бериллия,
олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и галлия; бария,
цинка, марганца и меди. Высокие концентрации в снеговой пыли тяжелых
металлов обусловлены как присутствием их минеральных фаз, образовавшихся
при сжигании угля, мазута и других видов топлива, так и сорбцией сажей,
глинистыми частицами газообразных соединений типа галогенидов олова.
Время «жизни» газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком
диапазоне (от 1 – 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в основном от их
химической устойчивости размера (для аэрозолей) и присутствия реакционно-
способных компонентов (озон, пероксид водорода и др.).
Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются очень
сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным
образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических
веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во
многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме
токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и
другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к
аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного
подхода – ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за
слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие
учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния
приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов
наблюдения за воздушным бассейном мало, и они не позволяют адекватно
оценить его состояние в крупных промышленно – урбанизированных центрах. В
качестве индикаторов химического состава приземной атмосферы можно
использовать хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов
радиоактивного загрязнения, связанных с чернобыльской аварией, изучалась
хвоя сосны, обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в
воздухе. Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов
в городах.
Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы
является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за
сравнительно длительный период времени и позволяющий установить
местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В
снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются
прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам.
К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы
крупных промышленно – урбанизированных территорий относится многоканальное
дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в
способности быстро, неоднократно и в «одном ключе» охарактеризовать большие
площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в
атмосфере аэрозолей. Развитие научно-технического прогресса позволяет
надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих
веществ.
Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным
данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений,
закономерности миграции и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере,
особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного
бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других
факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в
отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения
приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении
этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС. Конечный
результат применения таких моделей – количественная оценка риска
загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-экономической
точки зрения.
Химическое загрязнение атмосферы
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.
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие
непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом
превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ
окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и
образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с
аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в
результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между
загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие
вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете
являются тепловые электростанции, металлургические и химические
предприятия, к
| |  скачать работу |
Загрязнение атмосферы |
