Загрязнение атмосферы
а
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.
Основные агенты воздействия атмосферы на гидросферу – атмосферные
осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные
и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и
вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния
атмосферы.
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. Совместное действие обоих факторов приводит к заметному
уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные
осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания
горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического
разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные
линии связи. Во многих экономически развитых странах в настоящее время
реализуются программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков. В
рамках Национальной программы по оценке влияния кислотных атмосферных
осадков, учрежденной в 1980 году многие федеральные ведомства США начали
финансировать исследования атмосферных процессов, вызывающих кислотные
дожди, с целью оценки влияния последних на экосистемы и выработки
соответствующих природоохранных мер. Выяснилось, что кислотные дожди
оказывают многоплановое воздействие на окружающую среду и являются
результатом самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные агенты
– разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реакциях
окисления оксидов серы и азота с участием пероксида водорода.
Процессы и источники загрязнения приземной атмосферы многочисленны и
разнообразны. По происхождению они подразделяются на антропогенные и
природные. Среди антропогенных, к наиболее опасным процессам относятся:
сгорание топлива и мусора, ядерные реакции при получении атомной энергии,
испытаниях ядерного оружия, металлургия и горячая металлообработка,
различные химические производства, в том числе переработка нефти и газа,
угля.
При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение
приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах,
промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных
средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на
угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад
автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40-
50 %. Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются
катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в
атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов 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.
Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы –
вулканическая и флюидная активность Земли. Специальными исследованиями
установлено, что поступление загрязняющих веществ с глубинными флюидами в
приземной слой атмосферы имеет место не только в областях современной
вулканической и газо-термальной деятельности, но и в таких стабильных
геологических структурах, как Русская платформа. Крупные извержения
вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о
чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные
(извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено
тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные
количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с
высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному
шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных
вулканических извержений достигает нескольких лет. В ряде случаев из-за
наличия в воздухе большой массы рассеянных тонкодисперсных твердых
аэрозолей здания, деревья и другие предметы на поверхности Земли не давали
тени. Необходимо отметить, что в снеговых выпадениях многих районов
Европейской России эколого-геохимическим картированием выявлены аномально
высокие концентрации фтора, лития, сурьмы, мышьяка, ртути, кадмия и других
тяжелых металлов, которые приурочены к узлам сочленения активных глубинных
разломов и имеют, вероятно, природное происхождение. В случае сурьмы,
фтора, кадмия, такие аномалии имеют значительный размер.
Малоизученным, но важным в экологическом отношении природным
процессом глобального масштаба являются фотохимические реакции в атмосфере
и на поверхности Земли. Особенно это касается сильно загрязненной приземной
атмосферы мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых
часто наблюдаются смоги.
Следует учитывать воздействие на атмосферу космических тел в виде
комет, метеоритов, болидов и астероидов. Тунгусское событие 1908 года
показывает, что оно может быть интенсивным и иметь глобальный масштаб.
Природные загрязнители приземной атмосферы представлены главным
образом оксидами азота, серы, углерода, метаном и другими углеводородами,
радоном, радиоактивными элементами и тяжелыми металлами в газообразной и
аэрозольной формах. Твердые аэрозоли выбрасываются в атмосферу не только
обычными, но и грязевыми вулканами.
Специальными исследованиями установлено, что интенсивность
аэрозольных потоков грязевых вулканов Керченского полуострова не уступает
таковой «спящих» вулканов Камчатки. Результатом современной флюидной
активности Земли могут быть сложные соединения типа предельных и
непредельных полициклических ароматических углеводородов, сульфида
карбонила, формальдегида, фенолов, цианидов, аминов. Метан и его гомологи
зафиксированы в снеговом покрове над месторождениями углеводородов в
Западной Сибири, Приуралье, на Украине. В урановой провинции Атабаска
(Канада) по высоким концентрациям урана в хвое черной канадской ели
обнаружена Уолластоунская биохимическая аномалия размером 3000 кв. км,
связанная с поступлением в приземной слой атмосферы урансодержащих газовых
эманаций по глубинным разломам.
При фотохимических реакциях образуются озон, серная и азотная
кислоты, разнообразные фотооксиданты, сложные органические соединения и
эквимолярные смеси сухих кислот и оснований, атомарный хлор. Фотохимическое
загрязнение атмосферы заметно возрастает в дневное время и в периоды
солнечной активности.
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.
Тяжелые металлы, находящиеся в приземной атмосфере Подмосковья,
преимущественно в газообразном состоянии, и поэтому их нельзя уловить
фильтрами. 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 та
| |  скачать работу |
Загрязнение атмосферы |
