Антропогенні дії на атмосферу
Питання вплив людини на атмосферу перебуває у центрі уваги фахівців і екологів всього світу. І це невипадково, оскільки найбільші глобальні екологічні проблеми сучасності — «парниковий ефект», порушення озонового шару, випадання кислотних дощів, пов'язані саме з антропогенним забрудненням атмосфери.
Охорона атмосферного повітря – ключова проблема оздоровлення навколишнього природного середовища. Атмосферне повітря займає особливе становище серед інших компонентів біосфери. Значення його всього живого Землі неможливо переоцінити. Людина може перебувати без їжі п'ять тижнів, без води — п'ять днів, а без повітря лише п'ять хвилин. При цьому повітря повинне мати певну чистоту і будь-яке відхилення від норми небезпечне для здоров'я.
Атмосферне повітря виконує і найскладнішу захисну екологічну функцію, оберігаючи Землю від холодного Космосу і потоку сонячних випромінювань. В атмосфері йдуть глобальні метеорологічні процеси, формуються клімат та погода, затримується безліч метеоритів.
Атмосфера має здатність до самоочищення. Воно відбувається при вимиванні аерозолів з атмосфери опадами, турбулентному перемішуванні приземного шару повітря, відкладення забруднених речовин на поверхні землі і т. д. Однак у сучасних умовах можливості природних систем самоочищення атмосфери серйозно підірвані. Під масованим натиском антропогенних забруднень у атмосфері стали виявлятися дуже небажані екологічні наслідки, зокрема і глобального характеру. З цієї причини атмосферне повітря вже не повною мірою виконує свої захисні, терморегулюючі та життєзабезпечені екологічні функції.
§ 1. Забрудненняатмосферного повітря
Під забрудненням атмосферного повітря слід розуміти будь-яку зміну його складу та властивостей, що негативно впливає на здоров'я людини і тварин, стан рослин та екосистем.
Забруднення атмосфери може бути природним (природним) та антропогенним (техногенним).
Природне забруднення повітря спричинене природними процесами. До них відносяться вулканічна діяльність, вивітрювання гірських цород, вітрова ерозія, масове цвітіння рослин, дим від лісових та степових пожеж та ін. Антропогенне забруднення пов'язане з викидом різних забруднюючих речовин у процесі діяльності людини. За своїми масштабами воно значно перевершує природне забруднення атмосферного повітря.
За -агрегатним станом викиди шкідливих речовин в атмосферу класифікуються на: 1) газоподібні (діоксид сірки, оксиди азоту, оксид вуглецю, вуглеводні та ін); 2) рідкі (кислоти, луги, розчини солей та ін.); 3) тверді (канцерогенні речовини, свинець та його сполуки, органічний та неорганічний пил, сажа, смолисті речовини та інші).
Головні забруднювачі (поллютанти) атмосферного повітря, що утворюються в процесі виробничої та іншої діяльності людини - діоксид сірки (SO2), оксид вуглецю (СО) та тверді частки. На їхню частку припадає близько 98% у загальному обсязі викидів шкідливих речовин. Крім головних забруднювачів, в атмосфері міст і селищ спостерігається ще понад 70 найменувань шкідливих речовин, серед яких формальдегід, фтористий водень, сполуки свинцю, аміак, фенол, бензол, сірковуглець та ін. Однак саме концентрації головних забруднювачів (діоксид сірки та ін.). найчастіше перевищують допустимі рівні у багатьох містах України.
Сумарний світовий викид уатмосферу чотирьох головних забруднювачів (іолютантів) атмосфери склав у 1990 р. - 401 млн т, а в Україні в 1991 р. - 26,2 млн т (табл. 13.1; TheworM. Національний. 1992). Крім зазначених головних забруднювачів у повітря потрапляє багато інших дуже небезпечних токсичних речовин: свинець, ртуть, кадмій та інші важкі метали (джерела викиду: автомобілі, плавильні заводи та інших.); вуглеводні (С^^, серед них найбільш небезпечний бенз(а)пірен. що володіє канцерогенною дією (вихлопні гази, топка коглів та ін.), альдегіди і в першу чергу формальдегід, сірководень, токсичні леткі розчинники (бензини, спирти, ефіри) та ін.
Викид в атмосферу головних забруднювачів (поллютантів) у світі та в Україні
| Речовини, млнт | Діоксид сірки | Оксиди азоту | Оксид вуглецю | Тверді частки | Усього |
| Сумарний світовий викид | 99 | 68 | 177 | 57 | 401 |
| Україна (тільки стаціонарні джерела) | 9,2 | З 1 | 7,6 | 6,4 | 26,2 |
| % | 9,2 | 4,4 | 4,3 | 11,2 | 6,5 |
| Україна (з урахуванням усіх джерел), % | 12 | 5,8 | 5,6 | 12,2 | 13,2 |
Найбільш небезпечне забруднення атмосфери – радіоактивне. Нині воно обумовлено переважно глобально розподіленими довгоживучими радіоактивними ізотопами — продуктами випробування ядерної зброї, що проводилися в атмосфері та під землею. Приземний шар атмосфери забруднюють також викиди в атмосферу радіоактивних речовин з діючих АЕС у процесі їхньої нормальної експлуатації та інші джерела.
Ще однією формою забруднення атмосфери є локальне надлишкове надходження тепла відантропогенних джерел. Ознакою теплового (термічного) забруднення атмосфери служать так звані термічні юни, наприклад, «острів тепла» в містах, потепління водойм і т.п.
Загалом, якщо судити за офіційними даними на 1997—1999 рр., рівень забруднення атмосферного повіху в нашій країні, особливо в містах Укаїни, залишається високим, незважаючи на значний спад виробництва, що пов'язують насамперед із збільшенням кількості автомобілів, у тому числі — несправних.
§ 2. Основні джерела забруднення атмосфери
В даний час основний внесок у забруднення атмосферного повітря на території України вносять наступні галузі: теплоенергетика (теплові та атомні електростанції, промислові та міські котельні та ін.), далі підприємства чорної металургії, нафтовидобутку та нафтохімії, автотранспорт, підприємства йвітної металургії та виробництво будматеріалів.
Роль різних галузей господарства у забрудненні атмосфери у розвинених промислових країнах Заходу дещо інша. Так, наприклад, основна кількість викидів шкідливих речовин у США, Великій Британії та ФРН припадає на автотранспорт (50—60%), тоді як на частку теплоенергетики значно менше, лише 16—20%.
Теплові та атомні електростанції. Котельні установки. У процесі спалювання твердого або рідкого палива в атмосферу виділяється дим, що містить продукти повного (діоксид вуглецю та пари води) та неповного (оксиди вуглецю, сірки, азоту, вуглеводні та ін.) Згрунення. Обсяг енергетичних викидів дуже великий. Так, сучасна теплоелектростанція потужністю 2,4 млн. кВт витрачає до 20 тис. т вугілля на добу і викидає в атмосферу на добу 680 т SO2 і SO3,120-140 т твердих частинок (зола, пил, сажа), 200 т оксидів азоту.
Переклад установок нарідке паливо (мазут) знижує викиди золи, але практично не зменшує викиди оксидів сірки та азоту. Найбільш екологічно газове паливо, яке втричі менше забруднює атмосферне повітря, ніж мазут, і вп'ятеро менше, ніж вугілля.
Джерела забруднення повітря токсичними речовинами на атомних електростанціях (АЕС) - радіоактивний йод, радіоактивні інертні гази та аерозолі. Велике джерело енергетичного забруднення атмосфери - опалювальна система житла (котельні установки) дає мало оксидів азоту, але багато продуктів неповного згоряння. Через невелику висоту димових труб токсичні речовини у високих концентраціях розсіюються поблизу котелень.
Чорна та кольорова металургія. При виплавці однієї тонни сталі в атмосферу викидається 0,04 т твердих частинок, 0,03 т оксидів сірки і до 0,05 т оксиду вуглецю, а також у невеликих кількостях такі небезпечні забруднювачі 1 як марганець, свинець, фосфор, миш'як, пари ртуті та ін У процесі сталеплавильного виробництва в атмосферу викидаються парогазові суміші, що складаються з фенолу, формальдегіду, бензолу, аміаку та інших токсичних речовин. Істотно забруднюється атмосфера також на агломераційних фабриках, при доменному та феросплавному виробництвах.
Значні викиди газів, що відходять, і пилу, що містять токсичні речовини, відзначаються на заводах кольорової металургії при переробці свинцево-цйнгових, мідних, сульфідних руд, при виробництві алюмінію та ін.
Хімічне виробництво. Викиди цієї галузі хоч і невеликі за обсягом (близько 2% усіх промислових викидів), проте, через свою досить високу токсичність, значну різноманітність і концентрованість становлять значну загрозу для людини і всієї біоти. На різноманітних хімічнихатмосферне повітря забруднюють оксиди сірки, сполуки фтору, аміак, нітрозні гази (суміш оксидів азоту), хлористі сполуки, сірководень, неорганічний пил і т. п.).
Викиди автотранспорту. У світі налічується кілька сотень мільйонів автомобілів, які спалюють величезну кількість нафтопродуктів, суттєво забруднюючи атмосферне повітря, насамперед у великих містах. Вихлопні гази двигунів внутрішнього згоряння (особливо карбюраторних) містять величезну кількість токсичних сполук – бенз(а)пірена, альдегідів, оксидів азоту та вуглецю та особливо небезпечних сполук свинцю (у разі застосування етилованого бензину).