Загрязнение атмосферного воздуха

Атмосфера занимает особое положение среди других компонентов биосферы. Она определяет световой и регулирует тепловой режим Земли, способствует перераспределению тепла на планете, предохраняет Землю от чрезмерного нагревания и остывания. Газовая оболочка спасает живые организмы Земли от губительных космических излучений и метеоритов. Воздух необходим всем живым организмам. Без пищи человек может прожить 5 недель, без воды 5 дней, а без воздуха только 5 минут. Но для нормальной жизнедеятельности людей требуется не только наличие воздуха, но и определённая его чистота. От качества воздуха зависят здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность зданий и других сооружений. Человек оказывает воздействие на различные свойства атмосферы: её химический состав, тепловой режим, радиоактивность, электромагнитный фон и т.п. Особенно заметные воздействия человека на атмосферу начались с тех пор, когда он начал активно вмешиваться в биосферные процессы, включая уничтожение лесов, распашку земель, осушение, орошение, строительство городов, промышленных объектов и т.д. В результате деятельности человека в атмосферу попадают сотни веществ, которые становятся загрязнителями либо в результате того, что они чужды атмосфере, либо по причине изменения концентрации свойственных атмосфере веществ.

Загрязнение атмосферного воздуха – это любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Загрязнение атмосферы может быть по происхождению естественным и искусственным.

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия почв, пыльные бури, лесные пожары, возникающие от ударов молний, вынос морских солей, выделение газов в атмосферу из воды. Естественные загрязнения воздуха условно подразделяют на континентальные и морские, а также неорганические и органические. К источникам органического загрязнения относят аэропланктон, образуемый бактериями, споры грибов, пыльцу растений. На долю естественного загрязнения атмосферы в конце ХХ века приходилось 75% от общего загрязнения атмосферы.

Искусственное (антропогенное) загрязнение в зависимости от масштабов распространения подразделяют на местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный регион и т.п.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства: страны, крупные административные регионы, например Дальний Восток, Кавказ и др. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом на планете.

По агрегатному состоянию выбросы в атмосферу загрязняющих веществ классифицируются на 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, углерода, углеводороды и др.), 2) жидкие (кислоты, растворы солей, щёлочи), 3) твёрдые (пыль, сажа, свинец и его соединения, смолистые вещества и др.).

По характеру действия выбросов загрязнение атмосферы может быть химическое, физическое (радиоактивное, тепловое, шумовое, электромагнитное), физико-химическое (аэрозоли), биологическое.

По степени стойкости загрязняющие вещества могут быть: устойчивые – время жизни сотни и тысячи лет (азот, кислород, инертные газы); стойкие – время жизни 5–25 лет (углекислый газ, метан, фреоны в нижних слоях атмосферы); неустойчивые – водяные пары, окись углерода, сероводород, двуокись азота и др.

По периодичности действия загрязняющие вещества подразделяют на первичные (выбросы предприятий, транспорта) и вторичные (продукты смоговых явлений).

Любое загрязняющее вещество обычно оценивают по трём параметрам: объёму поступления в среду, агрессивности (ядовитости) и степени стойкости. Например, отрицательный эффект углекислого газа обусловлен большими объёмами поступления в атмосферу и длительным периодом жизни, что приводит к его накоплению.

Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека, – диоксид серы, оксиды азота, окислы углерода и твёрдые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объёме выбросов вредных веществ. По объёму выбросов первое место занимает углекислый газ. В значительных объёмах (примерно 360 млн т/год) поступает в воздух угарный газ (СО), но он не стоек и быстро превращается в СО₂ и другие соединения. Существенные объёмы выбросов (150–200 млн т/год) в сочетании с высокой агрессивностью характерны для диоксида серы SO₂, который в настоящее время наносит большой вред не только человеку, но и отрицательно влияет на животных, состояние растений и экосистем в целом.

Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает много других очень опасных загрязняющих веществ: свинец, ртуть, кадмий, углеводороды, среди них наиболее опасны бензопирен, обладающий канцерогенным действием, формальдегид, сероуглерод, хлор, фтор и другие соединения.

Наиболее опасное загрязнение атмосферы – радиоактивное, которое обусловлено долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землёй. Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы радиоактивных веществ с действующих АЭС и другие источники.

В целом уровень загрязнения атмосферного воздуха в нашей стране, особенно в городах, остаётся высоким. В 1997 г. средние за год концентрации какого-либо из веществ, за содержанием которых ведутся регулярные наблюдения, превышали предельно допустимые концентрации (ПДК) в 187 городах, где проживают 65, 4 млн человек.