Загрязнение атмосферы и его нормирование

При изучении этого раздела учебной дисциплины следует уделить внимание существующим оценкам вредного воздействия на природу в целом загрязнения атмосферы, которое привело к необходимости его ограничения методами нормирования.

Загрязнителем атмосферы как элемента окружающей среды является любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (микроорганизмы), попадающие в неё или образующиеся в ней в количестве, превышающем естественное.

Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твёрдых и жидких веществ, тепла, колебаний и излучений, которые неблагоприятно влияют на че­ловека, животных, растения, климат.

Для оценки степени влияния составляющих загрязнения их классифицируют по признакам, например по происхождению, по объёмам, по источникам загрязнения и другим особенностям. Эти классификации используют для принятия эффективных ре­шений и реализации мероприятий, направленных на снижение уровня загрязнения атмосферы. Так, по происхождению загряз­нения делят на природные (естественные) и антропогенные (свя­занные с деятельностью человека).

По видам загрязнители подразделяют на механические, фи­зические и биологические.

Механические загрязнители — это пыль разного рода проис­хождения и из различных источников (фосфаты, свинец и др.).

К физическим загрязнителям относятся тепловые, световые, шумовые, электромагнитные, радиоактивные.

Биологические загрязнители — это в основном продукты разложения микроорганизмов, образующиеся в результате ан­тропогенной деятельности, в том числе в теплоэнергетике, промышленности, при эксплуатации транспорта, в военно-промышленном комплексе и др.

Самыми распространёнными токсическими веществами, за­грязняющими атмосферу, являются окись углерода СО, диоксид серы SO₂, оксид азота NO₂, углеводороды СН_Х и пыль. В суммар­ном выбросе доля антропогенных примесей от общих поступле­ний в атмосферу составляет от 4,5 до 27,0%. Известно, что ос­новными загрязнителями атмосферы являются углекислый газ СО₂ и пыль. При этом установлено пропорциональное соотно­шение количества потреблённой энергии и выбросов загрязне­ний в атмосферу. Оно является величиной почти постоянной и составляет 1: 3 соответственно [12].

Экологи предупреждают: если мировому сообществу не удаст­ся уменьшить потребление энергии и, следовательно, выброс в ат­мосферу углекислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связанная с повышением температуры вследствие так называемого парникового эффекта. Сущность его заключается в том, что отра­жающиеся от поверхности Земли инфракрасные лучи Солнца за­держиваются атмосферой. Повышенное содержание СО₂ и СН₄, пыли и других загрязнителей приводит к повышению среднегодо­вой температуры воздуха в среднем на 0,2 °С за 10 лет и, как след­ствие, к серьёзным изменениям климата. Например, за счёт тая­ния ледников и полярных льдов повышение уровня Мирового океана за четверть века может составить 10 см.

Другим примером возможного изменения климата на плане­те является уменьшение содержания озона в атмосфере и пере­распределение его по высоте. Оно происходит за счёт влияния выбросов в атмосферу промышленного фреона, разрушающего озон, выделения NO₂ в результате разложения минеральных удобрений, отработанных газов самолётов на больших высотах, ядерных взрывов, при запуске ракет в космос.

Наиболее часто загрязняющие вещества проникают в орга­низм животных и человека через органы дыхания. Так, для од­ного человека суточный обмен вдыхаемого воздуха составляет 6... 12 м³. При нормальном дыхании с каждым вдохом происхо­дит газообмен между кровью и лимфой. Поглощение загряз­нённого воздуха способно вызвать заболевания у людей и жи­вотных.

Следует иметь в виду, что человек может жить длительное время без пищи (до 30...45 сут), без воды (до 5 сут), но без воздуха только 5 мин. Поэтому к качеству воздуха международное сооб­щество предъявляет особо высокие требования, в том числе по количественному составу примесей загрязняющих веществ.

Примеси, загрязняющие воздух, чаще избирательно влияют на человеческие органы: одни (хлор) — на зрение, другие (фтори­ды) на вымывание кальция из костей, третьи (гидросульфаты) — на органы дыхания, а дисульфат углерода поражает нервную сис­тему. Многие вещества вредят одновременно нескольким орга­нам человека.

Известно, что любые колебания климата также негативно влияют на состояние и жизнедеятельность человека Загрязнение атмосферы отрицательно влияет и на растения. К опасным загрязнителям относят сернистый газ, фтористый водород, озон, хлор, диоксид азота, соляную кислоту.

Влияние опасных загрязнителей воздуха на биосферу реко­мендуется изучать подробно, используя специальную литературу

[12,13].

Кроме того, известно, что развитие техники сопровождается

быстрым ростом числа и мощности источников ионизирующего и радиоактивного излучения, особенно опасных для живых су­ществ, действие которых можно определить только при помощи специальных приборов.

Воздушный бассейн Сибирского региона, как и других тер­риторий России, также опасно загрязнён.

Вид загрязнений воздушного бассейна над административ­ными центрами и промышленными поселениями регионов оп­ределяют выбросы в атмосферу в основном градообразующими промышленными предприятиями. Так, загрязнения воздушных бассейнов городов Кемеровской области определяют промыш­ленные выбросы предприятий горной, металлургической, уголь­ной промышленности. А воздушные бассейны городов Томска и Красноярска имеют повышенный радиационный фон. Во всех без исключения административных и промышленных центрах Сибири остро стоит вопрос, связанный с загрязнением воздуха выбросами в атмосферу отработанных газов автомобилей.

Над городами Новосибирском, Новокузнецком, Кемерово, Иркутском, Братском, Ангарском в воздушном бассейне по розе ветров почти на 40 км растянулись клином грязные шлейфы ды­ма и пыли, видимые невооружённым глазом.

Начиная с 60-х гг. XX в. на нефтегазоносных территориях се­вера Западной и Восточной Сибири ведётся интенсивная хозяй­ственная деятельность, связанная с разведкой, добычей, транс­портировкой, переработкой и потреблением богатых природных Ресурсов углеводородного сырья (газа, нефти). Всё это в конеч­ном счёте привело к загрязнению воздушного бассейна региона, нарушению естественной экосистемы, в том числе загрязнению

почв, ликвидации естественного растительного покрова, осуше­нию болот или заболачиванию территорий, изменениям высот­ного положения поверхностей огромных территорий и особенно в пределах Западно-Сибирской низменности. Все перечислен­ные негативные последствия природопользования отражают проблемы воздушного бассейна не только сибирского, но и об­щероссийского и планетарного масштаба.

Начиная с 1939 г. в нашей стране в практике природопользо­вания применяют нормативы предельно допустимых концентра­ций вредных веществ, содержащихся в воздушных бассейнах по­селений, исходя из гигиенических требований. В ныне действующие нормативы включены наименования более 2 500 различных веществ, которые могут содержаться в продуктах пи­тания, в воздухе, почве и воде. Нормы их присутствия отражены в СанПиН 2.1.6.1032-01 и постановлении Правительства РФ от 02.03.2000 г. №183 [12, 13].

Вопросы и задания для самоконтроля уровня знаний по теме 1.4.

Подраздел 1.4.1

1. Какими нормативными документами следует руковод­ствоваться при изучении свойств атмосферы Земли?

2. Как называют теорию и учение биохимика А.И. Опарина о происхождении жизни на Земле, в чём её суть?

3. В чём заключался эксперимент С. Миллера при проведе­нии абиогенного органического синтеза?

4. Какие химические элементы во Вселенной отнесены к живым — биологическим и сколько их?

5. Как происходил эволюционный процесс органических
(биологических) молекул на Земле?

6. Какие процессы на Земле формирует и регулирует атмосфера?

От влияния каких космических факторов защищает и предохраняет Землю атмосфера?

8. Почему атмосфера не рассеивается в мировом пространст­ве а вращается вместе с Землей?

Подраздел 1.4.2

1. Почему атмосфера Земли имеет слоистое строение?

2. Перечислите составляющие в строении атмосферы Земли.

3. Как изначально на Земле образовалась атмосфера?

4. Как развивается современная атмосфера Земли?

5. Какие составляющие воздуха определяют жизнедеятельность организмов?

6. Почему в атмосфере Земли происходит концентрация углекислого газа и к чему это может привести?

7. Как происходит парниковый эффект в атмосфере и в какой её части?

8. Представьте схему строения атмосферы Земли.

9. Каков состав воздуха в тропосфере Земли?

10. Что такое озоновый экран и в какой части атмосферы Земли он расположен?

11. Какова роль озонового экрана в атмосфере Земли?

12. В каких состояниях находится вода в атмосфере Земли?

13. За какой срок происходит обновление водяных паров в атмосфере?

Подраздел 1.4.3

1. Дайте определение термина «загрязнение атмосферы».

2. Присутствие каких загрязнителей в воздухе определяет за­грязнение атмосферы?

3. Как по признаку «происхождение» классифицируют за­грязнители воздуха?

4. Как по признаку «виды» классифицируют загрязнители воздуха?

5. Какие загрязнители воздуха относят к механическому типу?

6. Какие вещества относят к самым токсичным загрязните­лям атмосферы?

7. Какая доля в общем загрязнении атмосферы Земли прихо­дится на антропогенные примеси?

8. К каким последствиям на планете может привести снижение содержания озона в атмосфере Земли?

9. Как соотносятся потребление энергии и количество выбросов загрязнителей в атмосфере?

10. С чем связано среднегодовое повышение температуры воздуха на Земле и к чему оно может привести?

11. Как долго человек может жить без воздуха, воды и пищи?

12. Влияет ли изменение климата на здоровье и самочувствие людей?

13. Дайте оценку загрязнения воздушных бассейнов над административными и промышленными центрами Сибирского региона.

ПОЧВЫ