Антропогенное воздействие на атмосферу

         Кислотные дожди.

              Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности.

         Кроме того, кислотные дожди разрушают  здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

         Вода  обычного дождя тоже представляет собой  слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ(СО₂), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO₂ + H₂O <=> H₂CO₃). [2]. Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

           В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина — кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (H⁺). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН^-).

         Водородный  показатель (рН) является показателем степени концентрации ионов водорода (H⁺) в растворе и его используют в том числе и в качестве показателя кислотности воды.

         Даже  нормальная дождевая вода имеет слабокислую (pH около 6) реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода (СО₂). Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (IV) S₂ и различными оксидами азота (N_хО_y). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и тепловых электростанций. Соединения серы (сульфиды, самородная сера и другие) содержатся в углях и рудах (особенно много сульфидов в бурых углях), при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения — оксид серы (IV) SO₂ (сернистый ангидрид), оксид серы (VI) SO₃ (серный ангидрид), сероводород — H₂S (образуется в малых количествах при недостаточном обжиге или неполном сгорании, при низкой температуре).

         Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе (так как азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые). При сжигании таких ископаемых образуются оксиды азота (например, оксид азота (IV) NO₂).Вступая в реакцию с водой атмосферы (часто под воздействием солнечного излучения, так называемые «фотохимические реакции»), они превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

         Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются  в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна.

         Выделяют  три стадии воздействия кислотных  дождей на водоемы.

         - Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки.

    - Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ.

    - Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

      Первая и вторая стадии обратимы  при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв. Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека.

      Люди, пьющие воду с высоким  содержанием свинца или принимающие  в пищу рыбу с высоким содержанием  ртути, могут приобрести серьёзные  заболевания. Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов. Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3. Пути снижения  вредного воздействия

       Приоритет в области разработки предельно  допустимых концентраций (ПДК) в воздухе принадлежит СССР. ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК , получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО - Главной Геофизической Обсерватории . Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК , а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК . Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (окислы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения 1 более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

       Правовые  меры охраны атмосферного воздуха

       Задачи  по охране атмосферного воздуха и  мероприятия по предупреждению и устранению причин загрязнения и других вредных воздействий на него, а также по улучшению состояния атмосферы предусматриваются в соответствующих планах.

       Проекты планов, разрабатываемые министерствами, государственными комитетами и ведомствами, предприятиями, учреждениями и организациями, согласовываются с органами, осуществляемыми государственный контроль за охраной атмосферного воздуха, в порядке, установленном законодательством. В плановых заданиях предусматриваются снижение загрязнения атмосферы за счет строительства и ремонта очистных сооружений и совершенствования технологических процессов.

       В целях оценки состояния атмосферного воздуха Минздравом РФ установлены нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе  уровни вредных физических воздействий на него. Эти нормативы отвечают интересам охраны здоровья людей и окружающей среды, являются едиными для всей территории Российской Федерации; в необходимых случаях устанавливаются более строгие нормативы для отдельных районов.

       В целях охраны атмосферного воздуха устанавливаются нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ (ПДВ) стационарными и передвижными источниками загрязнения, а также нормативы предельно допустимых вредных физических воздействий в РФ, утверждаемые органами Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РФ и Минздрава РФ по каждому стационарному источнику и по каждой модели транспортных и иных передвижных средств и установок. При этом должно выполняться условие, что выбросы загрязняющих веществ и вредные физические воздействия от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта, с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере, не создадут приземную концентрацию, превышающую их предельно допустимую концентрацию (ПДК) для населения, растительного и животного мира. При установлении ПДВ учитывают перспективу развития предприятия, физико-географические и климатические условия местности, расположение промышленных площадок и установок существующей и намеченной жилой застройки, санаториев, зон отдыха и т.д. Важное значение в решении проблемы охраны атмосферного воздуха имеют ГОСТ 17.2.3.02-78 «Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями», введенный в действие с 1 января 1980 г., и постановление Совета Министров СССР от 16 декабря 1981 г. «О нормативах предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и вредных физических воздействий на нее».

       В том случае, когда по объективным  причинам установление ПДВ для данного населенного пункта невозможно, предусматриваются временно согласованные нормативы выбросов (ВСВ).

       В данном случае используется принцип  поэтапного снижения объемов выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ. На период реализации мероприятий, обеспечивающих соблюдение нормативов ПДВ, предприятия имеющие стационарные источники загрязнения, должны разработать, согласовать с местной администрацией и представить на утверждение в соответствующие органы проекты нормативов ВСВ и планы поэтапного снижения этих выбросов по установленным нормативам.

       Выброс  загрязняющих веществ стационарными источниками загрязнения допускается лишь на основании разрешения, выдаваемого на основе утвержденных нормативов ПДВ и ВСВ.

       Выброс  загрязняющих веществ стационарным источником загрязнения допускается в каждом случае на основании разрешения, выдаваемого на основе утвержденных нормативов ПДВ и ВСВ и заключения указанных органов. В разрешении предусматриваются нормативы ПДВ, а также условия и требования по охране атмосферного воздуха, которые должны выполняться предприятиями, учреждениями и организациями, деятельность которых связана с выброса-ми загрязняющих веществ в атмосферу. В случае их нарушения при возникновении угрозы населению выброс загрязняющих веществ должен быть ограничен, приостановлен или запрещен по решению органов Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РФ или санитарного надзора Минздрава РФ. Особый порядок выбросов установлен при аварийных ситуациях и в связи с ожидаемыми неблагоприятными метеорологическими условиями.

       При проектировании и эксплуатации транспортных и иных передвижных средств и установок (ст. 11 Закона) должны разрабатываться и осуществляться мероприятия по предотвращению и сокращению выбросов загрязняющих веществ, а их количество не должно превышать нормативы ПДВ. Производство и эксплуатация таких средств и установок не допускаются, если в их выбросах содержание загрязняющих веществ превышает установленные нормативы.

       Руководят работами по нормированию ПДВ по городу, району, промышленной зоне местная администрация, ее исполнительные комитеты совместно с органами Госгидромета РФ и с участием соответствующих министерств и ведомств.

       Охрана  атмосферного, воздуха от вредных  воздействий должна осуществляться при размещении, проектировании, строительстве и вводе в эксплуатацию новых и реконструированных предприятий, сооружений и иных объектов, влияющих на состояние атмосферного воздуха, при размещении и развитии городов и других населенных пунктов, внедрении открытий, изобретений, новых технических систем.