Загрязнение воздуха

Техногенное загрязнение воздуха

версия  для печати

Помимо природных  загрязнителей основное загрязнение  атмосферы обусловлено деятельностью  человека. Под загрязнением атмосферы  понимается прямое или косвенное  введение в нее любого вещества в  таком количестве, которое изменяет качество и состав атмосферного воздуха, нанося вред людям, живой и неживой  природе, всей окружающей среде.

Все источники  антропогенного загрязнения можно  разделить на два типа: первый –  с организованным выбросом загрязняющих веществ через трубы и другие специальные устройства, а второй – с неорганизованным выбросом из-за утечек, пролива испаряющихся жидкостей, сдувания пыли и т.п.

Подчеркнем, что  при наличии организованного  выброса качество выбрасываемого воздуха  и (в меньшей степени) его дальнейшее распространение можно регулировать и контролировать. Неорганизованные выбросы остаются бесконтрольным постоянным источником загрязнения.

Все загрязнители принято делить на первичные, т.е. поступающие с выбросами, и вторичные, образующиеся в результате различных реакций загрязнителей между собой и с атмосферным воздухом. В ходе этих реакций, взаимодействий и процессов могут изменяться агрегатные состояния исходных загрязняющих веществ, например, пары, конденсируясь, образуют твердые или жидкие аэрозоли.

Аэрозоли антропогенного происхождения составляют примерно 20% от естественного содержания аэрозолей. Наибольшие объемы загрязнения воздуха  связаны с производством тепла  и электроэнергии, получаемых с помощью сжигания различного рода топлива.

Другой не менее  существенный тип загрязнения атмосферы  связан с транспортом с двигателями  внутреннего сгорания. Кроме того, ряд производств, например, цементные заводы, выбрасывают в атмосферу большое количество пыли.

В качестве топлива  человек в основном использует древесину, торф, бурые и каменные угли, различные  нефтепродукты и природный газ. Все они преимущественно состоят  из органических соединений углерода и водорода и включают массу различных  «примесных» элементов, включая радиоактивные.

Наибольший количественный вклад в «примеси» вносит сера. Кроме природных примесей в топливо  часто вносят так называемые присадки, повышающие его потребительские  качества. Присадки эти далеко не безвредны  для живого мира.

Еще до использования  часть топлива в результате неорганизованных выбросов попадает в атмосферу в  виде пыли и паров, вызывая ее загрязнение.

При сжигании топлив их основная органическая часть переходит  в окислы углерода (углекислый газ  и при неполном сгорании – угарный  газ) и водяной пар. При этом находящиеся  в топливах в виде примесей и присадок неуглеводородные элементы окисляются и становятся дополнительными нежелательными загрязнителями.

Кроме того, высокая  температура сгорания (особенно в  двигателях внутреннего сгорания) вызывает окисление атмосферного азота и  образование различных его окислов.

Выбрасываемые в атмосферу выхлопные и топочные газы, частички сажи и золы сразу  же начинают участвовать в различных  реакциях, превращаясь сами или превращая  другие вещества воздуха в опасные  для жизни загрязнители.

Например, окислы серы, взаимодействуя с парами воды, образуют мелкодисперсный аэрозоль серной кислоты. Выхлопные газы авиационной  и ракетной техники изменяют процессы конденсации влаги в верхних  слоях атмосферы, оказывающие влияние  на климат.

Несгоревших остатков топлива зачастую оказывается так  много, что они образуют золу, частички которой на всех этапах ее сбора, транспортировки  и хранения неизбежно попадают в  атмосферу.  
Образующийся при сжигании топлива углекислый газ не считается загрязнителем воздуха, хотя масштабы его антропогенного выброса ставят вопрос о «парниковом эффекте» потепления климата.

В течение года (по существующим оценкам) около 140 млрд. тонн углекислого газа поступает  в атмосферу от естественных источников и 15 млрд. тонн в результате деятельности человека.  
Основные загрязнители воздуха: окись углерода, окислы серы и азота поступают в виде выбросов в атмосферу в количестве 700, 200 и 50 млн тонн/год. Кроме того, при сжигании топлива в атмосферу выбрасывается 85% ванадия, 98% кобальта, 80% сурьмы, 77% никеля, 50% селена.

Сжигание топлива  – не единственный источник загрязнений  атмосферы. Много различных минеральных  веществ поступает в воздух с  дымами горно-обогатительных, металлургических, цементных заводов, заводов по производству минеральных удобрений, сажи, красителей и т.п.

В настоящее  время даже предприятия легкой промышленности, считавшиеся относительно безвредными  еще 15-20 лет назад, в связи с  изменением технологии начинают выбрасывать  в атмосферу все более опасные  загрязнители, приближаясь (по характеру  выбросов) к химической промышленности.

Например, при  производстве обуви выделяются пары растворителей, клеев, аэрозоли красок и лаков и т.п. На предприятиях текстильной промышленности при  производственных процессах в воздух выбрасываются аммиак, хлор, аэрозоли различных кислот и щелочей, особо  опасная пыль в виде мельчайших волосков и т.п.

Химчистки, находящиеся, как правило, непосредственно в  центрах жилой застройки, выделяют в процессе своей деятельности различные  вещества, например, перхлорэтилен.

Нельзя сказать, что человечество не предпринимает  никаких мер с целью уменьшения загрязнения атмосферы и сохранения озонового слоя планеты. Однако применяемая  в практике очистная техника пока не может справиться со всей массой выбросов в атмосферу, а стоимость  такой техники приближается к  стоимости основного оборудования.

Например, в г. Перми (взят 1990 год, когда еще работала на полную мощность промышленность) доля уловленных и очищенных выбросов от общего объема загрязнений атмосферы предприятиями составила всего 47,8%.

Бессмысленно  перечислять все то, чем человек  загрязняет атмосферу в результате своей масштабной деятельности по преобразованию окружающего мира, ибо он – человек  разумный – неразумно и бездумно загрязняет воздух всем, что попадает в сферу его деятельности. В  настоящее время в атмосферу  выбрасывается сотни тысяч тонн (!) самых различных загрязняющих ее веществ.

Анализ показывает, что ежегодно в атмосферу выбрасываются 4 млн тонн аммиака, 3 млн тонн сероводорода, 450 тыс. тонн свинца, 14 тыс. тонн цинка, 7 тыс. тонн кадмия, 6 тыс. тонн меди.  
При анализе состава льдов Гренландии и Антарктиды было установлено, что содержание серы, свинца и цинка во льдах, образовавшихся в 1200 и 1900 гг. примерно одинаково и в три раза меньше, чем во льдах, образовавшихся в 1970 г.

Это значит, что  на протяжении 700 лет аэрозольный  фон по этим элементам практически  не менялся, а за 70 лет индустриального XX века он увеличился втрое.

Сельскохозяйственная  деятельность человека также вносит свою лепту в загрязнение атмосферы. Пылевые бури над распаханными целинными  землями в Америке и Казахстане, аэрозольное распыление гербицидов и инсектицидов, дурнопахнущие вещества – продукты разложения отходов животноводства – вот неполный перечень загрязнений. Особую роль в загрязнении играют высокотоксичные пестициды.

Распространение загрязнений в атмосфере связано  с основными процессами ее динамики и характером поступления загрязнителя (высотные трубы, трубы, соизмеримые  с высотой зданий, выхлопные трубы  автотранспорта, испарение или сдувание с поверхностей и т.д.), а также  процессами физико-химических превращений  в атмосфере.

Наибольшие уровни загрязнений, как правило, наблюдаются  вблизи источников загрязнения. Поэтому  в регионах с развитой промышленностью  уровни загрязнения выше, чем в  других регионах, а внутри промышленного  региона уровень загрязнения  выше в городах, чем в сельской местности.

В результате в  крупных промышленно развитых городах  «свежий воздух» давно уже  не является таковым и не гарантирует  чистоты и истинной свежести.