Заходи боротьби з забрудненням атмосферного повітря
Сірчистий ангідрид (SO2). У великій кількості викидається підприємствами чорної металургії, коксохімічними, цементними заводами, теплоелектростанціями. Це один із найтоксичніших компонентів промислового забруднення навколишнього середовища. Його вплив проявляється в пошкодженні органів дихання тварин і людей, зміні складу крові, підвищенні сприйнятливості до інфекційних захворювань, порушенні обміну речовин. Він легко поглинається рослинами, порушує їх життєдіяльність, згубно впливає на зелені насадження.
Оксиди азоту (NO, NO2) викидаються в атмосферу хімічними підприємствами, теплоелектростанціями, двигунами внутрішнього згорання. Ці речовини подразнюють органи дихання людей, у великих концентраціях можуть викликати набрякання легень. Легко поглинаються рослинами, погіршуючи їх кормові якості.
Оксид вуглецю (СО) виділяється в атмосферу при неповному згоранні речовин, що містять вуглець (вугілля, природний газ, рідке паливо). Його викидають в атмосферу підприємства чорної металургії, промислові енергоустановки, автотранспорт. Токсична дія чадного газу заснована на його взаємодії з гемоглобіном крові з утворенням карбоксигемоглобіну, який неспроможний транспортувати кисень з легень до тканин організму.
Бензопіренє хімічною канцерогенною речовиною групи ароматичних поліциклічних вуглеводнів, що утворюються при згоранні і сухій перегонці палива; викидається підприємствами чорної металургії.
Сірководень (H2S).Його викидають в атмосферу коксохімічні, нафтопереробні підприємства. Сірководень є високотоксичною нервовою отрутою, впливає на органи дихання і травлення, сердечно-судинну систему.
Сполучення фторунадходять в атмосферу від підприємств по виробництву алюмінію, скла, кераміки, сталі.
Сполучення хлорунадходять від хімічних підприємств, що виробляють хлороводневу кислоту, органічні барвники, хлоровміщуючі пестициди, мають гостротоксичні властивості.
Пил(тверді частки, що надходять в атмосферу) в великої кількості викидаються в атмосферу підприємствами чорної металургії. Пил утворюється як відходи основних технологічних процесів виробництва (доменні, сталеливарні, прокатні цехи), так і від промислових джерел тепла і пари (ТЕЦ, 47 котельні). В склад цього пилу зустрічаються оксиди заліза, двооксид кремнію, оксиди марганцю, оксид ванадію, нікель. Кварцовий пил здатний проникати в лімфатичні вузли, з цим забруднювачем пов’язане професійне захворювання – силікоз легень. Накопичування марганцю в організмі призводить до виникнення тяжких захворювань нервової системи, функціональних розладів в корі головного мозку.
3. У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосферного повітря, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повітря. Під забрудненням атмосферного повітря розуміють рідкі і тверді часточки та газоподібні речовини, що надходять в атмосферне повітря внаслідок побутової та промислової діяльності людей, а також фізіологічного життя людей і тварин у понад нормованій кількості.
Забруднення атмосфери буває природне та антропогенне.
Природне забруднення відбувається за рахунок природних факторів: курні
бури, виверження вулканів, видування ґрунтів, лісові пожежі.
Антропогенні джерела забруднення атмосфери поділяються на групи:
- промислові підприємства;
- транспорт;
- побутове і комунальне господарство.
У промисловості обсяг викидів забруднюючих речовин розподіляється по
галузях промисловості (для Донецької області) в такий спосіб:
- теплоелектростанції – 27 %;
- чорна металургія – 24 %;
- кольорова металургія – 10 %;
- нафтовидобуток і нафтохімія – 15 %;
- автотранспорт – 13 %;
- підприємства будіндустрії (цементні, цегельні заводи) – 8,5;
- хімічна промисловість – 1 %.
До основних речовин, що постійно надходять в повітря відносять:
- діоксид сірки;
- оксиди азоту;
- пил неорганічний, який містить важкі метали;
- оксиди вуглецю;
- вуглеводні.
Під впливом атмосферних опадів, сонячної радіації, перенесення повітряних мас, взаємодіє з гідросферою й літосферою та діяльності мікроорганізмів атмосферне повітря позбавляється від забруднюючих речовин. Проте в результаті ан тропогенної діяльності утворюється така велика кількість забруднюючих речовин, що атмосфера вже не здатна самоочищуватися і відбувається значне накопичення забруднюючих речовин в повітрі.
В зв'язку з цим в світи виникли такі глобальні екологічні проблеми:
- кислотні дощі;
- озонові діри;
- смог;
- глобальні зміни клімату;
- захворювання людей, пов'язані з загальним забрудненням атмосфери;
- зменшення кількості окремих видів рослин та тварин, а також їх повне
зникнення.
Глобальні зміни клімату
Клімат на нашій планеті в минулому періодично змінювався. За тисячі й мільйони років чергувалися періоди значного похолодання й навіть зледеніння та теплі епохи. Нині ж учені дуже занепокоєні: схоже на те, що Земля розігрівається значно швидше, ніж це було будь-коли в минулому. Це спричинено швидким збільшенням вмісту в атмосфері вуглекислого газу. В земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в парнику: пропускає сонячне світло, але затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Це викликає розігрівання планети, відоме під назвою парникового ефекту.
Причиною зміни клімату є динамічні процеси на Землі зумовлені природними та антропогенними чинниками. Природні чинники зміни клімату можуть бути космічного походження та не космічного характеру. Космічні процеси, що формують клімат, це зміни світимості Сонця; сонячного випромінювання; зміни параметрів орбіти Землі; катастрофи, наприклад падіння астероїду чи комети.
Природні некосмічні фактори зміни клімату на Землі це:
− зміна прозорості атмосфери та її складу в результаті змін вулканічної
активності;
− зміна відбивній здатності атмосфери та поверхні Землі альбедо;
− зміна кількості тепла, наявного в глибинах океану.
До антропогенних причин зміни клімату відноситься, в першу чергу, збільшення концентрації парникових газів в атмосфері утворених в наслідок діяльності людини, головним чином спалювання викопного палива. Також антропогенний вплив на клімат здійснюється від вирубки лісів, через діяльність сміттєвих звалищ та урбанізацію територій, викидів аерозольних частинок в результаті діяльності людини і т.п.
Клімат Землі залежить від багатьох факторів—одні зумовлюють потепління, інші—похолодання, а які переважають, сказати з певністю не можна. Крива природних коливань клімату нині прямує донизу, тобто до похолодання, що перевищує тенденцію до збільшення температури за рахунок парникового ефекту. Проте найближчим часом результат взаємовпливу цих факторів має зміститися в бік зростання температури.
Найнеприємнішими для людства є два наслідки глобального потепління
клімату. Перший—значне збільшення посушливості в середніх широтах, тобто в основних зернових районах (Україна, чорноземна зона Росії, Кубань, “зернові” штати США). Клімат тут стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться. Другий—це підйом рівня Світового океану на 2—3 м за рахунок танення полярних льодових шапок. Це викличе затоплення багатьох прибережних ділянок, де живуть мільйони людей, міст, портів тощо. Наприклад, така густонаселена (150 млн. чоловік) держава, як Бангладеш, майже повністю буде затоплена, піде під воду Венеція тощо.
Крім того, людство ще й безпосередньо підігріває атмосферу Землі за рахунок спалювання великої кількості нафти, вугілля, торфу тощо, а також роботи АЕС. Промисловість світу нині виділяє в атмосферу понад 3·1014 МДж тепла щорічно. Ця кількість поки що становить лише 0,01 % енергії Сонця, що досягає атмосфери Землі. Проте в деяких промислових районах концентрація теплової енергії за рахунок промисловості збільшилася вже в сотні разів. З'явилися теплі ореоли над містами й промисловими центрами, де теплові аномалії вже на кілька градусів перевищують норму. Такі теплі плями добре помітні з Космосу під час теплової зйомки.
Глобальне потепління зовсім не означає потепління скрізь і в будь-який час. Зокрема, в будь-якій місцевості може збільшитися середня температура літа і зменшитися середня температура зими, тобто клімат стане більш континентальним. Глобальне потепління можна виявити, тільки усереднивши температуру по всіх географічних локаціях і всім сезонах. Згідно з однією з гіпотез, глобальне потепління призведе до зупинки або серйозного ослаблення Гольфстріму. Це викличе істотне падіння середньої температури в Європі (при цьому температура в інших регіонах підвищиться, але не обов'язково у всіх), так як Гольфстрім прогріває континент за рахунок перенесення теплої води з тропіків.
Розташований в атмосфері на висоті 20—35 км озоновий шар є природним захисним бар'єром від проникнення на поверхню Землі жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця з довжиною хвилі 325—400 нм. Цей шар має відносно невелику товщину, він надійно захищає живу речовину біосфери від згубного впливу такої радіації. Якби не існувало озонового шару, то життя на суходолі Землі було б неможливим, як це було на світанку його зародження.
Внаслідок руйнування озонового шару концентрація озону почала зменшуватися, а в деяких місцях, зокрема над Антарктидою, в ньому часто виникає “пульсівна дірка”. Вміст озону в ній менший від звичайного на 40—50 %. Ця “дірка” чітко виявляється із серпня по жовтень (антарктична весна), а нині вона не затягується і влітку і має надзвичайно велику площу, що дорівнює площі Антарктиди. Внаслідок цього в країнах південної півкулі Землі спостерігається підвищений ультрафіолетовий фон. Це спричинює збільшення кількості захворювань людей на рак шкіри та катаракту.
У 1985 році в Монреалі уряди більшості країн світу підписали протокол по охороні атмосферного озону, де зобов'язали всі країни до початку XXI століття зменшити використання фреонів на 50 % для того, щоб надалі зовсім відмовитися від них.
Руйнують озоновий шар і польоти висотних літаків, вихлопні гази яких містять окис азоту, а також запуски космічних кораблів, що працюють на твердому паливі. Підраховано, що 300 запусків "Спейс Шатлів" підряд могли б цілком зруйнувати весь озоновий шар Землі.
Оксиди сірки і азоту, що потрапили в атмосферу, окислюються і, сполучаючись з водою, утворюють туманоподібні краплини сульфатної та нітратної кислот.
Переносячись вітрами на значні відстані, вони згодом випадають разом з дощем, який має кислу реакцію. Кислотними називають взагалі будь-які опади — дощ, сніг, туман, якщо значення їх рН становить менш ніж 7,0. Кислотні дощі мають значення рН частіше в межах 4,1—2,1.
Під впливом кислотних опадів відбувається закиснення водойм і ґрунтів, вимивання з ґрунту калію, магнію і кальцію та зменшення врожайності сільськогосподарських культур на 3—8 %, деградація флори і фауни. У закиснених водоймах гине риба і численні види комах. Внаслідок випадання кислотних дощів гинуть ліси, особливо букові, тисові та кедрові. Загибель лісів зумовлює гірські зсуви та селі. Кислотні опади прискорюють руйнування житлових будинків і архітектурних пам'яток, оздоблених мармуром і вапняком. Кислотний сніг завдає ще більшої шкоди, ніж дощ, оскільки він може накопичуватись упродовж тривалого часу, що призводить до значного закиснення ґрунту під час танення снігу навесні.
У багатьох країнах кислотні дощі завдають значних збитків. Так, у Швейцарі від кислотних дощів гине третина лісів, у Великій Британії висихають 69 % букових і тисових лісів. Від кислотних опадів особливо потерпають закриті водойми — озера й ставки. У Швеції в 4 тис. озер риба повністю зникла. В Україні за останні 35 років площа кислих ґрунтів зросла на 33 %. Кислі ґрунти потребують вапнування, що підвищує собівартість сільськогосподарської продукції.
Смог – це сполучення газоподібних та твердих забруднюючих речовин з
туманом або аерозольним серпанком, що викликає інтенсивне забруднення атмосфери.
Є два види смогу:
- Лондонський (чорний)
- Лос-Анджелеський (білий або фотохімічний).
У грудні 1952 р. Звістка про смог облетіла весь світ, коли в Лондоні від нього загинуло близько 4 тис. чоловік. Це був так званий чорний смог, що виник внаслідок надлишку в повітрі міста комплексу шкідливих газів (в основному NО2 до 5—10 мг/м3 і більше, в результаті спалювання вугілля, соляру й мазуту на промислових підприємствах і теплоцентралях Лондона. Цей смог утворюється в похмурі дні, коли спостерігається висока вологість повітря та відсутній вітер. Цей туман знижує видимість до декількох метрів.
А на території колишнього СРСР у 1989—1991 рр. у містах Ангарську,
Оренбурзі, Нижньому Тагілі реєструвалися випадки масових отруєн брудним
повітрям.
Заходи боротьби з забрудненням атмосферного повітря
− альтернативна енергетика: вітрова, сонячна, геотермальних джерел, приливів, атомна.
− на ТЕС провести заміну котлів, де спалюється вугілля. Поставити котли, де вугілля буде спалюватися в “киплячому шарі”. Це дозволить знизити викиди оксидів азоту.
− на ТЕС в вугілля, яке йде на спалювання до котлів, додавати карбонат каль для того, щоб зменшити викиди діоксиду сірки.
− в усіх технологічних процесах, де спалюється вугілля, провести його заміну на газ.
− більшу кількість джерел викидів на підприємствах оснастити пиловловлюючим обладнанням.
− очищувати мінеральне пальне від піриту до його надходженню до топок котлів. Це дозволить знизити викиди діоксиду сірки;
− відмовлення від застосування етилованого бензину і впровадження як авто-
мобільне паливо природного газу;
− збільшити площу озеленення міст і селищ.
− правильно планувати розташування житлових і промислових районів у
містах. Вони мають знаходитись якомога далі одне від одного, а між ними обов’язково повинні створюватися зони зелених насаджень.