Тема 2.2. Забруднення атмосфери
План
1. Джерела забруднення атмосфери.
2. Наслідки забруднення атмосфери.*
3. Нормування забруднювачів у повітрі.**
4. Самоочищення атмосфери.*
5. Методи захисту повітряного середовища.**
1. Забруднення атмосферного повітря – це будь-яка зміна складу і властивостей повітря, що негативно впливає на здоров’я людей і тварин, стан рослинного покриву та екосистем.
| Забруднення атмосфери | |
| Природне | Штучне |
| Вулканічна діяльність; Вивітрювання гірських порід; Вітрова ерозія; Пилок квіткових рослин; Дим від лісових і степових пожеж; Домішки, які з природних джерел | Газоподібні (SO2, CO2, O3, NO); Рідкі (кислоти, луги, розчини солей); Тверді (канцерогенні речовини, свинець і його сполуки, ртуть, кадмій, органічний і неорганічний пил, сажа, смолянисті речовини) |
На сьогодні основними забруднювачами атмосферного повітря є різні галузі промисловості.
Таблиця . Вплив різних галузей промисловості в забруднення атмосфери.
| Галузь промисловості | Основні компоненти забруднюючих викидів |
| Теплоенергетика (25,7%) | ТЕС – дим, який містить оксиди карбону, сульфуру та нітрогену, вуглеводні, пари води. АЕС – радіоактивний йод, радіоактивні інертні гази, аерозолі Котельні – оксиди карбону та сульфуру, вуглеводні. |
| Чорна металургія (23,4%) | SO2, пил, невелика кількість сполук P, As, Hg, Pb, Mn |
| Кольорова металургія (11,1%) | SO2, СО2, пил |
| Нафтовидобувна і нафтохімічна промисловість (13,7%) | Аерозолі, неорганічний пил, оксиди нітрогену та карбону, SO2, NH3, H2S, сполуки F |
| Транспорт (11,6 %) | СО, вуглеводні, оксиди нітрогену та сульфуру, сажа |
| Підприємства будівництва (3,4%) | Пил, органічні сполуки, оксиди карбону, нітрогену та сульфуру |
| Целюлозно-паперова | Органічні речовини, оксиди сульфуру, H2S, Cl2 |
| Гірничо-видобувна (7,1%) | Пил і гази, які утворюються під час вибухів |
Аналіз стану атмосферного повітря в Україні свідчить, що у 2004 р. середньорічний вміст пилу в повітрі перевищував норматив екологічної безпеки в 23 містах, вміст діоксиду нітрогену в повітрі – у 30 містах, вміст оксиду карбону – в 11 містах, діоксину сульфуру - у 4 містах. Рівень забруднення атмосферного повітря в Україні залишається високим, незважаючи на значний спад виробництва, що пов’язано зі збільшенням кількості автомобілів, у тому числі тих, які були в користуванні.
2. Наслідки забруднення атмосфери подані в таблиці.
| Наслідок забруднення атмосфери | Причини виникнення | Вплив на навколишнє середовище |
| Парниковий ефект (глобальне потепління клімату) | Накопичення в атмосфері «парникових газів» - вуглекислого газу, метану, озону, оксидів нітрогену, хлорфторвуглеводнів (ХФВ), пара води. | За останні 100 років середньорічна глобальна температура піднялася на 0,3-0,6ºС. За прогнозами вчених до середини ХХІ ст. температура приземної атмосфери може піднятись на 1,5-4,5 ºС, що зумовить: - підняття рівня Світового океану на 100-150 м за рахунок теплового розширення води і затоплення прибережних зон; - танення льодовиків; - зміщення кліматичних зон (зонами землеробства стануть тайга і тундра); - зміну погоди і збільшення кількості опадів |
| Кислотні опади – всі види метеорологічних опадів (дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом), рН яких менший 5,5. | Оксиди нітрогену та сульфуру, пара кислот. Їх природними джерелами є вулканічні виверження, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій, антропогенними – транспорт, ТЕС, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати, хімічні підприємства. | - зниження рН поверхневих вод і ґрунтів та посилення міграції важких металів; - опіки і зниження інтенсивності фото синтезуючих рослин; - корозія металевих виробів; - руйнування будівель з вапняку та архітектурних пам’яток; - загибель гідро біонтів; - деградація лісів, зменшення стійкості дерев стосовно шкідників і патогенних мікроорганізмів |
| Руйнування озонового екрану («озонова дірка») | 1) оксиди нітрогену 2) ХФВ (найчастіше фреони) 3) особливості циркуляції атмосфери – повітряні потоки з нижніх шарів атмосфери під час руху вгору розштовхують озон | - більш високий рівень УФ випромінювання на поверхні землі; - збільшення захворювань на рак шкіри; - зміна температурного режиму; - зміна режиму вітрів і дощів; - підвищення рівня моря |
| Смог – суміш диму, туману і пилу, що виникає в атмосфері промислових міст із частинок сажі, попелу, продуктів сухої перегонки пального. | Лондонський (чорний) смог: низька температура (біля 0ºС); висока вологість (до 100%); підвищений вміст сажі, оксидів карбону, нітрогену, сульфуру, що утворюються при спалюванні палива Лос-анжелеський (білий) смог: висока температура (більше 30 ºС); відсутність перемішування шарів повітря у вертикальному напрямі; значна концентрація викидів автотранспорту; утворення пероксицетилнітрату Аляскінський (льодяний) смог виникає в північних широтах: температура нижче -30ºС; висока вологість; забруднене повітря | Тривалі смоги призводять до: - подразнення очей. Слизових оболонок, органів дихання; - задухи; - бронхіальної астми; - збільшення смертності; - пригнічення рослинності; - руйнування будівель; - прискорення корозії металів |
3. Основним критерієм встановлення нормативів ГДК для оцінки якості атмосферного повітря є вплив шкідливих домішок, які містяться в повітрі, на організм людини.
Гранично допустима концентрація (ГДК) – це така кількість шкідливої речовини в навколишньому середовищі, яка при постійному контакті або впливі за певний проміжок часу практично не впливає на здоров’я людини і не викликає негативних наслідків у її потомства. ГДК найбільш розповсюджених забруднювачів наведено в додатку 3.
Для кожного стаціонарного джерела забруднення повітря встановлюються нормативи гранично допустимих викидів (ГДВ). ГДВ – це об’єм (кількість) шкідливої речовини, що потрапляє в навколишнє середовище за одиницю часу, перевищення якого спричиняє виникнення негативних наслідків у довкіллі або загрожує здоров’ю людини.
4. Зниження забрудненості повітря відбувається завдяки різноманітним фізичним, хімічним та біологічним процесам:
- розсіюванню в атмосфері забруднювачів, яке залежить від метеорологічних умов (вологості та температури повітря, швидкості вітру, фізичних та хімічних забруднювачів);
- руйнуванню забруднювачів під дією сонячної радіації (фотохімічні процеси);
- взаємодії між окремими забруднювачами з утворенням нетоксичних чи менш токсичних сполук;
- хімічні взаємодії між забруднювачем і основним компонентом повітря (найчастіше О2);
- поглинанню рослинами сполук нітрогену та сульфуру і використанню їх для синтезу органічних речовин.
5. Методи захисту повітряного середовища від шкідливих викидів:
1) архітектурно-планувальні заходи пов’язані з правильним взаємним розміщенням джерел викидів і житлової забудови з урахуванням напрямку вітру, облаштуванням навколо промислових підприємств зелених зон тощо.
2) Інженерно-організаційні заходи спрямовані на зниження інтенсивності руху автотранспорту (будівництво об’їзних і окружних доріг навколо міст і населених пунктів, спорудження різнорівневих розв’язок на перехрестях доріг).
3) Екологізація виробництв, а саме впровадження маловідходних технологій
4) Техніко-технологічні заходи очистки викидів. Для очищення газів від твердих і рідких часток використовують технології сухої інерційної очистки газів, мокрої очистки газів, фільтрації, електростатичного осадження. Для очистки газів від токсичних газо- і пароподібних компонентів використовують методи абсорбції, адсорбції, термічні і каталітичні.
5) Організація санітарно-захисних зон.
Санітарно-захисна зона – це смуга, яка відділяє джерело промислового забруднення від житлових або громадських будівель для захисту населення від впливу шкідливих чинників виробництва.
Контрольні запитання
1. Назвіть джерела забруднення атмосфери та її основні забруднювачі.
2. Яку шкоду завдають кислотні опади?
3. Що таке смоги, за яких умов вони виникають?
4. До чого призводить порушення озонового екрану?
5. Що таке парниковий ефекту? До яких наслідків може призвести посилення парникового ефекту?
6. Які можна запропонувати методи захисту та збереження атмосфери7
7. Поясніть, чому охорона атмосферного повітря є ключовою проблемою оздоровлення навколишнього середовища.
8. Дайте характеристику стану повітряного середовища України.
Література:
1. Заверуха Н.М., Серебряков В.В., Скиба Ю.А. Основи екології: Навч. посіб. – К.: Каравела, 2008. – Т.2.2., §2.2.1., с.119-129, Т.2.4., §2.4.1., с.201-202.
2. Основи екології та соціоекології. За ред.. Бедрія Я. І. – Львів: «Афіша», 1999. - Р.2, § 2.5, с.107-115.
3. Білявський Г.О., Бутченко Л.І. Основи екології: теорія і практика: Навч. посіб. – К.: Лібра, 2006. – Р.3, § 3.1, с.64-73.