Забруднення атмосфери: наслідки викидів шкідливих речовин

Зміст

• Речовини, що забруднюють атмосферу
• Джерела та класифікація атмосферного забруднення
• Як визначають ступінь забруднення повітря?
  • Міста і країни світу з найбруднішим повітрям
• Наслідки
• Як зробити повітря чистіше?

Забруднення атмосфери Землі – зміна природної концентрації газів і домішок у повітряній оболонці планети, а також привнесення в середовище чужорідних для неї речовин.

Вперше про екологічної проблеми на міжнародному рівні заговорили сорок років тому. У 1979 році в Женеві з’явилася Конвенція про транскордонне забруднення повітря на великі відстані. Першою міжнародною угодою про скорочення викидів парникових газів став Кіотський протокол 1997 року.

Ці заходи хоч і приносять свої результати, але забруднення атмосфери залишається серйозною проблемою суспільства.

Речовини, що забруднюють атмосферу

Основні складові атмосферного повітря – азот (78%) і кисень (21%). Частка інертного газу аргону – трохи менше відсотка. Концентрація діоксиду вуглецю становить 0,03%. У малих кількостях у атмосфері присутні:

• озон,
• неон,
• метан,
• ксенон,
• криптон,
• закис азоту,
• двоокис сірки,
• гелій і водень.

В чистих повітряних масах окис вуглецю і аміак присутні у вигляді слідів. Крім газів, у атмосфері є водяні пари, кристали солі, пил.

Основні забруднювачі повітряного середовища:

• Діоксид вуглецю – парниковий газ, впливає на теплообмін Землі з навколишнім простором, а значить, і на клімат.
• Оксид вуглецю, або чадний газ, потрапляючи в організм людини або тварини, викликає отруєння (аж до летального результату).
• Вуглеводні – токсичні хімічні речовини, що подразнюють очі та слизові оболонки.
• Похідні сірки сприяють утворенню кислотних дощів і всихання рослин, провокують хвороби дихальних шляхів і алергію.
• Похідні азоту призводять до запалень легенів, крупам, бронхіту, частих застуд, посилюють перебіг серцево-судинних захворювань.
• Радіоактивні речовини, накопичуючись в організмі, стають причиною раку, генних змін, безпліддя, передчасної смерті.

Особливу небезпеку для здоров’я людини представляє повітря з важкими металами. Такі забруднювачі, як кадмій, свинець, миш’як, призводять до виникнення онкології. Вдихувані ртутні пари не діють блискавично, але, відкладаючись у вигляді солей, руйнують нервову систему. В значній концентрації шкідливі леткі органічні речовини: терпеноїди, альдегіди, кетони, спирти. Багато з цих забруднювачів повітря є мутагенними і канцерогенними сполуками.

Джерела та класифікація атмосферного забруднення

Виходячи з природи явища, розрізняють такі види забруднень повітря: хімічне, фізичне і біологічне.

• У першому випадку в атмосфері спостерігається підвищена концентрація вуглеводнів, важких металів, діоксиду сірки, аміаку, альдегідів, оксидів азоту і вуглецю.
• При біологічному забрудненні в повітрі присутні продукти життєдіяльності різних організмів, токсини, віруси, спори грибів і бактерій.
• Велика кількість пилу або радіонуклідів в атмосфері свідчить про фізичне забруднення. До цього ж виду відносять наслідки теплових, шумових і електромагнітних викидів.

На склад повітряного середовища впливає як людина, так і природа. Природні джерела забруднення атмосфери: вулкани в період активності, лісові пожежі, грунтова ерозія, пилові бурі, розкладання живих організмів. Мізерна частка впливу припадає на космічну пил, що утворюється в результаті згоряння метеоритів.

Антропогенні джерела забруднення атмосферного повітря:

• підприємства хімічної, паливної, металургійної, машинобудівної промисловості;
• сільськогосподарська діяльність (розпилення пестицидів за допомогою авіації, відходи тваринництва);
• теплоенергетичні установки, опалення житлових приміщень вугіллям та дровами;
• транспорт («найбрудніші» види – літаки та автомобілі).

Як визначають ступінь забруднення повітря?

При моніторингу якості атмосферного повітря у місті враховують не тільки концентрацію шкідливих для здоров’я людини речовин, але і часовий проміжок їх впливу. Забруднення атмосфери в Російській Федерації оцінюють за такими критеріями:

• Стандартний індекс (СІ) – показник, отриманий в результаті поділу найбільшою виміряної разової концентрації забруднюючої матеріалу на гранично допустиму концентрацію домішки.
• Індекс забруднення нашої атмосфери (ІЗА) є комплексною величиною, при розрахунку якої беруть до уваги коефіцієнт шкідливості речовини-забруднювача, а також його концентрацію – середньорічну і гранично допустиму середньодобову.
• Найбільша повторюваність (НП) – виражена у відсотках частота перевищення гранично допустимої концентрації (максимально разової) протягом місяця або року.

Рівень забруднення повітряного середовища вважається низьким, коли СІ менше 1, ІЗА варіює в межах 0-4, а НП не перевищує 10%. Серед великих російських міст, згідно матеріалах Росстату, самими екологічно чистими є Таганрог, Сочі, Грізний і Кострома.

При підвищеному рівні викидів в атмосферу СІ становить 1-5, ІЗА – 5-6, НП – 10-20%. Високим ступенем забруднення повітря відрізняються регіони з показниками: СІ – 5-10, ІЗА – 7-13, НП – 20-50%. Дуже високий рівень забруднення атмосферного спостерігається в Читі, Улан-Уде, Магнітогорську і Белоярском.

Міста і країни світу з найбруднішим повітрям

У травні 2016 року Всесвітня організація охорони здоров’я опублікувала щорічний рейтинг міст з найбруднішим повітрям. Лідером списку став іранський Заболь – місто на південно-сході країни, регулярно страждає від піщаних бур. Триває це атмосферне явище близько чотирьох місяців, повторюється щороку. На другій і третій позиції опинилися індійські міста-мільйонники Гвалияр і Праяг. Наступне місце ВООЗ віддала столиці Саудівської Аравії – Ер-Ріяду.

Замикає п’ятірку міст з найбруднішим атмосферою Ель-Джубайль – порівняно невеликий по чисельності населення містечко на березі Перської затоки і в той же час великий промисловий нафтовидобувний і нафтопереробний центр. На шостий і сьомий сходах знову опинилися індійські міста – Патна та Райпур. Основні джерела забруднення атмосфери там – промислові підприємства і транспорт.

В більшості випадків забруднення атмосфери – актуальна проблема для країн, що розвиваються. Втім, погіршення стану навколишнього середовища викликає не тільки стрімко зростаюча індустрія і транспортна інфраструктура, але й техногенні катастрофи. Яскравий тому приклад – Японія пережила радіаційну аварію в 2011 році.

Топ-7 держав, де стан повітря визнано гнітючим, виглядає наступним чином:

1. Китай. У деяких регіонах країни рівень забруднення повітря перевищує норму в 56 разів.
2. Індія. Найбільша держава Індостану лідирує за кількістю міст з найгіршою екологією.
3. ПАР. В економіці країни переважає важка промисловість, вона ж є головним джерелом забруднення.
4. Мексика. Екологічна ситуація в столиці держави, Мехіко, за останні двадцять років помітно покращилася, але зміг у місті як і раніше не рідкість.
5. Індонезія страждає не тільки від промислових викидів, але й від лісових пожеж.
6. Японія. Країна, незважаючи на повсюдне озеленення і використання науково-технічних досягнень в природоохоронній сфері, регулярно стикається з проблемою кислотних дощів, смогу.
7. Лівія. Головний джерело екологічних бід північноафриканської держави – нафтова промисловість.

Наслідки

Забруднення атмосфери – одна з основних причин зростання числа респіраторних захворювань, як гострих, так і хронічних. Шкідливі домішки, що містяться в повітрі, сприяють розвитку раку легень, серцевих хвороб, інсульту. За оцінками ВООЗ, із-за забруднення повітряної середовища у світі передчасно помирає 3,7 млн осіб на рік. Найбільше таких випадків фіксують в країнах Південно-Східної Азії і Західного регіону Тихого океану.

У великих промислових центрах часто спостерігається таке неприємне явище, як зміг. Скупчення частинок пилу, води і диму в повітрі знижує видимість на дорогах, через що зростає кількість ДТП. Агресивні речовини підсилюють корозію металевих конструкцій, негативно впливають на стан рослинного і тваринного світу. Найбільшу небезпеку зміг представляє для астматиків, осіб, хворих емфіземою, бронхітом, стенокардією, гіпертонією, ВСД. Навіть у здорових людей, надышавшихся аерозолів, може сильно боліти голова, спостерігатися сльозотеча і першіння в горлі.

Насичення повітря оксидами сірки та азоту призводить до утворення кислотних дощів. Після опадів з низьким рівнем pH у водоймах гине риба, а ті, що вижили особини не можуть дати потомства. Як результат – зменшується видовий та числового складу популяцій. Кислі опади витравлюють поживні речовини, тим самим збіднюючи грунт. Вони залишають хімічні опіки на листках, послаблюють рослини. Для середовища проживання людей такі дощі і тумани також представляють загрозу: кисла вода роз’їдає труби, машини, фасади будинків, пам’ятники.

Підвищена кількість парникових газів (вуглекислого, озону, метану, водяного пару) у повітряному середовищі призводить до зростання температури нижніх шарів атмосфери Землі. Прямим наслідком парникового ефекту є потепління клімату, що спостерігається останні шістдесят років.

На погодні умови помітно впливають і «озонові дірки», які утворюються під дією брому, хлору, атомів кисню і водню. Крім простих речовин, молекули озону можуть руйнувати також органічні і неорганічні сполуки: похідні фреонів, метан, хлороводород. Чим небезпечне ослаблення щита для навколишнього середовища і людини? Внаслідок потоншення шару зростає сонячна активність, що, в свою чергу, веде до збільшення смертності серед представників морської флори і фауну, зростання числа онкологічних захворювань.

Як зробити повітря чистіше?

Зменшити забруднення атмосфери дозволяє впровадження на виробництві технологій, що знижують обсяг викидів. У сфері теплоенергетики слід робити ставку на альтернативні енергоджерела: будувати сонячні, вітряні, геотермальні, припливні та хвильові електростанції. На стан повітряного середовища позитивно позначається перехід до комбінованої виробленню енергії і тепла.

У боротьбі за чисте повітря важливим елементом стратегії є комплексна програма по утилізації відходів. Вона повинна бути спрямована на зменшення кількості сміття, а також його сортування, перероблення чи повторне використання. Міське планування, націлене на покращення середовища, в тому числі й повітряної, передбачає вдосконалення енергоефективності будівель, будівництво велосипедної інфраструктури, розвиток швидкісного міського транспорту.