Антропогенные выбросы в атмосферу
Атмосферный воздух загрязняется из-за привнесения в него или образования в нем вредных веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровень естественного содержания.
Загрязняющее вещество — примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека, растения и животных, другие компоненты окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным объектам.
Качество атмосферного воздуха — совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха.
Гигиенический норматив качества атмосферного воздуха — критерий качества атмосферного воздуха, отражающий предельно допустимое максимальное содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, при котором отсутствует вредное воздействие на здоровье человека.
2 - 6659
Экологический норматив качества атмосферного воздуха — критерий качества атмосферного воздуха, отражающий предельно допустимое максимальное содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, при котором отсутствует вредное воздействие на окружающую природную среду.
Предельно допустимая (критическая) нагрузка — показатель воздействия одного или нескольких загрязняющих веществ на окружающую природную среду, превышение которого может привести к вредному воздействию на нее.
Вредное (загрязняющее) вещество — химическое или биологическое вещество (либо их смесь), содержащееся в атмосферном воздухе, которое в определенных концентрациях оказывает вредное воздействие на здоровье человека и окружающую природную среду.
Среднегодовые концентрации Число городов
в атмосфере (более 1 ПДК): вредных веществ 201
взвешенных веществ 69
бензопирена 157
диоксида азота 103
формальдегида 117
фенола 30
Максимальные разовые концентрации:
ацетальдегида 111 ПДК (Омск)
бензопирена 5,8
хлорида водорода 4
диоксида азота 3,1
сероуглерода, фторида 2
водорода, фенола, взвешенных веществ и сероводорода
Качество атмосферного воздуха в городах Российской Федерации в 2002 г.
в целом характеризуется как неудовлетворительное. При этом наметилась тенденция роста автомобильного парка и наращивания объемов производства на морально и физически устаревшем оборудовании, что обусловливает рост выбросов вредных примесей в атмосферный воздух и ухудшение и без того неблагоприятных условий проживания почти половины населения.Поданным Росгидромета, очень высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха в большинстве этих городов обусловлен зна-
чительными концентрациями бензопирена, диоксида азота, взвешенных веществ и формальдегида. В некоторых городах отмечены высокие концентрации сероуглерода, фторида водорода, фенола и других веществ.
В целом по Российской Федерации индекс промышленного производства в 2002 г. составил 67% к уровню 1991 г.; по основным отраслям промышленности этот показатель равен: нефтедобывающая — 94%; газовая — 91; угольная — 88; цветная металлургия — 83; чёрная — 78; электроэнергетика — 76; нефтеперерабатывающая — 71; пищевая — 70; химическая и нефтехимическая — 69; машиностроение и металлообработка — 55; деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная — 52; промышленность строительных материалов — 41; легкая промышленность — 17%. Таким образом, несмотря на продолжающийся последние годы промышленный рост, ни одна из отраслей не достигла уровня 1991 г.
Загрязнение окружающей среды промышленными предприятиями, вызывающее деградацию среды обитания и наносящее ущерб здоровью населения, остается наиболее острой экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение (табл. 1).
Черная металлургия. По суммарным выбросам загрязняющих веществ отрасль занимает в промышленности четвертое место (14%). Металлургические комбинаты — крупнейшие загрязнители атмосферного воздуха в районах их расположения. Так, на ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» приходится 88% объема выбросов загрязняющих веществ в Липецкой области; ОАО «Северсталь» — 71% в Вологодской области; концерн «Тулачермет» — 47% в Тульской области; ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» — 35% в Белгородской области; ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» — 32% в Челябинской области.
Крупные металлургические центры — Кемерово, Липецк, Магнитогорск и Новокузнецк включены в список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.В связи со спадом производства в отрасли на протяжении 1990-х годов сохранялась устойчивая тенденция к сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. (В 2002 г. — 2223,4 тыс. т, почти на 20% меньше, чем в 1995 г.) Для отрасли характерны такие вредные вещества, как оксид углерода (67%), диоксид серы (11%). В 2002 г. существенно снизились выбросы оксида углерода (на 30,3 тыс. т), твердых веществ (на 20,1 тыс. т), но увеличились — диоксида серы (на 7,2 тыс. т) и сажи (почти на 1 тыс. т).
Выплавка чугуна и переработка его на сталь сопровождаются выбросом в атмосферу различных газов. Выброс пыли в расчете на
Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, тыс. т
(Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в 2002 г.»)
Таблица 1
Отрасли промышленности | Годы | |||||||
1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | |
Российская Федерация, всего | 21269,6 | 20274,1 | 19332,9 | 18661.8 | 18539,7 | 18819.8 | 19123,6 | 19481,2 |
Промышленность, всего | 18140,4 | 16661,0 | 15852,1 | 14949,8 | 14704,4 | 15221,8 | 15491,6 | 15842,0 |
Электроэнергетика | 5017,7 | 4748,5 | 4427,7 | 4345,7 | 3935,5 | 3857,3 | 3655,8 | 3352,7 |
Цветная металлургия | 3693,2 | 3598,1 | 3821,7 | 3291,8 | 3311,8 | 3476,9 | 3405,0 | 3297,5 |
Н ефтедобы вающая | 1409,1 | 1309,7 | 1325,1 | 1385,0 | 1329,0 | 1619,0 | 2119,7 | 3113,4 |
Черная металлургия | 2735,3 | 2535,5 | 2379,6 | 2188,9 | 2329,6 | 2396,0 | 2268,3 | 2223,4 |
Угольная промышленность | 626.5 | 595.8 | 535.3 | 545.3 | 560.0 | 604.3 | 788.4 | 819.5 |
Н ефте перерабаты вающая | 908,6 | 849,9 | 819,3 | 769,8 | 747,9 | 735,9 | 679,2 | 620,8 |
Газовая | 707,7 | 541,8 | 451,1 | 428,5 | 456,3 | 501,0 | 475,8 | 536,9 |
Строительных материалов | 674,2 | 528,0 | 467,9 | 396,6 | 416,9 | 440,7 | 455,0 | 434,0 |
Химическая и нефтехимическая | 488,4 | 413,2 | 415,4 | 388,0 | 414,9 | 427,4 | 437,4 | 428,0 |
Машиностроение и металлообработка | 725,6 | 602,5 | 543,3 | 460,1 | 454,1 | 433,2 | 432,7 | 370,1 |
Деревообрабатывающая целлюлозно-бумажная | 522,2 | 434,3 | 383,5 | 351,9 | 367,3 | 378,9 | 371,7 | 332,2 |
Пищевая | 300,3 | 250,2 | 224,4 | 198,0 | 198,2 | 181,8 | 168,4 | 162,9 |
Легкая | 74,2 | 64,4 | 56,0 | 50,1 | 50,6 | 45,4 | 43,6 | 41,2 |
1 т передельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа — 2,7, марганца — 0,1—0,6 кг.
Вместе с доменным газом в атмосферу в небольших количествах поступают также соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути и редких металлов, цианистый водород и смолистые вещества.Источник загрязнения воздуха сернистым газом — агломерационные фабрики. Во время агломерации руды происходит выгорание серы из пиритов. Сульфидные руды содержат до 10% серы, а после агломерации ее остается 0,2—0,8%. Выброс сернистого газа при этом может составить до 190 кг на 1т руды (т. е. работа одной ленточной машины дает около 700 т сернистого газа в сутки).
Значительно загрязняют атмосферу мартеновские и конверторные сталеплавильные цеха. Выплавка стали в мартеновских печах сопровождается образованием пыли при окислении металлической шихты из шлака, руды, известняка и окалины, идущих на окисление примесей шихты, и из доломита, применяющегося для заправки пода печи. В период кипения стали выделяются также пары металла, окислов шлака и металла, газы. Преобладающая часть пыли мартеновских печей состоит из триокиси железа (67%) и триоки- си алюминия (6,7%). При бескислородном процессе на 1 т мартеновской стали выделяется 3000—4000 м3 газов с концентрацией пыли в среднем 0,5 г/м3. После подачи кислорода в зону расплавленного металла пылеобразование многократно увеличивается, достигая 15—52 г/м3. Кроме того, плавление стали сопровождается выгоранием некоторых количеств углерода и серы, в связи с чем в отходящих газах мартеновских печей при кислородном дутье содержится до 60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа в расчете на 1 т выплавляемой стали.
Главная особенность конверторного процесса — получение стали из жидкого чугуна без применения топлива. Получение стали по такому принципу происходит в конверторах емкостью 50, 100, 250 т и более путем продувания жидкого чугуна кислородом, что обеспечивает выгорание нежелательных примесей, например, марганца, фосфора и углерода, содержащихся в передельном чугуне. Процесс получения конверторной стали носит цикличный характер и при кислородном дутье длится 25—30 мин.
Образующиеся дымовые газы состоят из частиц окислов кремния, марганца и фосфора. В составе дыма содержится значительное количество окиси углерода — до 80%. Концентрация пыли в отходящих газах составляет примерно 17 г/м3.Большинство современных заводов черной металлургии имеют цехи коксования углей и отделения по переработке коксового газа. Коксохимические производства загрязняют атмосферный воздух пылью и смесью летучих соединений. В некоторых случаях, например при нарушении режима работы, в атмосферу выбрасываются значительные количества неочищенного коксового газа.
Загрязнение воздуха пылью при коксовании углей происходит при подготовке шихты и загрузке ее в коксовые печи, выгрузке кокса в тушильные вагоны и мокром тушении кокса. К тому же мокрое тушение сопровождается выбросом в атмосферу веществ, входящих в состав используемой воды.
Промышленные аварии в этой отрасли обостряют экологическую ситуацию в регионе. Строительство объектов большой мощности при недостаточной проработке вопросов аспирации, вентиляции, пылегазоочистки приводит к постоянным аварийным выбросам в атмосферу значительного количества вредных веществ.
Цветная металлургия. Крупные предприятия цветной металлургии расположены в Красноярском крае, Мурманской, Оренбургской, Челябинской, Свердловской и Новосибирской областях, Республике Башкортостан, Приморском крае. Предприятия отрасли оказывают существенное влияние на формирование экологической обстановки в районах их расположения, а в некоторых случаях и полностью ее определяют. Во многих районах с развитой цветной металлургией сложилась неблагоприятная экологическая обстановка.
Крупнейшее в России предприятие по производству алюминия — ОАО «Русский алюминий» (ОАО «Братский алюминиевый завод», ОАО «Красноярский алюминиевый завод», ОАО «Саянский алюминиевый завод», ОАО «Новокузнецкий алюминиевый завод», ОАО «Ачинский глиноземный комбинат», ряд других предприятий).
Выбросы вредных веществ в атмосферу в цветной металлургии в 1991 — 1994 гг.
имели устойчивую тенденцию к снижению, однако в 1995 г. их объем возрос, что было связано в основном с увеличением выбросов на АО «Норильский комбинат», г. Норильск. По объему хода загрязняющих веществ в атмосферный воздух в 2002 г. (3,3 млн т) цветная металлургия занимает в промышленности второе место после электроэнергетики (20,8%). В составе загрязняющих веществ 79% диоксида серы, около 10% оксида углерода и 7% твердых веществ.В 2002 г. в отрасли снизились выбросы диоксида серы (на 98,4 тыс. т), твердых веществ (на 6,7 тыс. т), оксида углерода (на тыс. т), серной кислоты (на 1,6 тыс. т), никеля (на 0,6 тыс. т), оксида меди (на 350 т), но увеличились — оксида азота (на 3,2 тыс. т).
ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель»» (Норильск) — крупнейшее в России и в отрасли предприятие, загрязняющее атмосферу (2,0 млн т выбросов, 61,4% отраслевых и 12,8% общепромышленных) от стационарных источников.
Машиностроительная промышленность. Предприятия машиностроения расположены во многих регионах России, в основном в крупных городах и населенных пунктах, в том числе в Московской, Ленинградской, Калужской, Иркутской, Томской, Ростовской, Нижегородской, Тверской, Брянской, Саратовской, Свердловской, Курской, Тюменской, Челябинской, Воронежской, Новосибирской, Ульяновской, Оренбургской областях, в Красноярском крае, Башкортостане, Мордовии, Чувашии, Татарстане, Бурятии.
Выбросы вредных веществ в атмосферу от предприятий отрасли имеют устойчивую тенденцию к снижению. В 2002 г. их объем составил 370,1 тыс. т — наименьший показатель, который в 2 раза ниже, чем в 1995 г.
Для отрасли характерны выбросы оксида углерода (44%), твердых веществ (18%), диоксида серы (13%), оксида азота (12%).
Промышленность строительных материалов. К ней относятся производство цемента и других вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и технического стекла. В 2002 г. объем выброса вредных веществ в атмосферу в целом по отрасли составил 434 тыс. т. В основном это пыль и взвешенные вещества, оксиды углерода, диоксиды серы, оксиды азота, кроме того, сероводород, формальдегид, толуол, бензол, пентоксид ванадия, ксилол и др.
Крупные источники загрязнения атмосферного воздуха: цементный завод (Воркута) — 23 тыс. т, «Мальцевский портландцемент» (Фокино) — 14,2, комбинат «Ураласбест» (Асбест) — 7,8, «Ульяновскцемент» — 7,6, «Мордовцемент» (пос. Комсомольский) — 6,9, «Осколцемент» (Старый Оскол) — 6,2, «Новоросцемент» (Новороссийск) — 6,2 тыс. т.
Вокруг заводов, производящих цемент, асбест и другие строительные материалы, сложились зоны с повышенным содержанием в воздухе пыли, в том числе цементной и асбестовой, а также других вредных веществ.
Химическая и нефтехимическая промышленность. Основные источники вредных выбросов в атмосферу — производства кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной и др.), резино-технических изделий, фосфора, пластических масс, красителей, моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола), крекинг нефти.
Уровень воздействия предприятий отрасли на окружающую среду характеризуется большими объемами и высокой токсичностью выбросов вредных веществ в атмосферу, сбросов сточных вод в водные объекты и образующихся отходов.
С 1991 г. выбросы вредных веществ в атмосферу от предприятий промышленности имели устойчивую тенденцию к снижению, а с 1999 г. их объем увеличивался. В 2002 г. выбросы составили 428 тыс. т, в том числе оксида углерода — 30%, летучих органических соединений — 21, диоксида серы — 14, оксидов азота и твердых веществ — по 10, углеводородов — 9%.
В 2002 г. наряду со снижением общего количества выбросов в атмосферу поступило больше метана (на 3,4 тыс. т), оксида азота (на 2,6 тыс. т), сероуглерода (на 0,5 тыс. т), бензола (на 103 т), серной кислоты (на 136 т), ацетона (на 248 т).
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Негативное влияние целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду в значительной степени определяется низким техническим уровнем основных технологических процессов и оборудования.
В 2002 г. выбросы загрязняющих веществ предприятиями отрасли составили 332,2 тыс. т в Иркутской области, в районах расположения трех целлюлозных производств (АО «Братский ЛПК», АО «Усть-Илимский ЛПК» и АО «Байкальский ЦБК»),
Для отрасли характерны выбросы окиси углерода (13% их общего объема), диоксида серы (27%), твердых веществ (25%). В 2002 г. выбросы оксида углерода снизились на 14,9 тыс. т, твердых отходов — на 9,3 тыс. т, диоксида серы — на 7,7 тыс. т.
Пищевая промышленность. Воздействие на атмосферный воздух объектов пищевой промышленности определяется тем, что, помимо общего для всех отраслей промышленности набора вредных веществ, поступающих от предприятий в воздух (твердые вещества, оксиды серы, азота углерода и другие жидкие и газообразные вещества), для отрасли характерны технологические процессы, сопровождаемые выбросами сильно пахнущих компонентов (варка, жарка, копчение, переработка специй, разделка и переработка рыбы), сухих продуктов животного происхождения, канцерогенных веществ, а также оксидов углерода и диоксида серы.
В сельской местности источниками загрязнения атмосферного воздуха становятся животноводческие и птицеводческие хозяйства, промышленные комплексы по производству мяса, предприятия, обслуживающие технику, энергетические и теплосиловые предприятия. Над территориями, примыкающими к помещениям для содержания скота и птицы, в атмосферном воздухе распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие дурно пахнущие газы.
В растениеводческих хозяйствах атмосферный воздух загрязняется минеральными удобрениями, пестицидами при протравлении полей и семян на складах, а также на хлопкоочистительных заводах.
Смог (смесь дыма и тумана). Сам по себе туман не опасен для человеческого организма, губительным он становится, только если чрезмерно загрязнен токсичными примесями. Смог наблюдается в осенне-зимнее время (с октября по февраль). Главную опасность представляет содержащийся в нем сернистый газ в концентрации 5—10 мг/м и выше. декабря 1952 г. над всей Англией возникла волна высокого давления, и в течение нескольких дней не ощущалось ни малейшего дуновения ветра. Однако трагедия разыгралась только в Лондоне, где была высокая степень загрязнения атмосферы, — за три-четыре дня там погибли более 4000 человек. Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сотен тонн дыма и сернистого ангидрида. При сопоставлении загрязненности атмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено, что смертность увеличивается прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и сернистого газа. В 1963 г. смог, опустившийся на Нью-Йорк, вызвал гибель более 400 человек. Ученые считают, что ежегодно тысячи смертей в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха.
Трансграничное загрязнение атмосферного воздуха — загрязнение атмосферного воздуха в результате переноса вредных (загрязняющих) веществ, источник которых расположен на территории иностранного государства.
Согласно Закону «Об охране атмосферного воздуха» (1999) в целях уменьшения трансграничного загрязнения атмосферного воздуха источниками выбросов вредных (загрязняющих) веществ, расположенных на территории РФ, Россия обеспечивает проведение мероприятий по уменьшению их выбросов в атмосферный воздух, а также иные меры в соответствии с международными обязательствами в области охраны атмосферного воздуха.
Успешное сотрудничество в этой области ведется в рамках Конвенции ЕЭК ООН о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979). Совместная программа наблюдений и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в Европе (ЕМЕП) дает возможность регулярно оценивать концентрации в воздухе, объемы и распределение плотности выпадений контролируемых веществ на территориях 49 государств — участников конвенции. При этом рассматриваются трансграничные выпадения как суммарные, так и от конкретных стран — сторон конвенции. В суммарные трансграничные выпадения входят выпадения от национальных источников, от источников в государствах — участниках конвенции и других странах, а также от природных источников — вулканов и морей.
По данным ЕМЕП 2002 г., на Европейской территории России (ЕТР) в 2000 г. выпало около 2 млн т окисленных соединений серы и азота (вызывающих не только подкисление почв и вод, но и усиливающих подвижность тяжелых металлов и высокотоксичных стойких органических соединений в окружающей среде), 3321 т тяжелых металлов (свинца, кадмия и ртути) и более 23 т наиболее опасных соединений — стойких органических загрязнителей: бензопирена, полихлорированных бифенилов, диоксинов, фуранов и других веществ, попадающих под действие конвенции.
Суммарные выпадения свинца на ЕТР составили 3195 т, в том числе 1731 т (54%) — трансграничные выпадения и 1464 (46%) — от российских источников.
Больше всего трансграничного свинца на территорию России поступило от Украины (89,8 т), Польши (64,5 т), Италии (46,2 т) и Румынии (43 т).
На ЕТР выпало 99,1 т кадмия, из них 65,0 т (65,6%) обусловлено трансграничными поступлениями и 34,1 т (34,4%) от российских источников. Наибольшее загрязнение территории России кадмием приходится на Польшу — 4,68 т, Румынию — 1,66, Украину — 1,52, Словакию — 0,58 и Германию — 0,56 т.
Выпадение ртути на ЕТР от российских и зарубежных источников составило 26,9 т, из них 23,3 т (86,5%) — трансграничные поступления. Значительное загрязнение России ртутью (75,5%) происходило из природных и антропогенных источников, находящихся за пределами Европейского региона (20,3 т). Выпадения ртути на ЕТР от российских источников составили 3,6 т (13,5% их общего объема). Наибольший вклад в трансграничное загрязнение ЕТР ртутью внесли: Украина — 0,73 т, Польша — 0,68 и Германия — 0,32 т.
Суммарные выпадения ртути от российских источников в пределах Европейского региона оценены в 4,08 т, из которых 3,62 т (88,8%) пришлись на ЕТР, а 0,46 т (11,2%) составили трансграничные выпадения.
В связи с принятием Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях (СОЗ) заслуживают внимания выполненные ЕМЕП оценки загрязнения этими наиболее токсичными веществами, к которым особо чувствительны северные регионы России.
По расчетам ЕМЕП, общие выпадения бензопирена на ЕТР оценены в 18,90 т, в том числе 12,54 т (66%) трансграничные, а 6,36 т (34%) — выпадения от российских источников. Существенно трансграничное загрязнение ЕТР бензопиреном от источников, расположенных на территориях Польши, Украины, Грузии,
Германии, — почти половина трансграничных выпадений этого канцерогена.
Максимальные среднесуточные концентрации бензопирена меняются от 0,3 до 3,3 нг/м3. В Калининградской, Псковской, Новгородской, Московской и Владимирской областях, в Карачаево- Черкесской Республике, в Республике Северная Осетия—Алания, Республике Ингушетия, а также в Чеченской Республике среднесуточные концентрации бензопирена превышали ПДК (1 нг/м3).
Выпадения полихлорированных бифенилов (ПХБ) на ЕТР варьируют в пределах 0,1—4 г/км2 в год, наибольшие значения отмечены в западной и центральной частях ЕТР — Республике Карелия, Калининградской, Ленинградской, Новгородской, Псковской, Смоленской, Брянской, Вологодской, Ярославской, Ивановской, Владимирской, Тверской, Московской и Нижегородской областях.
Сравнительно большие выпадения ПХВ (до 1 г/км/год) фиксируются на территориях Севера России (Мурманская область, Республика Саха (Якутия), Ненецкий, Ямало-Ненецкий, Чукотский и Таймырский (Долгано-Ненецкий) автономные округа). По предварительным оценкам, общая величина выпадений ПХВ на территории этих регионов оценена в 4,3 т, а вклад трансграничного загрязнения в выпадения на севере России составляет 2,5 т (60%). Выпадения ПХВ на ЕТР оцениваются в 4,1 т.
Самоочищенные атмосферы. Воздушный океан обладает способностью к самочищению от загрязняющих веществ. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации. Частица размером 10 мкм проходит путь от устья трубы высотой 45 м до поверхности земли за 1,4 ч. За это время при скорости ветра 2 м/с выброс из трубы будет отнесен на 10 км, частицы меньшего диаметра осядут на еще большем расстоянии. Оседанию способствует сорбция их на поверхности более крупных частиц. В отсутствие атмосферных осадков происходит выпадение аэрозолей в результате соприкосновения нижнего слоя воздуха с земной поверхностью и предметами, расположенными на ней. Так, воздушные потоки, переносящие загрязнения, очищаются, встречая на своем пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые частицы, но и летучие вещества.
Вследствие турбулентного перемещения приземной слой воздуха все время обновляется, поэтому на поверхности осаждается значительное количество аэрозолей. Так, на 1 м2 земли под Санкт-Петербургом выпадает столько аэрозолей, сколько заключено в 250 м приземного слоя воздуха, при этом за сутки очищается слой высотой 250 м. Эта величина условно называется скоростью очистки.
Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением осадков и образованием нисходящих потоков, но и с другими метеорологическими явлениями.
Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время бездумно и хищнически эксплуатировалась человеком. Отходы производства выбрасывались в воздух в расчете на то, что будут обезврежены и переработаны самой природой. Казалось, что, как ни велика общая масса отходов, по сравнению с защитными ресурсами она незначительна. Однако загрязнение резко прогрессирует, и становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск, так как способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.
Влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду и здоровье населения. От загрязнения воздуха страдают животные и растения. Например, отходы медеплавильных заводов — хлор, мышьяк, сурьма — вызывают гибель домашних и диких животных, поедающих отравленную этими веществами пищу, фтористые соединения — тяжелые заболевания скота. Медь и цинк, попадающие с выбросами заводов на землю, могут полностью уничтожить травяной покров.
Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется прежде всего в поражении верхних дыхательных путей, под их влиянием происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшаются фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает.
Общее количество выбросов сернистого газа в атмосферу нашей планеты тепловыми электростанциями, металлургическими заводами, нефтеперерабатывающими предприятиями и другими антропогенными источниками с 1905 по 1965 г. возросло в 4 раза и в настоящее время достигло 150 млн т. Из этого количества до 110 млн т (более 70% мировых выбросов сернистого газа) приходится на страны Европы, Соединенные Штаты Америки и Канаду. Учитывая, что использование твердого топлива, в частности бурого угля (характеризующегося высоким содержанием серы), постоянно возрастает, следует предвидеть соответствующее увеличение таких выбросов.
Загрязнение атмосферного воздуха ослабляет не только здоровье людей, но и наносит большой экономический ущерб. Соединения серы в воздухе ускоряют коррозию металлов, разрушение зданий, сооружений, памятников культуры, ухудшают качество промышленных изделий и материалов. Например, в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.
Вредные для человека и природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, из Германии и Великобритании они переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории Скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США — на территории Канады. Вредоносные последствия загрязнения среды сказываются и в нашей стране. Так, по данным Европейской экономической комиссии ООН, через российскую границу в воздушных потоках с запада на восток идет в 4 раза больше серы, чем в обратном направлении.
В России самыми неблагоприятными с точки зрения здоровья населения по-прежнему остаются города с высокой концентрацией промышленности, загрязненная атмосфера которых вызывает рост заболеваний дыхательных путей. Например, в Москве предрасположенность к бронхиальной астме, бронхиту, конъюнктивиту, фарингиту, тонзиллиту, хроническому отиту на 40—60% выше в пределах Садового кольца, в северо-западной и северо-восточной частях столицы.
В Новокузнецке были изучены данные о нарушении здоровья различных групп населения под влиянием загрязнений атмосферы. Исследования выполнялись в Институте комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний Сибирского отделения РАМН. Максимальные разовые и среднесуточные концентрации загрязнений атмосферного воздуха в жилых районах превышали предельно допустимые по пыли в 4,2—8,6 раза, сернистому газу — 2—10, окиси углерода — 1,9—7, двуокиси азота — 2,7—16,3, сероводороду — 1,4—9, фенолу — 5—17,6, саже — 4,2—24,7, серной кислоте —1,1, формальдегиду — 2—8,3 раза. В пробах пыли содержалось до 36 микроэлементов, среди которых такие токсичные, как свинец, кадмий, ртуть, хром, сурьма, цинк. С уровнем загрязнения атмосферного воздуха особенно связаны показатели заболеваемости детей всех возрастных групп. В наиболее загрязненном районе заболевания органов дыхания выше среднего по городу в 2,1 раза, кожи и подкожной клетчатки — 2,7, крови и кроветворных органов — 2 раза.
Комплексная оценка состояния здоровья детей на основе углубленного медицинского осмотра школьников 7—11 лет показала, что общее число здоровых детей в высокозагрязненном районе составило 6,6%, в контрольном районе — 19,9%.
Более трети учащихся в загрязненном районе имеют функциональные отклонения, 60,5% страдают различными хроническими заболеваниями. У 20,3% детей, проживающих в районе с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, выявлено повышенное артериальное давление (в контрольном районе — у 9,7%), у 47,7% — анемия (в контрольном районе — у 19,3%).
Изучение распространенности аллергенных заболеваний среди детей в Новокузнецке показало, что наибольшее число их отмечается в районах с высоким загрязнением атмосферы (в 5,6 раза по сравнению с контрольным районом). Причем в этих районах отмечено большое число тяжелых форм аллергий в сочетании с другими заболеваниями.
По заключению исследователей, все названные патологии связаны с воздействием пыли, сернистого ангидрида, серной кислоты и двуокиси азота. Высокая корреляция указанных заболеваний с суммарным загрязнением атмосферного воздуха наблюдалась постоянно.
Еще по теме Антропогенные выбросы в атмосферу:
- 6.1.7. ПРОБЛЕМЫ НАВОДНЕНИЯ, УРАГАНОВ, ЗАСУХИ, АНТРОПОГЕННЫХ АВАРИЙ
- VI. 1. Основные свойства атмосферы и воздействие на нее человека
- 1X3. Проблемы устойчивости лесов в условиях антропогенных нагрузок
- Атмосфера, ее загрязнения и последствия
- АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗАЕЙСТВИЕ НА ПРИРОНУЮ СРЕДУ
- Антропогенное загрязнение атмосферы
- 9.1. Тревожные антропогенные изменения природной среды
- Глава 15 Антропогенные воздействия на биосферу
- Г л а в а 16 Загрязнение атмосферы
- 6.2. Загрязнение атмосферы