Екологія - Джигирей B. C. - 2.5.1. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери
2.5.1. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери
Атмосфера завжди містить певну кількість домішок, котрі зумовлюються природними та антропогенними джерелами. До числа домішок, котрі виділяються природними джерелами, належать: пил (рослинного, вулканічного, космічного походження, внаслідок ерозії грунту, частинки морської солі тощо); туман, дим, гази від лісових та степових пожеж; гази вулканічного походження; різноманітні продукти рослинного, тваринного та мікробіологічного походження. Природні забруднювачі бувають розподіленими, наприклад, випадання космічного пилу, або короткочасними стихійними, наприклад, лісові та степові пожежі, виверження вулканів тощо. Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і несуттєво змінюється з плином часу.
Ще п'ятдесят років тому природа досить успішно ліквідовувала різноманітні забруднення, оскільки атмосфера має могутні властивості самоочищення, але нині вона з цим завданням вже не справляється.
Основними джерелами забруднення атмосфери є природні, промислові та побутові процеси. їх об'єднують у такі групи:
- забруднювачі природного походження (мінеральні, рослинні, тваринні, мікробіологічні);
- забруднювачі, які утворюються при згорянні палива для потреб промисловості, опалення житлових будинків, при роботі всіх видів транспорту.
- забруднювачі, які утворюються в результаті промислових викидів.
- забруднювачі, зумовлені згоранням і переробкою побутових і промислових відходів.
За останні кілька років у світі спалюється в середньому 10 млрд тонн палива на рік. При цьому викидається 22 млрд тонн вуглекислого газу, 150 млн тонн двоокису сірки, близько 300 млн тонн оксиду вуглецю, 50 млн тонн оксиду азоту, 200-700 млн тонн пилу і диму та багато інших речовин, з якими надходять в атмосферу шкідливі, хвороботворні, в тому числі канцерогенні та мутагенні речовини.
Найбільш поширеними токсичними речовинами, котрі забруднюють атмосферу, є: оксид вуглецю СО, діоксид сірки в SO2, оксид азоту NO, вуглеводні СnНm та пил. Основні джерела забруднення атмосфери та їхні щорічні викиди наведено в табл. 2.14.
Таблиця 2.14. Джерела викидів в атмосферу
Домішки | Основні джерела | Середньорічна концентрація в повітрі, мг/м* | |
Природні | Антропогенні | ||
Тверді частки (зола, пил тощо) | Вулканічні виверження, пилові бурі, лісові пожежі тощо | Спалювання Палива в промислових та побутових Установках | В містах - 0,04-0,4 |
SO2 | Вулканічні виверження, окислення сірки, сульфатів, розсіяних в морі | Те ж | В містах - до 1,0 |
NOx | Лісові пожежі | Промисловість, автотранспорт, теплоелектростанції | У промислово розвинених регіонах - до 0,2 |
СО | Лісові пожежі, виділення океанів, окислення терпенів | Автотранспорт, Промислові енергоустановки, чорна металургія | В містах - від 1 до 50 |
Леткі вуглеводні | Лісові пожежі, природний метан, природні терпени | Автотранспорт, допалювання відходів, випаровування нафтопродуктів | В промислово розвинених регіонах - до 3,0 |
Поліциклічні, ароматичні вуглеводні | - | Автотранспорт, хімічні заводи, нафтопереробні заводи | У промислово розвинених регіонах - до 0,01 |
Крім згаданих вище речовин та пилу, в атмосферу викидаються й інші, більш токсичні речовини (табл. 2.15). Зараз налічується більше 500 шкідливих речовин, котрі забруднюють атмосферу, і їхня кількість зростає.
Таблиця 2.15. Кількість щорічних викидів в атмосферу
Речовина | Викиди, млн тонн | Частка антропогенних домішок від загальних надходжень | |
Природні | Антропогенні | ||
Тверді частки | 3700 | 1000 | 27 |
SOx | 650 | 100 | 13,3 |
N0x | 770 | 53 | 6,5 |
СО | 5000 | 304 | 5,7 |
СnHm | 2600 | 8 | 3,3 |
CO2 | 485000 | 18300 | 3,6 |
Високі концентрації домішок та їхня міграція в атмосферному повітрі призводять до утворення більш токсичних речовин (смог, кислоти) або до таких явищ, як парниковий ефект та руйнування озонового шару.
Загальна схема реакцій утворення фотохімічного смогу досить складна і у спрощеному вигляді може бути подана такими реакціями:
Смог досить токсичний, оскільки його склад знаходиться в таких межах: 08- 60 ... 75 %; ПАН, Н202-альдегіди тощо - 25 ... 40 %.
Основна маса забруднень повітря припадає на спалювання органічних енергоносіїв (вугілля, нафти, газу, торфу, сланців, деревини), у містах до 60 % забруднень дає автотранспорт. Забруднення повітря стало великою соціальною й економічною проблемою для багатьох розвинених країн, особливо для великих міст, промислових агломератів. Сьогодні в містах забруднення повітря в 15 разів вище, ніж у сільській місцевості, й у 150 разів вище, ніж над океаном. У промислових районах за добу випадає понад 1 тонну пилу на 1 км2, у забруднених містах за рік - більше 1 кг/м2 пилу і сажі.
Пил складається з частинок вугілля та попелу, а сажа - з частинок вугілля або інших видів палива, які не згоріли.
Справжнім лихом для міст є автомобілі. Більш як 300 млн автомашин щодня викидають в повітря 800 тис. тонн окису вуглецю, 1 тис. тонн свинцю. Більшість з 200 компонентів вихлопних газів автомашин згубно впливає на організм людини, а оксид азоту є одним із компонентів смогу.
Хімічні реакції, які відбуваються в повітрі, призводять до виникнення димних туманів - смогів. Смоги виникають за таких умов: по-перше, великої кількості пилу і газів, які міста викидають у повітря, по-друге, довгого існування антициклонів, коли забруднювачі нагромаджуються в приземному шарі атмосфери. Смоги бувають декількох типів. Найбільш вивчений вологий смог. Він характерний для країн з морським кліматом, де дуже часто спостерігаються тумани і висока вологість повітря. Сухий, або лос-анджелеського типу, смог відрізняється від вологого смогу своїми властивостями. Клімат в Лос-Анджелесі (США) сухий, тому смог тут утворює не туман, а синювату млу.
За чотири дні Лондонського смогу в 1952 році загинуло понад 4 тис. чоловік.
Американець Луїс Батонн у книзі "Чисте небо" писав: "Одне з двох - або люди зроблять так, що буде в повітрі менше диму, або дим зробить так, що на Землі стане менше людей".
Третій вид смогу - льодяний смог, або смог аляскинського типу. Він виникає в Арктиці й Субарктиці при низьких температурах в антициклоні. Смоги характерні для таких міст, які розташовані в гірських котловинах, де застоюється повітря, наприклад, в Лос-Анджелесі, Нью-Йорку, Чикаго, Токіо, Мілані.
Особливо небезпечні сірчисті сполуки й оксиди азоту, які спричиняють кислотні дощі. Кислотні дощі стали дуже поширеним явищем, причому вони можуть випадати на відстані багатьох сотень і тисяч кілометрів від джерела первісного викидання речовини.
Кислотні дощі призвели до закислення природного середовища на великих територіях Європи та Північної Америки. Тут показник кислотності опадів рН в 4,5, тоді як його звичайне значення - 5,6-5,7.
Кислотні дощі залишають на листі дерев чорні плями, закислюють озера і грунти, змінюють їхній хімічний оклад. Так, за останні десять років у Швеції з 90 тис. озер закислено 20 тис, у Канаді - 50 тис. Близько половини озер у Норвегії мертві, там загинула риба (рН = 5). Серйозно уражені кислотними дощами близько 1 млн га вічнозелених лісів у Центральній Європі, близько 100 тис. га гинуть. Кислотні опади посилюють корозію різних матеріалів і конструкцій. Особливо небезпечні вони для унікальних історичних пам'яток, зокрема мармурових.
Процес закислення опадів триває. Розрахунки показують, що при сталих концентраціях оксиду сірки 80 мкг/м3 і оксидів азоту 50 мкг/м3, що відповідає гранично допустимим концентраціям цих речовин у більшості промислово розвинених країн, рН опадів становить 2,7. Якби такі дощі випадали постійно, то все живе загинуло б. Очевидно, це і є межею закислення.
Промислові викиди в атмосферу порушують озоновий шар, який, немов щит, прикриває Землю від сильного ультрафіолетового опромінення. Виявлено різке зменшення шару озону над Антарктидою - своєрідну "озонову дірку". Вміст озону над Антарктидою дедалі зменшується, межі "озонової дірки" розширюються. "Озонова дірка" існує не постійно, а близько місяця на рік, переважно в жовтні. Вона розширюється в бік Австралії, Південної Америки й Африки, що викликає тривогу. У грудні 1986 року з цього приводу було проведено міжнародний семінар метеорологів і геофізиків. Демонструвалися наукові фільми, які показали, що "озонова дірка" - це гігантський атмосферний вихор, який циркулює проти стрілки годинника. Щодо причин цього явища є три припущення:
- взаємодія оксидів азоту з озоном;
- реакція антропогенного хлору з озоном;
- антропогенні фреони реагують з озоном.
Фреон-12, фреон-11 містять вуглець, фтор і хлор. Вони працюють у холодильниках, балонах з лаком, дезодорантах і під впливом ультрафіолетових променів розкладаються, а молекулярний хлор руйнує озон каталітично. Якщо викиди фреону в атмосферу не припинити, то кількість озону в 2000 році зменшиться на 10 %. Різко зросте ультрафіолетове опромінення, помітно зросте кількість захворювань на рак шкіри у людей і тварин.
Постійне збільшення кількості спалюваного органічного палива призводить до підвищення концентрації С02 в атмосферному повітрі. В 1860 році його вміст становив 0,027 %, на початку XX ст. - 0,029 %, а сьогодні - 0,034 %. Прогнози показують, що до середини XXI ст. його вміст подвоїться" Це призведе до різкого посилення парникового ефекту. Моделювання на ЕОМ показало, що до цього часу середня температура на планеті підвищиться на 2-4 °С, у помірних широтах - на 10-15 °С, і в Арктиці - на 15-20 °С. У Львові середня температура січня -5 °С буде сягати +5 - +10 °С, липня - +18 °С і навіть може зрости до +28 -1-33 °С. Що ж чекає людство, якщо опадів буде лише 100-200 мм на рік, до того ж кислотних?
Виникають ще дві не менш небезпечні проблеми: потепління в Арктиці і Антарктиці призведе до швидкого танення льодовиків. Якщо їхній об'єм зменшиться на 50 %, то рівень Світового океану підніметься на 25-35 м. Багато прибережних міст буде затоплено водою. Зміна клімату супроводитиметься зміною погодних умов, які навіть важко передбачити. Справжнім екологічним катаклізмом на планеті є посуха в Африці, де пустеля наступає на савану зі швидкістю 50 км на рік замість 1 км на рік в минулому.
Охорона природи нерозривно пов'язана також з боротьбою проти термоядерної війни. Адже вона загрожує людству не тільки фізичним винищенням, а й жахливими змінами клімату, що стануться після неї. Вчені багатьох країн світу провели моделювання наслідків термоядерної війни на ЕОМ, яке отримало назву "ядерної зими". Опубліковано кілька її сценаріїв. У перший день війни в північній півкулі (тут мешкає 85 % населення світу) в атмосферу підніметься 300 млн тонн диму і пилу. Протягом тижня на поверхню планети доходитиме менше 1 % сонячного світла, а протягом наступних трьох тижнів - не більше ніж 10 %.
Вміст озону зменшиться на 50 %, що збільшить надходження ультрафіолетового проміння до смертельних для людини доз. Якщо війна відбудеться весною або влітку, температура на 20-ЗО °С знизиться, тобто літо перетвориться на зиму. Низька температура утримуватиметься кілька місяців, що порушить нормальний хід процесів фотосинтезу. Люди гинутимуть від голоду, отруйних газів,
Які утворюються під час пожеж, кислотних дощів і радіоактивного зараження.
Ядерну війну можна викликати за допомогою лазерних установок з термоядерною заправкою. Кілька сотень таких лазерів, спрямувавши на Землю тисячі смертоносних променів, можуть викликати гігантські пожежі міст і сіл. Ефект від цього може бути таким же катастрофічним, як від атомного вибуху.
Схожі статті
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.5. Забруднення атмосфери
2.5.1. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери Атмосфера завжди містить певну кількість домішок, котрі зумовлюються природними та...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.4.3. Джерела забруднення гідросфери
Сутність сталого розвитку полягає в тому, що природні джерела повинні бути використані такими способами, які б забезпечували їхню придатність для...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.2.3. Електромагнітне забруднення
Інтенсивний розвиток електроніки та радіотехніки викликав забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями (полями). Головними їхніми...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.2.2. Шумове забруднення
Шум - одна з форм фізичного (хвильового) забруднення навколишнього середовища. Під шумом розуміють усі неприємні та небажані звуки чи їхню сукупність,...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.4.5. Забруднення природних вод України
Для оцінювання природних вод існують певні показники, головними серед яких є гігієнічні ГДК (гранично допустимі концентрації)/іх дотримання забезпечує...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.2. Основні джерела антропогенного забруднення довкілля
З появою людини на планеті Земля велику роль у глобальній екосистемі стали відігравати взаємовідносини суспільства і природи. Особливо швидко посилюється...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.1.2. Урбанізація та її негативні наслідки
У наш час особливо зросло забруднення навколишнього середовища у великих містах, зокрема у великих індустріальних центрах. Відбувається нестримна...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.5.5. Трансформація енергії у біосфері
Все живе в біосфері утворює живу речовину. Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують Землю. Хімічний склад...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.2.4. Основні методи визначення забруднень
Інтенсивний розвиток електроніки та радіотехніки викликав забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями (полями). Головними їхніми...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.5.4. Кругообіг речовин у біосфері
Все живе в біосфері утворює живу речовину. Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують Землю. Хімічний склад...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.5.3. Загальні властивості біосфери
Все живе в біосфері утворює живу речовину. Живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують Землю. Хімічний склад...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.2.1. Радіоактивне забруднення
Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини особливо небезпечний. За результатами експериментів на тваринах та вивчення наслідків опромінення...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.3.3. Вплив господарської діяльності на грунт
Шкідливий антропогенний вплив, а також розгул стихій, природних та посилених людиною, завдають грунтам величезної, інколи непоправної шкоди. Це,...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.4.1. Географічна оболонка
Середовище, яке оточує людину, формувалось мільйони років. Воно складається із штучного середовища, створеного людьми в процесі розвитку...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.4. Структура природного середовища
Середовище, яке оточує людину, формувалось мільйони років. Воно складається із штучного середовища, створеного людьми в процесі розвитку...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.4.2. Атмосфера
Середовище, яке оточує людину, формувалось мільйони років. Воно складається із штучного середовища, створеного людьми в процесі розвитку...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.4.2. Сталий розвиток і вода
Сутність сталого розвитку полягає в тому, що природні джерела повинні бути використані такими способами, які б забезпечували їхню придатність для...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.3.3. Еволюція взаємовідносин людини й природного середовища
Близько 5 млрд років тому сформувалася літосфера (вік найдавніших знайдених порід - 4,5 млрд років). Первинний океан (гідросфера) виник, можливо, близько...
-
Промислова екологія - Апостолюк C. O. - 2.1.1. Концепція "джерела забруднення" атмосфери
2.1. Основні джерела забруднення атмосферного повітря на промислових підприємствах 2.1.1. Концепція "джерела забруднення" атмосфери "Джерело забруднення"...
-
Екологія і організація природоохоронної діяльності - Шматько В. Г. - Джерела забруднення атмосфери
Джерела забруднення атмосферного повітря поділяють на джерела виділення шкідливих речовин. Джерелом виділення шкідливих речовин є технологічний агрегат...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.5.1. Коло життя
1.5.1. Коло життя 3,5 млрд років тому в первісному океані Землі під впливом ультрафіолетового та проникаючого випромінювань, а також електричних грозових...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.7.3. Популяційні аспекти розвитку людства
Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.7.2. Етологічна структура популяцій
Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.7.1. Ознаки популяцій
Першою надорганізмовою біологічною системою є популяція. Термін популяція запозичений з демографії В. Іоган-сеном у 1905 році для позначення групи особин...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.4.4. Антропогенний вплив на води Світового океану
За останнє тридцятиріччя стан вод Світового океану значно погіршився. Його поверхня вкрита нафтою, пластиковим пакувальним матеріалом, іграшками,...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.7. Екологія популяцій
Першою надорганізмовою біологічною системою є популяція. Термін популяція запозичений з демографії В. Іоган-сеном у 1905 році для позначення групи особин...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.9. Основні екологічні закони
Завданням екології є пошук законів функціонування та розвитку цієї галузі об'єктивної реальності. Історично першим для екології є закон, що встановлює...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 2.3.4. Сучасний стан грунтів України та шляхи його поліпшення
Найбільше природне багатство України - чорноземи. Вони складають майже 50 % світового запасу чорноземів. Розорані землі в Україні становлять близько 85 %...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.8.2. Класифікація екологічних факторів
Екологічні фактори можуть бути об'єднані за природою їхнього походження або залежно від їхньої динаміки та дії на організм. За характером походження...
-
Екологія - Джигирей B. C. - 1.5. Поняття про біосферу
1.5.1. Коло життя 3,5 млрд років тому в первісному океані Землі під впливом ультрафіолетового та проникаючого випромінювань, а також електричних грозових...
Екологія - Джигирей B. C. - 2.5.1. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери