8 Лекция. Антропогенные воздействия на атмосферу

Цель лекции – ознакомить студентов с основными видами и источниками загрязнения воздушного бассейна, объяснить важность предотвращения глобальных последствий загрязнения атмосферного воздуха.

Содержание лекции: состав атмосферы, источники загрязнения атмосферного воздуха и их классификация, глобальные экологические последствия загрязнения воздушного бассейна.

8.1 Состав атмосферы

Атмосфера (греч. «атмос» - пар) - газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Общая масса атмосферы - 5,15 - 10¹⁵ т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом концентрации на высоте 20-25 км, расположен слой озона, защищающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

Химический состав атмосферы весьма однороден: азота — 78,8% кислорода — 21, аргона — 0,9; углекислого газа — 0,03% по объему. По современным данным, концентрации диоксида углерода (С0₂) и кислорода (О₂) в значительной степени лимитирующие факторы даже в наземных условиях: содержание СО₂ находится где-то в минимуме, а кислорода — в максимуме толерантности растений по этим факторам (Ю. Одум, 1986).

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного Космоса и потока солнечных излучений, задерживается масса метеоритов.

8.2 Виды и источники загрязнения атмосферы

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.) При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на:

- газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);

- жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);

- твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, ор­ганическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие).

Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека — диоксид серы ( SО₂), оксиды азота ( NO_x ), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых — формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

1. Тепловые и атомные электростанции, котельные установки (диоксид и оксид углерода, оксиды серы, азота, углеводороды, радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли).

2. Черная и цветная металлургия (твердые частицы, оксиды серы, оксид углерода, фенол, формальдегид, бензол, аммиак, в небольших количествах: марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути).

3. Химическое производство (оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы – смесь оксидов азота, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль).

4. Выбросы автотранспорта (бенз(а)пирен, альдегиды, оксиды азота, углерода, соединения свинца).