3.4. Джерела забруднення атмосфери

Повітряна оболонка Землі є однією з найголовніших умов життя. Без їжі людина може жити місяць, без води – лише тиждень, але без повітря людина не зможе проіснувати більше декількох хвилин. Атмосферне повітря можна вважати невичерпним природним ресурсом лише умовно, адже людині для життя потрібне повітря певної якості. А під впливом антропогенного фактора його хімічний склад і фізичні властивості дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося таких ділянок, де повітря зберігало б свою первісну чистоту та якість. Проте ще в глибокій давнині люди вміли розрізняти здорові і не здорові місцевості. Ще в працях давньогрецького лікаря Гіпократа є згадки про хвороби, які зв'язані з негативним впливом повітря, води, місця проживання. Проблема забруднення атмосферного повітря, як ми її розуміємо, виникла відносно недавно – протягом останнього сторіччя. Поява різноманітних ремесел погіршила стан атмосфери великих європейських міст. У повітрі з’явилися оксиди сірки, азоту, зола. І до сьогоднішнього дня, в міру розвитку промисловості, кількість шкідливих домішок зростає, тим самим погіршуючи його властивості.

Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточка­ми і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти, погіршуючи умови їх існування. На сьогоднішній день класифікують два джерела його забруднення, забруднення атмосфери – природнє та антропогенне (штучне) (рис.3.1).

Рис.3.1. Штучні та природні джерела забруднення атмосфери

Природне забруднення атмосфери

Виверження вулканів – один із глобальних природних факторів забруднення атмосфери. Сотні, тисячі тонн продуктів вулканічного походження викидаються в повітря, вони досягають стратосфери і там зберігаються до одного року, тим самим впливаючи на прозорість атмосфери. Крім продуктів пилового походження, у вулканічних газах містяться оксиди азоту, сірки, сірководень, аміак, фторпохідні.

Морські солі – утворюються внаслідок здуву вітром з гребеня хвиль бульбашок на морях та океанах. Час перебування бульбашки у повітрі достатній для випаровування вологи, а солі підхоплюються вітром і переносяться на сотні кілометрів і випадають самостійно або з дощами, засолюючи грунти. При швидкості вітру v=5 м/с у повітря переходить приблизно 10 мкг/м³; при v=12 м/с у повітря переходить 500 мкг/м³ солей.

Пилові бурі. Велика кількість пилу підноситься внаслідок сильних вітрів у пустелях Африки, Азії. В 1968 на півдні України було знято шар землі товщиною 1,5 см. Сюди ж слід віднести порох лісових і степових пожеж.

Космічний порох. Протягом доби на Землю осідає до 1000 тонн космічного пороху. Інколи ця кількість може збільшуватись в десятки разів. Хоча кількість космічного пороху в атмосфері досить велика, вона не створює суттєвої небезпеки для атмосфери.

Гейзери та геотермальні води. Привносять в атмосферу значну кількість вологи, сірководню, сірчаного ангідриду, вуглекислого газу, аміаку, оксидів азоту, галогенпохідних і т.д.

Частинки біологічного походження. Крім включень неорганічного походження в атмосфері є достатня кількість мікроорганізмів, грибків, бактерій, рослинний пилок, продукти життєдіяльності живих організмів (ефіри, високомолекулярні спирти).

Радіоактивні забруднення. Їх наявність обумовлюється розробкою радіоактивних руд (урану, торію тощо).

Штучне (антропогенне) забруднення атмосфери

Цей вид забруднення атмосфери обумовлений діяльністю людини. Найбільша кількість шкідливих домішок викидається тепловими електростанціями в результаті спалювання твердого, рідкого та газоподібного палива. У світі щороку спалюють понад 10 млрд тонн органічного палива. Лише при спалюванні вугілля в атмосферу щороку потрап­ляє близько 900 тис. тонн чадного газу, 120 млн тонн попелу, а разом з іншими видами пороху до 300 млн тонн.

Не менш потужне джерело забруднень спричиняє металургійна промисловість, виплавка чорних та кольорових металів. За приблизними підрахунками в атмосферу за останні 100 ро­ків надійшло 1,5 млн тонн арсену, 1 млн тонн нікелю, 600 тис. тонн цинку, стільки ж міді.

Серйозної шкоди навколишньому середовищу завдає хімічна промисловість – виробництво кислот, лугів, мінеральних добрив, цементу, соди, штучних волокон, аміаку, барвників та цілого ряду інших хімікатів. Особливо небезпечними викидами є сірчисті сполуки, оксиди азоту, хлор та інші.

Майже всі забруднювальні речовини можуть вступати між собою в реакції, утворюючи високотоксичні сполуки. У поєднанні з туманом це явище супроводжується утворенням фотохімічного смогу.

Повітря забруднюють практично всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується у всьому світі. В останні роки, у зв'язку з розвитком автомобілебудування, значно забруднюють атмосферу вихлопні гази автотранспорту. До складу вихлопних газів входять, крім СО₂, СО, свинцю і т.д., речовини канцерогенного походження. До забруднень автотранспортом слід віднести і забруднення гумовим порохом. Майже всі складові вихлопних газів автомобілів шкідливі для людського орга­нізму, а оксиди азоту – N_xO_y до того ж беруть активну участь у створенні фото­хімічного смогу.

Найбільшу загрозу для людства становить забруднення атмосфери радіоактивними речовинами. Ця проблема вперше виникла в 1945 р. після вибуху двох атомних бомб, скинутих з американських літаків на японські міста Хіросіму та Нагасакі. Природна радіоактивність існує незалежно від діяльності людини. Живі істоти певною мірою пристосувалися до неї, хоч шкідливість її для них є очевидною.

За будовою та характером впливу на атмосферу штучні джерела забруднення умовно поділяють на технічні (порох цементних заводів, дим і сажа від згоряння вугілля) та хімічні (тверді або газоподібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції).

Рис. 3. 2. Вклад у забруднення атмосфери по галузях

промисловості

За агрегатним станом усі забруднювальні речовини поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Саме газоподібні забрудники становлять 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу. Забруднення атмосфери неоднакове по регіонах. В індустріально розвинених районах воно може бути в тисячу разів більшим за середньопланетарні значення.