Ауа ортасын

қорғаудың

техникасы мен

технологиясы

Техника мен технология саласындағы

мамндық пен дайындық бағытында оқитын

жоғарғы оқу орнындағы студенттер үшін

оқулық ретінде Ресей Федерациясының білім

беру Министрлігімен рұқсат етілген

Мәскеу

«Высшая школа»

2005

Кіріспе

Қоршаған ортаны қорғау мәселелерінің ішіндегі өзекті мәселе ауа бассейндерін қорғау болып табылады, себебі ластанған ауа экологиялық жағдаймен байланысты негізгі фактор болып табылады. Ауа ортасын өндірістік қалдықтармен ластануынан қорғау табиғатты қорғау мен табиғи ресурстарды қолдануды жақсартудың әлемдік маселелерінің кешенді тапсырмасына кіретін маңызды әлеуметтік және қоғамдық тапсырмалар болып табылады.

Дүние жүзінде атмосфера ауасына жылына 200 млн тоннадан астам көмертегі оксиді, 150 млн т астам күкірт (күкіртті газдың) диоксиді, 50 млн т астам азот оксиді, 50 млн т астам әр түрлі көмірсутектер, 250 млн т астам аз дисперсті аэрозольдердер және тағы да басқа заттар келіп түседі. Ауаның өндірістік қалдықтармен ластануы ауыл шаруашылығына айтарлықтай материалдық залал келтіретіні және халықтың ауруға шалдығуының өсуіне әкелетіні белгілі. Ластанған атмосфералық ауаның әсерінен бүкіл жасыл массивтер өлуде. Орман шаруашылық мамандары Еуропада ластанған ауа есебінен қылқанды ағаштар орналасқан жерлердің ауданы 40% -ға кеміді деп есептеп шығарды. Күн сәулесінің әсерінен және озонның қатысуымен одан да ары уытты қосылыстарының пайда болуына әкелетін белгісіз реакциялар пайда болады.

XX ғасырдың 90-шы жылдарында көп қалалардың атмосфералық ауасындағы сәйкес ластаушы заттардың концентрациясының азаюы мен өндірістік қалдықтардың қысқаруы айтарлықтай болғанымен оның ластану деңгейі жоғары болып қалды. 2002 жылы бір немесе бірнеше қоспалардың орташа жылдық концентрациясы ШРК-дан жоғары болып кеткен 65,4 млн адамы бар 200 қалалар тіркелді. 21 млн адамы бар 48 қалаларда ластаушы заттардың ең жоғарғы концентрациясы 10 ШРК-дан асып кетті. Қалаларды атмосфераның ластану мәселесін бенз(а)пиреннің, қалқымалы заттардың, азот диоксидінің, күкірткөміртек және формальдегидтің жоғары концентрациясымен анықтайды. 2002 ж. бенз(а)пиреннің концентрациясы 157 қалаларда, формальдегидтің – 117, азот диоксидінің -103, қалқымалы заттардың – 69 қалаларда ШРК-дан асып кетті.

90 жылдарда басталған өндірістің өсуін және газды және көмір өнеркәсібі, қара және түсті металлургиялар, химиялық және мұнай химиялық өнеркәсіптер, орман, ағаш өңдеу және целлюлоза-қағазды өнеркәсіптер, құрылыс материалдар өнеркәсіптерінен шыққан ластайтын қалдықтардың көбеюі, сонымен қатар жылуэнергетикадан шығатын қалдықтардың өсуін назарға ала отырып, атмосфералық ауа сапасының нашарлауын, халықтың осы фактор арқасында болатын ауруына және өлуіне әкеледі.

Атмосфераны қорғау мәселелері ғылым саласында кең көлемді қамтиды. Олар химиялық технологиялар, машина жасау және метрологиялардың жалпы тапсырмасымен қатар, математика, физика, электртехника, дәрігер, гигиенист және т.б сияқты ғылымдардың мамандары айналыса алатын сұрақтарды қамтиды. Атмосфераны ластаушы заттардан қорғау үшін ең тиімді әдіс болып атмосфераға зиянды заттардың түсуін жабық өндірістік циклдары, шығарулары немесе шұғыл түрде төмендеткіші бар жаңа үздіксіз ресурс және энергия үнемдегіш технологиялық үдерістерді жасау болып табылады. Бірақ кейде шикізатты толық немесе кешенді қайта өңдеуімен экономикалық пайдалы қалдықсыз техникалық үдерістерді жасау мүмкін болмайды. Сол себепті қазіргі кезеңде көптеген өндірістік кәсіпорындар үшін шығарындыларды тазарту ауа бассейндерін ластанудан қорғауда негізгі шаралар болып қалады.

Бұл проблеманы сапалы түрде шешу үшін ауаның ластануына қатысты барлық сұрақтар кешенін: атмосфераның ластану түрлерін және оның қасиетін, ауаның және шығарындылардың сапасын нормалауды, ластаушы заттардың қалыптасу принциптері және өнеркәсіптің бөлек салаларының атмосфераға әсерін, атмосферада шығарындылардың жүруін, шығарындыларды тазарту үдерісінің негізіне жататын физикалық және химиялық үдерістерді, атмосфераны қорғау мекемелелерінің құқылы және мекемелік сұрақтарын, газ тазарту қондырғысының конструкциясы мен газ тазарту технологиясын жасау, ұсталған өнімді кәдеге асыруды білу керек.

1. Атмосфераның ластануы себептері мен салдары

1.1. Атмосфера- тіршілік негізі

Жер атмосферасының құрылымы. Әдетте «атмосфера» терминін Жерді қоршайтын ауа қабаты деп түсінеді. Шамамен 4,5-5 млрд жыл бұрын Жер атмосферасының құрамы вулканды шығарындылардың құрамына ұқсас болған: негізінен су буы, азот диоксиді мен азоттан тұратын болған. Мұз басу үдерісі кезінде Жердің беті біртіндеп қатая бастады. Пайда болған қатты жаңбырлар айтарлықтай дәрежеде атмосферадан көмірқышқыл газын шайып тастады да, Жерде гидросфера қабаты пайда болды, ол кейін өмірдің пайда болуына әкелген бірегей шарттарды туғызды. Атмосферадағы оттек мүлдем басқаша шығу тегінен, нақтырақ айтсақ, жасыл өсімдіктерден пайда болған.

Гидросферада 3млрд жыл бұрын пайда болған энергиясын қоршаған ортадан алатын жекеленген химиялық реакциялар өзінің эволюциясының нәтижесінде біртіндеп фотосинтезге қабілетті қарапайым жасушаларды тудырды. Бұл организмдер органикалық қосылыстардың синтезі үшін күн энергиясын және көміртек диоксидін қолдана отырып, судағы химиялық заттармен қоректенеді де оттек бөлген. Атмосферада оттек пайда болғаннан бастап Жер тарихында жаңа дәуір басталды. (сурет 1).

Қазіргі кезде атмосфераның негізгі компоненттері азот, оттек, су, аргон (кесте 1) болып табылады. Жер атмосерасының жиынтық массасы 5,3-1018 кг құрайды.

Атмосфераның компоненттері оған айтарлықтай біркелкі бөлінбеген. Атмосфераны зерттейтін мамандар температурасына байланысты Жерден әр түрлі қашықтықта орналасқан бірнеше аймақты ажыратады (сурет 2). Ауаның массасының 95% Жерден шамамамен 17 км қашықтықта орналасқан ішкі қабат – тропосфераға келеді. Биіктік өскен сайын тропосферадағы температура азаяды.

Тропосферадағы ауа массасының көбісі үнемі қозғалыста болады, себебі күнмен қызған ауа көтеріледі және суық ауамен алмастырылады. Тропосферадағы бұл ауаның алмасулары арқылы болатын физикалық үдерістер климат пен ауа-райын анықтайтын шешуші факторлар болып табылады.

Сурет 1 - Жер атмосферасының эволюциясы

Сурет 2 - Жер атмосферасы

Олар сонымен қатар тропосферадағы зиянды химиялық заттардың типтері мен олардың таралуына әсер етеді.

17-ден 48 км-ге дейінгі биіктікте орналасқан атмосфераның екінші қабаты стратосфера деп аталады (сурет 2). Бұл қабаттағы температура басында тұрақты болып тұрады, сосын биіктікпен көтеріле бастайды. Стратосферада атмосфералық озонның негізгі бөлігі топталған және тап осы жағдай температураның көтерілуіне негіз болады. Озон Күннің ульракүлгін сәулелерін өзіне жұтып алады және бұл стратосфераның қызуына әкеледі. Озон қабаты 99 %-ға жуық зиянды ультракүлгін (УК) радиацияны фильтрлейтін газ тәрізді озоннан (0₃) тұрады.

Стратосфералық озон жоғары энергетикалық УК радиациясын жұтып, тропосферада оттектің көп бөлігін озонға айналып кетуден сақтайды. Тропосферада қалалық қалдық компоненті ретінде қалыптасатын (формируется) озонның аз мөлшері өсімдіктердің өлуіне әкеледі, адамдардың тыныс алу жүйесіне және басқа да жануарларға, сонымен қатар резеңке сияқты материалдарға әсерін тигізеді. Осылай, біздің денсаулығымыз стратосферадағы «жақсы» озонның жеткілікті болуына және тропосферада «жаман» озонның жоқ болуына тәуелді.

50 км биіктікте мезосфера қабаты – қайтадан температура түсетін аймақ басталады.

Атмосферадағы барлық дерлік компонеттері тропосферада, стратосферада және мезосферада бірдей қатынаста болады. Бірақ атмосфералық қысым биіктеген сайын азаяды, яғни ауа биіктікке қарай сирегірек болады.

Кесте 1- Табиғи атмосфераның орташа газды құрамы(құрғақ ауада).

Негізгі газды компоненттер	Құрғақ түрде			Ылғал түрде
	%, (көлемі бойынша)	г*м-3	% (салмағы бойынша)	% (көлемі бойынша)	г*м-3	% (салмағы бойынша)
Азот	78,09	895	75,54	75,65	867	74,08
Оттек	20,94	274	23,13	20,29	265	22,64
Су	-	-	-	3,12	23	1,97
Аргон	0,93	15,2	1,28	0,9	14,7	1,26
Барлығы негізгі компоненттер	99,96		99,95	99,96		99,95
Өзге газды сомманың мазмұны-0,04-0,05%, т.е. 400-500 ррм

Олар атмосферада сейіледі, содан кейін жаңбырмен жерге шөгеді немесе түседі, ал топырақ микроорганизмдері улы газдарды зиянсыз қосылыстарға айналдырады. Осылайша, табиғи ластағыш заттардың концентрациясы шекті деңгейден анағұрлым аз болып тұрады. Бірақ соңғы екі ғасырда, және ерекше соңғы 5 жылда, атмосфера адам іс әрекетінен ең жоғарғы өзгерулерге ұшырады.

Жалпы атмосфераның ластану концепциясы оның қазіргі табиғи жағдайының сапасын құртуға әкелетін едәуір іс-әрекеттер мен құбылыстардан тұрады. Атмосфераның ластануы деп атмосфераның құрамы оның ішіндегі қоспалардың табылуы нәтижесінде өзгеруі түсініледі (МЕСТ 17.2.1.04-77). Яғни, атмосфераның ластануы деп қатты, сұйық және газ тектес ластағыш заттардың тасталуы түсініледі. Сонымен, Ресей Федерациясында атмосфераның ластануы болып оған адамдарға, тірі және өлі табиғатқа, экожүйеге, құрылыс материалдарына, барлық қоршаған ортаның табиғи рессурстарына зиян келтіре отырып, сыртқы ауаның сапасы мен құрамына әсер ететін көлемде кез-келген затты тікелей немесе жанама енгізу саналады.

Ластағыш заттар – бұл қоршаған ортаға атмосферадағы тікелей химиялық өзгерулерден кейін немесе басқа заттармен қосылыстары кезінде теріс әсерін тигізетін заттар.

Кесте 2 - Атмосфера ластануының жіктелуі

Мәселе	Масштаб			Ұйымның құзыры
	Аймақ бойынша	Биіктік бойынша	Уақыт бойынша
Әлемдік	Әлемдік	Атмосфера	Он жылдықтар	Халықаралық
Континентті	Континентті	Стратосфера	Жылдар
Мемлекеттік	Мемлекеттік		Айлар	Мемлекеттік
Индустриялық конгломераттың	Аумақты аудан Кіші зона	Тропосфера	Апталар	Аймақтық
Қалалар	Қалалық	Астыңғы жақ 500-1500 м дейін	Күндер
Жергілікті	Бастаудың жарқылдақ айналасы	Түтіннің құбырының биіктігі	Сағаттар

Атмосфераның ластануы – бұл ауаның негізгі компонеттеріне бір ғана емес бірнеше қоспалардың болуы. Сонымен қатар, әрбір нақты ластағыштардың саны шығу көзіне дейінгі қашықтығына, желдің бағытына және табиғи жағдайларға байланысты қатты өзгереді. Осылайша, бізге әсер ететін қоспаның құрамы мен концентрациясы күннен күнге, сағат сайын және бір жерден екінші жерге ауысады. Бұл нәтиже ешқашан жалғыз ластағыш арқылы болмайды дегенді білдіреді. Олардың бәрі – ластағыштың барлық қоспасының жинақталған әсерінің нәтижесі.

2 кестеде атмосфераның ластану жіктемесі және бұл кезде биіктікке, қашықтыққа және уақытқа байланысты пайда болатын мәселелер берілген. Көрініп тұрғандай, атмосфераның динамикалық ластануы басты кейіпте оның астыңғы қабаттарында, ал ұзақ уақыттық өзгерулер ластанудың нәтижесінде бүкіл атмосфераға әсер етеді. Атмосфераның ластануын бағалау кезінде ластағыш заттар сақталатын уақыт аралығы мағызды. 3 кестеде атмосферада кейбір заттардың орташа уақыты келтірілген.

Кесте 3 - Кейбір заттардың атмосферада болу уақыты

Элемент немесе құралым	Атмосферада болуының орташа уақыты
Гелий He	107 жыл
Азот N2	106 – 2 * 107 жыл
Оттек O2	5*103 – 104 жыл
Фреондар ХФУ-11, ХФУ-12, CFCI3, CF2CI2	70-100 жыл
Көміртегі диоксиді CO2	5-10 жыл
Сутегі H2	4-8 жыл
Метан CH4	4-7 жыл
Азот оксиді NO2	2,5-4,жыл
Озон O3	0,3-0,2 жыл
Көміртегі диоксиді CO	0,2-0,5 жыл
Су H2O	10 тәуіл.
Сульфат ион SO4-	9 тәуіл.
Азот оксиді NO2	5-6 тәуіл.
Аммиак NH3	6 тәуіл.
Аммонийдың ионы NH4+	5 тәуіл.
Нитрат ион NO3-	2-4 тәуіл.
Күкірт диоксиді SO2	0,5-0,4 тәуіл.
Күкіртті сутек H2S
Органикалық көміртек (басқа тоқулы СН4 және галогенді көміртек)	1 тәуіл.

Атмосфера ластануының салдары

Адам денсаулығына әсері. Адамның тыныс алу жүйесінде ауаны ластаушыларының әсерінен организмді қорғауға көмектесетін механизмдер қатары бар. Бірақ ауа ластағыштарының әсері осы табиғи қорғаныш механизмдерін жүктеуі немесе бұзуы мүмкін, ол тыныс жүйесінің өкпе ісігі, созылмалы бронхит және өкпе эмфиземасы сияқты көптеген ауруларды тудырады немесе бұл аурулардың дамуына мүмкіндік береді. Ауаның ластануына әсіресе жасы келген адамдар, балалар, жүкті әйелдер және жүрек, астма немесе басқа респираторлық аурулармен ауыратын адамдар сезімтал болып келеді.

Адам организмі басқа тірі организм сияқты өзіне қауіпсіз болатындай белгілі мөлшерде ластағыш заттарға төзе алады. Олардың аурулық реакциялар байқалмайтын құрамын шекті деңгей деп атайды. Көп мөлшерде денсаулыққа зянды салдарлар байқалады. Олар зат концентрациясымен қатар оның әсер ету ұзақтығына (экспозициялар) да байланысты. Қысқа экспозиция кезінде ластағыштардың жоғары деңгейлері өте алады (сурет 3).

Ластану жоғары деңгейге жеткен аралықта көптеген адамдар бас ауруына, көздің және мұрын қуысының тітіркенуіне, жүрек айнуына және жалпы өзін нашар сезінуіне шағым жасайды. Қышқылдың, басты кейіпте күкірт қышқылының болуы астманың жиілеуіне әкеледі, ал улы газдың әсерінен ми жұмысының әлсіреуі, ұйқысырау және бас ауруы болады. Ұзақ уақыт бойы әсер ететін аэрозольдердің жоғары деңгейімен респираторлық аурулар мен өкпе ісігін байланыстырады. Ауыр металдар, сонымен қатар ауаны ластайтын органикалық заттар ішінде көбісі жоғары дозада концерогенді болып табылады. Әдетте, олардың атмосферадағы болмашы мөлшері адамдарда ісік ауруларының себебі болып саналады.

Өсімдікке әсері. Өсімдік, адамдарға қарағанда ауаның ластануына сезімтал болып келеді. Бұл ауылшаруалық мәдениетпен қатар безендіруші түрлерге де қатысты.

Сурет 3 - Ластаушылардың шекті деңгейі

Ауа ластағыштардың үнемі болуы фотосинтезге және өсімдіктің өсуіне, құнарлы заттарды сіңіруге кедергі жасайды және жапырақтары сарғайып, түсуіне әкеледі.

Сонымен қатар ластағыштардың әсеріне ұшыраған ормандар құрт-құмырсқалардың және патогендердің қаптауына сезімтал болып кетеді. Мысалы, АҚШ-та сары және Жеффрея қайындарының өлуі негізінде әлсіреген ағаштарға орналасатын қайың жук-лубоедттарды тудырады. Зиянсыз құрт-құмырсақалардың өзі улағыш заттары бар ортада болса, ол өте қауіпті болып кетуі мүмкін. Өсімдіктердің толықтай апаттық өлуі болмаса да, біріншілік өнімділігінің төмендеуі болады, ол басқа экожүйеде сонымен қатар олардың топырағында байқалуы керек.

Сезімтал түрлер өлген кезде, олардың орнын экологиялық сукцессия барысында тұрақтылары басады.

Таза ауада өсімдіктер ластанған ауаға қарағанда ірі болып өседі. Бұл ластану деңгейі олардың өсуіне нормадан анық зақымдаулар немесе ауытқуларсыз кері әсерін тигізеді. Сөйтіп, кейбір мәліметтер бойынша озонмен ластанбаған өнімдер: жүгеріде – 3%, бидайда - 8%, сояда - 17%, арахиста – 30%-ға көтеріледі. Өсімдіктердің ластаушы әрекеттеріне жауапты реакциясы ортаның сапасын интегралды бақылау кезінде – биотестілеуде қолданылатынын атап өту керек.

Материалдарға әсері. Қабырғалар, терезелер және де басқа беттерге қоспалар түскен кезде сұр және лас болып кетеді. Бояулар мен беттік материалдар тез ескіреді. Теміржол рельстерін, көпірдің тіреулерін және эстакад жасауда қолданылатын темір мен болат материалдары сай күтім мен бояусыз коррозияға ұшырайды және ластанған ауа есебінен беріктігін жоғалтады. Ауаны ластағыштардың әр түрлі түрлері тері, резеңке, қағаз, бояу мен маталар, негізінде мақта маталарының, вискозалар мен нейлонның сапасын нашарлатады. Баға жетпес мраморлы ескерткіштер, тарихи ғимараттар мен витраждар ластанған ауаның әсеріне ұшырайды (қышқыл жаңбырлар).

Сонымен қатар, ашық аспан және жақсы көрініс өзінің эстетикалық бағасын және психологиялық мағынасын жоғалтады.

Ластанған ауа есебінен болатын әлемдік экологиялық маселелер.

Ең негізгілері төменде көрсетілген. Жердің озон қабатының бұзылуы. Озон қабаты Жер бетін ультракүлгін сәулесінің тікелей түсуінен қорғайды. Бұл қабат 10 нан 50 км биіктікте орналасады, ең жоғарғы концентрациясымен 18 ден 30 км аралығында болады. Атмосферада озон өте аз – 4 – 6%. Салыстыру үшін келесі мысалды келтіруге болады: атмосфера озонының саны ені 1 сантимерден аз қабаты бар тура сондай биіктікте орналасқан Жер айналасындағы бұл газдың бүкіл қабатына эквивалентті. БҰҰ-ның мәліметтеріне сәйкес, озон қабатының 1%-ға жұқаруы бүкіл әлемде көз катарактісінің 100 мың жаңа оқиғалары мен 10 мың ісік оқиғаларының пайда болуына әкеледі. Бұл көрініспен өкпе, иммунды, аллергиялық және басқа аурулардың өсуін байланыстырады. Сонымен қатар, атмосферада озонның азаюы «булы әсердің» өсуіне, өнімділікті, топырақ деградациясын төмендетуге алып келеді.

Озон - күйдіргіш, улы газ. Атмосфераның астыңғы қабатында ол қатты ластағыш болып табылады. Бірақ атмосфераның төменгі қабаты мен стратосфера араласпағандықтан, озон атмосфераның төменгі қабатының ластаушысы ретінде және стратосфераның маңызды компаненті ретінде- былай қарағанда екі түрлі нәрсе болып табылады.

Стратосферада озон – бұл оттек молекуласына (О₂) ульракүлгіннің әсер ету өнімі. Нәтижесінде олардың кейбіреулері бос атомдарға бөлінеді, ал олар өз кезегінде оттектің басқа молекуласымен бірігеді. Бірақ барлық оттек озонға айналып кетпейді, себебі оттектің бос атомдары (О) озон молекуласын реттеп, оттектің 2 молекуласын (О₂) береді. Осылай, озонның стратосферадағы мөлшері тұрақты емес; бұл осы екі реакция арасындағы теңдіктің нәтижесін береді.

Озон жүзеге асатын реакция нәтижесінде стратосфераның жоғарғы қабатында және мезосфераның төменгі қабатында пайда болады:

240 hm

O₂ = O+O

O₂ + O = O₃

Озон мен атомды оттек оттекті атмосферада мына раекцияға сәйкес әсер ете алады:

380 hm

O₃ = O₂+O

O₃ + O = 2O₂

Бұл реакциялар озонның бұзылуының негізгі үдерістерінің бірі болып табылатын Чепмен деп аталатын циклды тудырады.

ХФК ультракүлгін әсерінен стратосфераға атомды хлорды бөліп шығарады, ал ол озонмен реакцияға түсіп оны бұзады да, қайта атомды хлорға айналады:

CI + O₃ =CIO + O₂

CI 6 O = CI + O₂

Осылай, ХФК-дің күнмен әсерлесуі 1 хлор атомы озонның 100 000 молекуласын құртатын каталитикалық тізбекті реакциясын түзеді.

Атмосфераға хлорфторкөмірсудың тоннасы тасталатындықтан бұл үдеріс осы заттардың стратосферада озондық экранды бұза алатын жеткілікті концентрацияда жиналуына әкелуі мүмкін.

Соңғы жылдарда ультракүлгінді жұтатын озон мөлшері 3-8%-ке қысқарды. «Озон тесігі» деген сөз қоғамдық дабылдың сигналы сияқты естіледі. Озон мөлшерінің абсолютті минимумы Санкт-Петербургта-45%, Антрактидада-50% нормадан төмен табылған.

Қышқылдық жаңбырлар. Жүз жылдан аса қышқылдық жаңбырлар индустриалды және оған қарасты аудандарда аса маңызды маселе болып келеді, бірақ олардың экожүйеге әсері тек қана 50-ші жылдарда балықшылар Швецияның, Онтарио (Канада) провинциясының және Адирондак (Нью-Йорк штаты) тауларындағы көптеген көлдерде балықтардың популяциясының күрт қысқаруын байқаған кезде анықталды. Бұл себепті іздестіру кезінде әр түрлі гипотезалар ұсынылды. Шведтық ғалымдар барлық мәселе судың қышқылдығының артуы екендігін ең бірінші болып анықтады және оны қышқылдың төменгі рН көрсеткіштерімен байланыстырды. Содан бастап, экологиялық зақымданудың жайылуына байланысты экожүйеге жаңбырдың құртатын әсерінің әр түрлері анықталды.

Қышқылды деп қышқылды көрсеткіші рН < 5,6 болатын кез келген жаңбырды – жауынды, тұманды, қарды айтады. Оларға, сонымен қатар атмосферадан құрғақ қышқыл бөліктердің, анда-санда оларды қышқыл қалдықтар деп атайды, түсуі жатады.

Негізінде, қышқыл жаңбырлар Жердің әр түрлі сферасының бір-біріне өзара әсерін көрсетеді.

Жаңбырлар атмосферадағы көмірқышқыл газының арқасында және онда табиғи жолмен түскен микроэлементтер арқасында қышқыл болуы мүмкін. Адамның қызметі де табиғи «базиске» баттасады. Мәселе ортаны ластайтын заттардың эмиссиясы жіңішке территорияға байланысты шектелетіндіктен туындайды. Ластаушы заттардың көп бөлігі Еуропа мен Солтүстік Американың ластанған территорияларында босатылады, ол шамамен құрғақ жердің 5% құрайды. Кейбір жерде жасанды эмиссия табиғидан 5-10 есе асып кетеді. Жүздеген және мыңдаған километрге созылып жатқан бұл аудандарда қоршаған орта өзгеріссіз қосымша жүктемені көтере алмайды.

Қышқыл жаңбырдың химиялық талдауы күкірт пен азот қышқылының болуын көрсетеді. Күкірттің және азоттың бұл формада болуы мәселе ауаға осы элементтерді шығарумен байланыстылығын көрсетеді. Атмосферада болатын және қышқылды анықтайтын күкірт қосылысының негізгілеріне күкірт диоксиді, көміртектің күкірт оксиді, күкірткөміртек, күкіртсутек және диметилсульфид жатады. Азот қосылыстарының негізгілеріне азот оксидтері, аммиак, азот қышқылы жатады. Жалпы, азот қосылыстарының табиғи және жасанды тастандыларының саны жуықтап тең, бірақ соңғысы, күкірт қосылыстары сияқты, аз араластыруға ұшырайды және Жердің шектелген территориясына жинақталады. Күкірт диоксиді мен азот оксидтері қалдықтарының жалпы көлемі жайлы деректерге сәйкес қышқыл жаңбырлар бірінші ретте жылу электрстранциялары, транспорт және өндірістік кәсіпорынның жұмысымен байланысты.

Қышқыл жаңбырдың қоршаған ортаға әсері келесідей көрінеді.

1. Су экожүйесіне әсері.

Ортаның рН көрсеткіші өте маңызды, өйткені оған метаболизмді, организмде сулы тірі ағзалардың өсуі мен дамуын реттейтін барлық дерлік ферменттердің, гормондардың және басқа да нәруыздардың жұмысы байланысты.

2. Ормандарға әсері.

Қышқыл жаңбырлар, озон сияқты, өсімдік деградациясының ең маңызды себептерінің бірі болып табылады және бірінші ретте ормандардың. Қышқыл жаңбырдың өсімдікке әсерінің келесі түрлері анықталған:

- тікелей байланыс кезінде олардың қорғаныш қабатының бұзылуы. Қышқылдар жапырақтардың, саңырауқұлақтардың және басқа патогенді организмдердің қорғаныш балауыз жабынын бұзады;

- биогендердің шайылуы. Сутек иондары топырақ және гумус бөліктерінен биогендердің ионын оңай шығарады;

- алюминийді және басқа улағыш элементтреді концентрлеу. Улағыш заттар, сонымен қатар алюминий, сынап және қорғасын, ортаның қышқылдануы кезінде концентрленуі мүмкін.

3. Адамдарға және заттарға әсері.

Маман еместердің көзқарастары бойынша қышқыл жаңбырлардың байқалатын нәтижелерінің бірі –өнер туындыларының бұзылуы. Әктас және мрамор – қасбеттік ғимараттар мен ескерткіш қондырғыларын өрнектеу үшін пайдаланатын материалдар. Қышқыл мен әктастың әсерлесуі оларды өте тез үгілу мен эрозияға ұшыратады. Жүздеген және де мыңдаған жылдар бойы тұрып, кішкене ғана өзгерістерге ұшараған ескерткіштер мен ғимараттар қазір езіліп, бөліктерге шашылып жатыр.

Ғаламдық жылыну. Атмосферадан өтетін жарық энергиясы Жер бетіне сіңіп, жылу энергиясына айналады және инфрақызыл сәуле түрінде бөлініп шығады. Бірақ көмірқышқыл газы және парникті (метан, хлорфторкөміртек, азот оксиді) деп аталатын басқа газдардың кейбірі атмосфераның басқа табиғи компоненттеріне қарағанда жер бетінің инфрақызыл сәулесін қайтадан жұтады. Бұл ретте олар қызады да және өз ретінде атмосфераны толығымен қыздырады. Ендеше, қаншалықты парникті газдар көп болса, инфрақызыл сәулелері көп жұтылады да, жылырақ болады. Біз үйренген температура мен климат атмосферадағы көмірқышқыл газының концентрациясымен 0,03% деңгейде қамтамасыз етіледі. Бұл ретте табиғи жағдайларда ауадағы көмірқышқыл газының мөлшері бір деңгейде сақталып тұрды.

Қазіргі кезде бұл тепе-теңдік бұзылды. Адамзат ормандарды қарқынды түрде құрта отырып және кен отындарды пайдалана отырып бірдей уақытта атмосфералық көмірқышқыл газының концентрациясының тез өсуіне ықпал ететін екі ірі үдерісті қосты. Жыл сайын кен отындардың шамамен 2 млрд т жағылады, ендеше, атмосфераға 5,5 млрд т жуық көмірқышқыл газы түседі. Тағы да шамамен 1,7 млрд т ормандар мен топырақтың органикалық заттары – гумустың есебінен түседі.

XX ғасырда 0,0029% болған атмосферадағы көмірқышқыл газының концентрациясы нәтижесінде қазіргі кезде 0,035%, яғни 28% -ға өсті. МГЭИК-тің (климатты өлшеу бойынша сарапшылардың аралық басқару топтары) бағалауы бойынша егер эммиссия қысқарту бойынша қандай да бір шаралар жүргізілмесе, 2060-2080 жылдарға таман СО₂-нің мөлшері екі еселенуі мүмкін. Бұл ретте әр түрлі бағамен 0,3-тен 1м-ге дейін мұхит деңгейінің көтерілуіне әкелетін жер атмосферасының орташа әлемдік температурасы шамамен 1,5-тен 4,5°С-ке дейін көтерілуі мүмкін. Бұл температураның көтерілуі бір қалыпты емес: тропиктерде екі есе төмен және кеңдіктерде екі есе жоғары. Маңызды алалық бұл жылыну неге әкеледі деген сұрақ туады. Бірақ жылынудың болу мүмкіндігін ешкім жоққа шығармайды.

Басқа парникті газдар (метан, хлорфторкөміртек (ХФК) және азот оксиді) көмірқышқыл газына қарағанда инфрақызыл сәулеленуді 50-100 есе қарқындырақ жұтады. Олай болса, ауадағы мөлшері айтарлықтай төмен болғанымен олар ғаламның температуралық режиміне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Қазіргі уақытта жылынудың күтілетін салдарлары болып:

- көлемді қалың елді-мекендерді су басу және миллиондаған экологиялық босқындардың пайда болуы;

- полюстарда өте қатты жылыну атмосфера циркулясының әлсіреуін тудырады, ал ол жауын-шышынның бөлінуін – Солтүстік Африкада олардың санының артуы мен Солтүстік Америкада азаюын – өзгертеді;

- флора мен фауналардың түрлері тез ауысатын климаттық жағдайларға үйренісіп үлгермейді;

- үйреншікті климаттың тұрақты емес климатқа өзгеруі, ал ол әлемнің көптеген мемлекеттерінің ауыл шаруашылығына зиян тигізіп, осы мемлекеттер тұрғындарының денсаулығына кері әсерін тигізуі мүмкін.