2. Джерела забруднення атмосферного повітря

Атмосферне повітря є найважливішим і найнеобхіднішим компонен­том навколишнього природного середовища. Воно, як невичерпний при­родний ресурс, необхідне для життя людей, тварин, рослин, більшості мікроорганізмів і, навіть, підводних мешканців.

Розвиток цивілізації, активізація виробничо-господарської діяльності людини стали основними джерелами атмосферного забруднення. Праг­нучи отримувати дедалі більше матеріальних благ, вона постійно наро­щує споживання (здебільшого нераціонально) сировини, матеріалів і па­лива. А це, в свою чергу, обумовлює збільшення обсягів забруднення навколишнього середовища взагалі і атмосферного повітря, зокрема. У цьому зв'язку російський геофізик і еколог Ю.А. Ізраель застерігає, що "Над планетою нависла реальна загроза - виявилося, що людство, міцно озброєне технічно, неспроможне запобігти негативним наслідкам своїх могутніх дій на природу".

У великих містах планети відбувається сильне забруднення атмосфери інертним пилом і шкідливими пилеподібними викидами, яких нині налічується понад 200 видів. Найбільш небезпечними і поширеними є забруднення атмосфери оксидами азоту (NО_х), сполуками свинцю, оксидами вугле­цю (СО), діоксид сірки (SO₂), вуглеводні (С_nН_m); Пил шкідливо впливає на людину, рослинний та тваринний світ, поглинає сонячну радіацію і тим самим впливає на термічний режим атмосфери та земної поверхні. [6]

Співвідношення маси домішок природного та антропогенного походження, що загалом надходять до атмосфери, наведені у табл. 1.1. Ці дані переконують, що основними джерелами забруднення атмосферного повітря є антропогенні викиди. Їх кількість суттєво стала зростати з другої половини XX ст., що пов’язане з активізацією діяльності людини й появою нових факторів негативного впливу на природу, було обумовлено інтенсивним розвитком виробництва, сільського господарства, транспорту, великою концентрацією населення у містах та іншими соціально-економічними процесами.

До основних антропогенних джерел забруднення атмосфери належать:

теплове та енергетичне устаткування; промислові підприємства; сільське господарство; всі види транспорту.

Таблиця 1.1

Маса деяких забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу

Назва речовини	Природне надходження	Антропогенні викиди
Оксид вуглецю (СО)	-	3,5 * 108
Діоксид сірки (SO2)	1,4* 108	1,45 * 108
Оксиди азоту (N0х)	1,4 * 109	(1,5-2,0) * 107
Аерозоль (тверді частки)	(7,7-22,0) * 1010	(9,6-26,0) * 1010
Поліхлорвінілові речовини, фреони	-	2,0 * 106
Озон(О3)	2,0 * 109	-
Вуглеводні	1,0*109	1,0 * 106
Свинець (РЬ)	-	2,0 * 105
Ртуть(Нg)	-	5,0 * 103

У свою чергу ці джерела розподіляють на стаціонарні та пересувні. Викиди від них надходять в атмосферу у вигляді газоподібних, рідких або твердих речовин. Це так звані первинні забруднювачі. Під час перебування в атмосфері їхні властивості та стан можуть істотно змінюватися внаслідок різних хімічних та фотохімічних реакцій, можуть випадати в осадок важкими фракціями, розпадатися на компоненти, утворювати нові складові, властивості, поведінка яких не завжди відповідає їх попередньому стану. Вони називаються вторинними забруднювачами.

Негативні наслідки антропогенного впливу на атмосферу характеризуються:

• підвищенням концентрації СО і СО₂;

• надходженням до атмосфери сполук сірки;

• надходженням малих газових сполук (фреонів, сполук азоту), сполук хлору і фтору;

• надходженням додаткового тепла і енергії в атмосферу.

Загальна кількість шкідливих викидів у повітря зростає в міру розвитку продуктивних сил суспільства. Підраховано, що у загальному обсязі викидів, що забруднюють атмосферу, частка промислових підприємств становить 60%, енергетичних установок - 27 %.

Підприємства металургійної і машинобудівної промисловості забруднюють атмосферу викидами, що містять мінеральний (вугільний, коксовий) пил, сажу, сірчану кислоту, сірчистий ангідрид, окисли азоту, аміак, ароматичні вуглеводні, ціаністий і хлористий водень, частки шкідливих металів та їх сполук, інші специфічні забруднювачі. Найбільшу кількість шкідливих інгредієнтів містять викиди підприємств нікелево-кобальтової, алюмінієвої, мідної та свинцево-цинкової промисловості. Від підприємств хімічної промисловості у повітря надходять комплекси високотоксичних забруднювачів, які містять мінеральний пил, сірчистий ангідрид, оксиди азоту, окиси вуглецю, аміак, сірководень, сірковуглець, хлор, хлористі сполуки, вуглеводні та їх похідні. Викиди підприємств промисловості будівельних матеріалів містять мінеральний пил, сірчистий ангідрид, окис вуглецю, феноли; целюлозно-паперової промисловості – сірководень, сірковуглець, сірчистий ангідрид, хлор, фенол, формальдегід, скипидар, та інші забруднювачі.

Забруднення повітряного басейну підприємствами енергетики залежить від виду палива, яке ними використовується. Чим вища зольність вугілля, тим більша забрудненість атмос­фери золою і пилом. Викиди енергетичних установок, що працюють на ву­гіллі, містять також окис вуглецю, вуглекислий газ, смоли, сажу. Рідке паливо (нафта, мазут) при згорянні практично не утворює золи, проте тут присутні сажа, сірчистий ангідрид, сполуки вуглецю, ванадію та інші про­дукти неповного згоряння. При спалюванні природного газу (неочищеного) у димових викидах міститься сірчистий ангідрид та оксиди азоту. [5]

Шкідливі викиди в атмосферу від пересувних джерел - залізничного, водного, авіаційного та автомобільного транспорту, які у загальному об­сязі становлять 13 %, складаються із продуктів неповного згоряння використовуваного ними палива. Становище погіршується ще й тим, що автомобільні викиди концентруються в приземному шарі повітря – саме в зоні нашого дихання. Негативно впливають на озоновий шар атмосфери висотні польоти літаків, запуски космічних кораблів і військових балістичних ракет.

У викидах бензинових двигунів переважають окиси вуглецю, окиси азоту і вуглеводні, а у дизельних двигунів - окиси азоту і сажа. Вживання зрідженого газу, як джерела автомобільного палива, істотно знижує токсичність викидів.

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 Хіросиму й Нагасакі. Природна радіоактивність існує незалежно від діяльності людини. Радіаційне забруднення атмосфери перш за все пов'язане з випробувальними ядерними та термоядерними вибухами, внаслідок яких утворюється значна кількість радіоізотопів. У викопному вугіллі й пустих породах містяться домішки природних радіоактивних елементів. Після спалювання вугілля ці елементи концентруються в частинках золи, яка виявляється більш радіоактивною, ніж вихідне вугілля і пусті породи. Таким чином відбувається забруднення атмосфери і земної поверхні. [2]

Не дивлячись на величину повітряного басейну, він піддається дуже істотним діям, що викликає зміни його складу як на окремих ділянках, так і на всій планеті. Повітря необхідне як джерело кисню для дихання, окислення і спалювання сировини. Але велика кількість О₂ витрачається, крім того, при випадково виниклих пожежах торф'яників, лісів, покладів кам'яного вугілля при спалюванні нафтових газів. Підраховано, що у високорозвинутих країнах на господарські потреби чоловік витрачає ще на 10-16 % більше кисню, чим його виникає в результаті фотосинтезу рослин. Тому в крупних містах виникає дефіцит О₂.

Крім того, в результаті інтенсивної роботи промислових підприємств і транспорту в повітря викидається величезна кількість пилеподібних і газоподібних відходів. Наприклад, підраховано, що в світі протягом року з продуктами згорання викидається в атмосферу більш ніж 300 млн т оксидів вуглецю, 50 млн т вуглеців, 50 млн т оксидів азоту, 150 млн т оксидів сірі, 350 тис. т з'єднань свинцю.

У крупних містах на автомагістралях концентрація основного токсичного компоненту газового вихлопу чадного газу – досягає 200-500 мг/м3 (при нормі 3 мг/м3). Є відомості, що щороку від забруднення гине, наприклад, у Франції близько 400 дерев, 30 тис. трав'янистих рослин, 8 тис. молоднякові, 800 дорослих тварин (диких і домашніх). У птахів, які кубляться поблизу індустріальних центрів, інтенсивність розмноження знижується на 35 %. Суміш сирого повітря, сірчистого газу і крапельок сірчаної кислоти створює туман, так званий смог, який час від часу з'являється в Токіо, Мадриді, Нью-Йорку і від якого прямо або побічно захворює і гине немало міських жителів. Встановлено, що в результаті забруднення повітря можуть появлятся хронічні бронхіти, підвищена схильність до інфекцій і навіть генетичні порушення.

В результаті діяльності людини постійно зростає кількість вуглекислого газу в повітрі (за останніх 100 років від 0,004 до 0,032 %). Це може привести до зміни клімату на Землі, оскільки підвищена концентрація CO₂ викликає “парниковий ефект”.

Багато суперечок розвернулися і біля питання про руйнування озонового шару у верхніх шарах атмосфери, однією з причин якого вважається використання фреонів як наповнювач-розпилювач для аерозольної упаковки ряду речовин (лаків, дезодорантов, отрутохімікатів, антисептиків). [7]

Вивчення джерел забруднення атмосферного повітря переконує, що саме ті об'єкти, без яких неможливо уявити сучасне місто і село та які створюють умови для ефективної діяльності людини, одночасно ускладнюють життя суспільства, погіршуючи стан навколишнього середовища. Але розум людини створює нові, досконаліші технології, які забезпечують мінімальне забруднення повітря. Протягом останніх років все успішніше ведуться пошуки нових видів палива, відбувається заміна традиційних його видів такими, що менше забруднюють повітря.

Збереження атмосферного повытря також значно сприяэ переведення залызничного транспорту на електротягу. Загалом по регыонах Украъни цей показник становить майже 62%. [5]