1.2. Классификация загрязнений атмосферы

Загрязнение атмосферы - результат выбросов загрязняющих веществ(ЗВ) из различных источников. ЗВ - вещество, не входящее в постоянный состав атмосферы, неблагоприятно воздействующее на окружающую среду и здоровье людей.

Существуют два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и искусственный(антропогенный).

Естественное загрязнение атмосферы обусловлено поступлением в нее вулканического пепла, космической пыли(до 150 -165 тысяч т ежегодно), растительной пыльцы, морских солей. Основными источниками природной пыли являются пустыни, вулканы и оголенные участки земли.

При гниении и разложении образуются, как правило, большие количества сероводорода, аммиака, оксидов азота. В результате биологических процессов и деятельности вулканов в атмосферный воздух поступают углеводороды. Большое количество вредных веществ образуется в результате вторичных природных процессов. Так, хвойные деревья выделяют эфирные масла, которые, окисляясь, образуют новые химические соединения. Установлено, что источником часто наблюдаемой синей дымки над лесами являются терпены: пинены, изопрен, лимонен и другие, а так же продукты их полимеризации. В табл.1.3 приведены экспертные оценки выделения некоторых вредных веществ природными и антропогенными источниками.

Согласно приведенной таблице природные источники выделяют больше вредных веществ(ВВ); тем не менее самым опасным является антропогенное поступление веществ в атмосферу. Это связано с тем, что ВВ антропогенного происхождения накапливаются в зоне обитания человека. Кроме того, специфические ВВ, не существовавшие ранее в природных условиях, в настоящее время становятся составной частью атмосферного воздуха, его микроэлементами.

Таблица 1.3

Выделение(10⁶ т/сутки) некоторых газообразных веществ

Вещество	Источник
	природный	антропогенный
диоксид серы	-	0.4
сероводород	0.3	0.01
оксиды азота	2.0	0.2
аммиак	3.0	0.01
углеводороды	2.0	0.2
оксид углерода	10.0	1.0
диоксид углерода	3000	50

Загрязнения переносятся по воздуху от источников появления к местам их разрушающего воздействия; в атмосфере они могут претерпевать изменения, включая химические превращения одних ВВ в другие, еще более опасные вещества. Установившееся содержание ВВ в воздухе определяет степень разрушающего воздействия на данный регион. Другим словами, степень загрязнения атмосферы зависит от числа и массы выбросов.

Оценка результатов загрязнения атмосферы включает отрицательное воздействие на отдельные объекты живой природы(людей, животных, растительность), на неживые составляющие природы, включая воду, почву и ландшафт в целом, на строения, на материалы. В общем плане концепция загрязнения атмосферы включает значительное число действий и явлений, ведущих к ухудшению исходного природного ее качества. В рамках Конвенции по межгосударственному загрязнению атмосферы к загрязняющим воздух веществам(ЗВ), помимо выбросов в воздух материальных частиц, относятся выбросы энергии. Следовательно, выбросы теплоты, шум, вибрации, излучения могут считаться видами загрязнения. В табл.1.4 дана классификация загрязнения атмосферы по масштабам подхода к их решению.

Как видно из табл.1.4 динамическое загрязнение атмосферы происходит главным образом в нижних ее слоях, а долговременные изменения вследствие загрязнений, воздействуют на всю земную атмосферу.

При оценке загрязнения атмосферы важен также период времени, в течение которого ЗВ сохраняются в ней (определяется как частное от деления некоторого объема атмосферы на скорость выведения этого ЗВ из этого объема). В табл.1.5 приведены средние времена пребывания

Таблица 1.4

Классификация загрязнения атмосферы

Проблема	Масштаб			Компетенция
	по региону	по высоте	по времени	организаций
Глобальная	глобальный	атмосфера	десятилетия	Международ -
Континенталь-ная	континенталь-ный	стратосфера	годы	ных
Государственная	государствен-ный	тропосфера	месяцы	Государствен-ных
Промышленно-го конгломерата	обширный район малая зона	тропосфера нижний слой(до 500 -1500 м)	недели дни	Региональных
Города	городской	нижний слой(до 500 -1500 м)	дни	Региональных
Локальная	непосредствен-ное окружение источника	высота дымовой трубы	часы	Региональных

некоторых веществ в атмосфере.

В зависимости от места образования следует различать первичное загрязнение (результат выброса из источника собственно ЗВ) и вторичное загрязнение (результат химических превращений веществ в атмосфере). При рассмотрении вторичного загрязнения обращают внимание на основные химические реакции (например, окисление, восстановление), приводящие к изменениям газообразных веществ в атмосфере; изменения степени агрегирования (например, превращения некоторых газообразных веществ в тонкодисперсные твердые частицы, которые остаются в верхних слоях атмосферы), а также фотохимические превращения, в которых в результате сложных взаимодействий ЗВ, озона и других компонентов природной атмосферы в сочетании с солнечным излучением образуются фотохимические смоги.

На рис.1.2 приведены данные о времени пребывания тонкодисперсных частиц в атмосфере. Имеется две концепции образования атмосферной пыли. На рис.1.3 отражены данные Уитби и Хьюсара об основных гранулометрических характеристиках твердых частиц в атмосфере.

Таблица 1.5

Время пребывания веществ в атмосфере

Наименование ЗВ	Среднее время пребывания
гелий	107 лет
азот	106 - 2*107 лет
кислород	5*103 - 104 лет
диоксид углерода	5 -10 лет
водород	4 -8 лет
метан	4 -7 лет
оксид азота(N2O)	2.5 -4 года
озон	0.3 -2 года
монооксид углерода	0.2 -0.5 лет
диоксид азота	8 -11 суток
вода	10 суток
сульфат -ион	10 суток
монооксид азота	9 суток
аммиак	5 -6 суток
ион аммония	6 суток
нитрат -ион	5 суток
диоксид серы	2 -4 суток
сероводород	0.5 -4 суток
органический углерод	2 суток

Сплошная линия А обозначает образование атмосферной пыли по Уитби. Первый максимум на кривой А соответствует образованию первичных частиц вследствие конденсации горячих паров, второй - образованию частиц вследствие превращения газов и процесса коагуляции, третий - ветровому переносу частиц пыли, антропогенным выбросам и частицам от естественных источников. Штриховые линии В и С отражают концепцию двухступенчатого образования атмосферной пыли по Хьюсару. Согласно этой концепции, тонкодисперсная часть пыли (кривая В) образуется в результате реакций в газах, а грубодисперсная часть (кривая С) состоит из элементов земной коры.