13. Антропогенные источники загрязнения атмосферы.

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.

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами (вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров). Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. Значительно превосходит природное.

В зависимости от масштабов распространения выделяют местное, региональное и глобальное.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ классифицируются на

1. Газообразные (SO₂, NO_x, CO, C_xH_y).

2. Жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей)

3. Твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества).

Главные загрязнители атмосферного воздуха – SO₂, NO_x, CO и твердые частицы. Помимо главных: формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод.

Наиболее опасное загрязнение атмосферы – радиоактивное. Обусловлено продуктами испытания ядерного оружия и АЭС.

Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников.

«Основной вклад» в загрязнение атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.

1. Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на АЭС – радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы – отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов сгорания. Из-за небольшой высоты труб токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок.

2. Черная и цветная металлургия. Твердые частицы, оксиды серы, углерода, а также в небольших количествах марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

3. Химическое производство. Ввиду своей высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. Оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль).

4. Выбросы автотранспорта. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений – бенз(а)пирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применения этилированного бензина). Наибольшее количество вредных веществ образуется при неотрегулированной топливной системе автомобиля.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газодобывающих заводах, при выбросе газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов.

Трансграниченые загрязнения – перенесенные с территории одной страны на площадь другой.

Уже начиная с 19 века по мере развития промышленности, а затем энергетики и транспорта газовое равновесие в атмосфере начинает нарушаться. Эти нарушения выражаются в первую очередь в неуклонном увеличении содержания CO2 и снижении содержания кислорода.

Увеличение содержания в атмосфере молекулярного и связанного азота происходит в основном за счет ежегодного поступления в воздух оксидов азота, образуемых при сжигании минерального топлива в тепловых двигателях.

Серьезные последствия могут иметь и загрязнения атмосферного воздуха фреонами, которые производятся химической промышленностью для изготовления аэрозольных упаковок, эксплуатации холодильных машин и других целей. Фреоны разрушают озоновый слой Земли, тем самым способствуют развитию глобального потепления. Основным источником загрязнения атмосферы аэрозолем являются газопылевые выбросы промышленных предприятий и выхлопные газы транспортных средств, в том числе и воздушный транспорт.

Помимо газового загрязнения наблюдается неуклонное «запыление» воздушной среды – обогащение ее аэрозолем. За последние несколько десятков лет концентрация мелкодисперсной пыли возросла в десятки раз, и естественная среда не успевает самоочищаться от него.

Основными источниками очаговых загрязнений атмосферы являются газопылевые выбросы предприятий химической, металлургической и машиностроительной промышленности, тепловых электростанций и транспортных машин. Эти загрязнения наиболее характерны для городов, промышленных районов и автомобильных магистралей. В воздушной среде городов с их автомобильным транспортом, промышленными предприятиями и отопительными установками концентрация различных загрязнителей достигает значительных величин. При взаимодействии загрязнителей и кислорода воздуха под действием ультрафиолетового излучения образуется токсичные туман, называемый «фотохимическим смогом», особенно опасный для здоровья людей в период температурных инверсий.

Процесс урбанизации привел не только к увеличению количества городов, но и к росту городов-гигантов и возникновению городских агломераций (слияний городов).

Над крупными городами и агломерациями наблюдается локальное тепловое «загрязнение» атмосферы: температура городского воздуха на 1-6 градусов выше, причем тепловой поток распространяется на высоту в несколько километров.

Приблизительные данные о количестве газообразных выбросов в атмосферу по отраслям промышленного производства:

1. Теплоэлектростанции – 43%

2. Черная металлургия – 14%

3. Нефтяная промышленность – 10%

4. Цветная металлургия – 8%

5. Прочие – 25 %

Загрязнение воздуха сопровождается образованием устойчивых аномалий загрязнителей в почвах, воде и растениях.

Вокруг коксогазовых заводов и ТЭЦ, в частности, формируется геохимические аномалии с радиусами 8-15 км. Эти аномалии наблюдаются и вдоль автомобильных дорог с интенсивным движением: почвы территорий загрязняются свинцом, содержащимся в выхлопных газах автомашин (было установлено, что содержание свинца в них увеличилось с 30 до 100 мг).

Влияние загрязнения воздушной среды не ограничивается территорией расположения источников газопылевых выбросов, а во многих случаях распространяется на большие расстояния, пересекая нередко межгосударственные границы.

Антропогенные источники загрязнения оказывают наибольшее влияние на состав атмосферного воздуха.

К антропогенным загрязнениям также можно отнести шумовое загрязнение.