Тема 17. Екологічне картування атмосфери

Атмосфера як предмет екологічного картографування має свої особливості. Об’єктом картування атмосфери є метеокліматичні чинники (середньомісячні і середньодобові температури, динаміка змін кількості опадів, вологості, повторюваність протягом місяця і року основних напрямів вітрів та ін.), які впливають на розподіл забруднювачів в атмосферному повітрі та їх осідання на грунтовий та рослинний покрив, водну поверхню суші та інші компоненти біосфери, а також якісні та кількісні показники забруднення атмосфери. Забруднення повітря, в основному, є причиною деградації інших складових екосистем.

Повітряна оболонка Землі є однією з найголовніших умов життя і має важливе екологічне значення. Вона захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів, є носієм тепла і вологи. Через атмосферу відбувається фотосинтез, обмін енергії та інформації, що є основними процесами в біосфері. Наявність атмосфери на планеті обумовлює ряд екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, діяльність повітряних мас тощо). Для деяких організмів (бактерії, літаючі комахи, птахи та інші) атмосфера є основним середовищем життя.

Названі процеси активно відбуваються при екологічній рівновазі в системі „природа – суспільство”. Діяльність людини може порушувати цю рівновагу в природі, що призводить до виникнення екологічних проблем. Серед них можна назвати парниковий ефект, озонові діри в атмосфері, смог, кислотні дощі, забруднення атмосферного повітря тощо.

Якщо перші дві проблеми мають планетарний характер, то решта – локальний. Серед основних локальних проблем, які можна картографувати, найбільше виділяється забруднення атмосферного повітря.

Забруднення атмосферного повітря на картах може передаватись в абсолютних і відносних показниках. Перші називаються картами забруднення і характеризують джерела забруднення. Другі – відносяться до карт забрудненості, на них показуються відносні кількісні величини концентрації забруднювальних речовин (мг/л, мг/м³) як за окремими інгредієнтами, так і сумарними величинами.

Більшість існуючих карт можна віднести до карт забруднення, які не мають прикладної оцінки і належать до інвентаризаційних карт. Принципово іншою є карта забрудненості атмосферного повітря. Вона характеризує сумарну забрудненість атмосферного повітря, містить кількісну і якісну оцінки можливого впливу на здоров'я населення. Забрудненість – це несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково викликані діяльністю людини, які безпосередньо або опосередковано змінюють розподіл енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери і умови існування живих організмів. Ступінь змін і масштаби наслідків залежать від інтенсивності й характеру самого забруднення, стійкості атмосферного повітря до антропогенного навантаження.

До основних техногенних забруднювачів, які викликають регіональні або глобальні зміни стану атмосфери і здоров'я населення, можна віднести оксиди вуглецю, діоксид сірки, оксиди азоту, галогенорганічні сполуки, вуглеводневі сполуки, важкі метали, аерозолі тощо. Ці забруднювачі надходять в атмосферу від стаціонарних і пересувних джерел забруднення.

Оцінка забруднення атмосферного повітря лише за викидами шкідливих речовин не повністю характеризує стан атмосферного повітря, через те, що не враховуються транскордонні переноси і забруднення від інших джерел. Тому для повної оцінки використовуються фонові концентрації основних забруднювачів. Негативний вплив на природне середовище може відбуватися внаслідок прямого контакту з забрудненим повітрям і шляхом випадання шкідливих речовин із атмосфери, що призводить до вторинного забруднення води і грунтів. Просторовий масштаб впливу коливається в надзвичайно широких межах залежно від характеристик джерел забруднення і об'єктів впливу. Концентрація забруднювальних речовин від окремих локальних джерел внаслідок процесів розсіювання і випадання домішок швидко зменшується з віддаленням від джерела. Максимальні концентрації спостерігаються на відстані, що дорівнює 20 висотам труби. Тому небезпечні для здоров'я людини концентрації забруднювачів від таких джерел спостерігаються, як правило, на площі не більше 10-100 км². В крупних промислових агломераціях відбувається накладання забруднення від окремих джерел.

Для оцінки ступеня забруднення атмосферного повітря використовуються максимально-разові і середньодобові концентрації забруднюівачів Ці концентрації зіставляються з максимально-разовими і середньодобовими гранично допустимими концентраціями (ГДК). Максимально-разова ГДК необхідна для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, зміни біоелектричної активності головного мозку, світлової чутливості очей тощо) за короткотривалого впливу забруднювачів (до 20 хвилин), а середньодобова ГДК – з метою попередження загальнотоксичного, канцерогенного, мутагенного та іншого впливу забруднювачів. Для оцінки впливу забруднювачів на здоров'я населення потрібно користуватися не лише максимально-разовими і середньо-добовими ГДК, які регламентують вміст хімічних елементів у повітрі населених пунктів, але й показники, які характеризують вміст шкідливих речовин за тривалий період (місяць, рік). Підставою для цього служить те, що невеликі концентрації речовин при тривалій дії дають такий же негативний ефект, що й висока концентрація за короткий проміжок часу.

Ступінь забрудненості атмосферного повітря встановлюється за кратністю перевищення фактичної концентрації забруднювачів відповідної ГДК з урахуванням класу шкідливості, сумації біологічної дії забруднень повітря і частоти перевищення ГДК. Це стосується оцінки окремих забруднювачів повітря; щодо сумарного забруднення, то необхідно мати сумарні ГДК. На жаль, останні існують теоретично у вигляді різних інтегральних показників.

Серед клімато-погодних умов важливим є метеорологічний потенціал атмосфери. Цей показник характеризує переважання тих чи інших процесів (накопичення чи розсіювання протягом року на певній території) і визначається за повторюваністю днів зі швидкістю вітру 0-1 і більше 6 м/с; днів з туманами та опадами. Якщо метеорологічний потенціал атмосфери більше 1, то переважають процеси накопичення, якщо менше 1, то – самоочищення атмосфери.

Порівняльний аналіз карт забрудненості атмосферного повітря та метеорологічного потенціалу атмосфери свідчить про те, що на території України переважають процеси розсіювання забруднювачів. Виняток складають гірські райони Карпат і Криму, де умови сприятливі для накопичення забруднювачів. Але в цих регіонах невеликий рівень промислового забруднення. Тому вся територія України має певний позитивний потенціал самоочищення атмосфери. Звідси можна прогнозувати поліпшення екологічного стану атмосферного повітря при дотриманні певних природоохоронних заходів.

Контрольні запитання

1. Що є об’єктом екологічного картування атмосфери?

2. Карти забруднення і карти забрудненості атмосферного повітря?

3. Які ви знаєте критерії оцінки атмосферного повітря?

4. Що таке метеорологічний потенціал атмосфери?