Загрязнение воздуха

Как известно, наряду с газами в составе атмосферы всегда присутствуют различные газообразные соединения, капельно-жидкая влага, парообразная вода, твердые минеральные и органические вещества в виде пыли и спор растений. Такая смесь газообразных, жидких и твердых частиц в атмосфере наличествует с давних пор, это естественное состояние воздушной среды.

Основные источники атмосферных аэрозолей: вулканические материалы, мельчайшие частицы разрушенных горных пород и почвы, космическая пыль, продукты лесных и степных пожаров, капельки прибоев морских побережий и испарившаяся влага. Порождающие их процессы не бывают беспрерывными. В зависимости от этого меняется и прозрачность атмосферы. Поднятые пыльной бурей материалы поступают в основном из засушливых районов, пустынь и полупустынь Африки, Азии, Австралии и др. мест. Вместе с атмосферной пылью встречаются аэропланктоны: бактерии, пыльца растений, плесневые грибы и др. Ежегодно в атмосферу поступает и 2-3 млн. т космической пыли. Она в течение многих лет, то поднимаясь в атмосферу, то оседая на поверхность земли, никакого влияния не оказывает на экологическую обстановку.

Говоря о естественных загрязнителях атмосферы, следует отметить, что нередко катастрофические извержения вулканов порождают локальные экологические проблемы. Например, в 1883 г. во время извержения вулкана Кракатау (Индонезия) его пепел достиг высоты 24 км, и атмосферная пыль в регионе сохранялась в течение 5 лет. Этот гигантский вулканический выброс в атмосферу намного меньше, чем все промышленные выбросы загрязнителей в окружающую среду в настоящее время.

Промышленная революция, распашка земель и вырубка лесов, связанные с ними эрозия почв, лесные и степные пожары, процессы дефляции - главные причины загрязнения атмосферы. Наблю-дения показывают, что количество пыли, которая оседает на поверхность ледников, за последние 100 лет возросло в 20 раз, а за десятилетие с 1960 г. по 1970 г. увеличилось в 3 раза. Загрязнение атмосферы особенно усилилось во второй половине XX столетия, когда широко начали использовать горючие вещества, добытые из недр земли. Несмотря на то, что миллионы тонн вредных веществ, ежегодно поступающих в атмосферу, в 10000 раз меньше ее общей массы, что кажется каплей в море, все же это может существенно поколебать естественный экологический баланс, так как среди загрязнителей есть и такие, которых нет в природе. Длительное время они могут находиться во взвешенном состоянии, и их неравномерное распределение по земной поверхности создает так называемый "эффект загрязнения", усиленно действующий в отдельных точках планеты. Концентрация вредных веществ особенно высока в городах и имеет тенденцию к нарастанию. В городах участились туманы и уменьшилось число ясных, безоблачных дней, поступление ультрафиолетового излучения сократилось, что крайне осложняет жизнь людей.

В большинстве случаев вредные вещества состоят из природных материалов, поэтому они быстро нейтрализуются и не оказывают существенного влияния на экологическую обстановку. Например, распашка земель, вырубка лесов и другая деятельность человека увеличивают концентрацию загрязнителей в атмосфере, но их вредное влияние на организм человека ограниченно. Другая группа загрязнителей поступает в атмосферу при использовании горючих веществ в металлургии и химической промышленности, от сварочных работ, производства цемента, износа железных и резиновых изделий и т.д! Эти загрязнители и создают экологические проблемы.

Основные химические загрязнители атмосферы - оксид углерода (СО) и диоксид серы (S02). Если оксид углерода поступает в организм человека, то он вытесняет из гемоглобина кислород. Диоксид серы поражает слизистую оболочку дыхательных путей и глаз. Даже самая малая доза диоксида серы при длительном вдыхании приводит к хроническим заболеваниям бронхов и легких. Диоксид серы вреден и для растений, даже для мраморных покрытий зданий, так как, входя в реакцию с влагой воздуха, образует сернистую кислоту. Триоксид серы (S03) входит в группу вредных загряз-нителей типа сероуглерода и сероводорода. В результате хозяйственной деятельности человека ежегодно в атмосферу поступает около 200 млн. т различных соединений серы.

Примерно 25-30 лет назад жители скандинавских стран стали замечать, что в реках и озерах количество рыбы стало уменьшаться, кроны деревьев начали преждевременно опадать. Затем в США, Канаде, Западной Европе стали высыхать леса. Общественность забила тревогу. Многолетние исследования показали, что причиной этих явлений были кислотные дожди. Кислотность измеряет-ся показателем рН, который выражается десятичным логарифмом концентрации водородных ионов. Облачная и дождевая вода в нормальных условиях должна иметь рН = 5,6-5,7. Это зависит от растворения в ней атмосферного С02 с образованием слабой угольной кислоты Н2С03. В Западной Европе, Северной Америке вот уже десятки лет выпадают дожди с содержанием в них кислот, превышающим нормы в сотни раз. По содержанию кислоты современные дожди в этих странах соответствуют составу сухого вина, а иногда и столового уксуса.

В ФРГ размер лесных площадей, по-страдавших от кислотных дождей, достиг 20-30 % .

От кислотных дождей страдают и почва, и растительность. Падает плодородие почвы, уменьшаются ее питательные свойства, страдают микрофлора и микрофауна. Снижение плодородия почвы сказывается на урожайности сельскохозяйственных растений. Они подвергаются различным болезням, замедляется их развитие, снижается сопротивляемость воздействию вредителей. Все это в конечном итоге отражается на качестве продукции и доходах хозяйств. Кислотные дожди способствуют быстрому разрушению зданий, построенных из мрамора, известняка, сказываются на состоянии культурных ценностей, например, скульптур, памятников и т.д.

Одним словом, их вредное воздействие негативно отражается не только на природной среде, но и на хозяйственной деятельности человека.Есть технологическая возможность уменьшить влияние кислотных дождей, экономно и рационально используя энергию. Бережливое расходование энергии дает экономию энергетического сырья и, соответственно, сокращает выбросы в атмосферу сернистых и азотистых соединений.

К уменьшению объема вредных газов в атмосфере ведет также предварительная очистка угля и нефти от сернистых соединений. Это требует дополнительных вложений, но конечные положительные результаты оправдывают затраты.

Наконец, надо развивать технологии, не допускающие выбросов сернистых соединений в атмосферу. В век НТР это человеку под силу. В мире известно около 200 вариантов таких технологий. Они также требуют значительных средств для внедрения, но такое вложение капитала, как уже отмечалось, оправдано конечным результатом.