Екологія довкілля. Охорона природи - Грицик В. - 3.6.1. Джерела, масштаби та наслідки забруднення атмосфери

3.6.1. Джерела, масштаби та наслідки забруднення атмосфери

Повітряна оболонка Землі містить більшу чи меншу кількість різних небажаних домішок. За походженням їх можна розділити на природні й штучні - що з'являються в результаті або природного кругообігу речовин, або практичної діяльності людини; за хімічним і фізичним складом - на гази і аерозолі; за дією на організми, довкілля і матеріальні цінності - на позитивні й негативні. Основні забруднювальні речовини поділяють на дві групи: гази і тверді частинки (інколи рідкі). їхні частки в загальній масі викидів у атмосферу складають 90 і 10% відповідно.

Провідну роль у забрудненні атмосфери газами відіграє спалювання викопного палива - вугілля і нафти. Основними джерелами забруднення твердими частинками є природні і виробничі процеси. Потужність цих джерел важко піддається визначенню. Загалом, щорічні викиди в атмосферу морських солей оцінюються у 700- 1500 млн. т, винесення ґрунтового пилу - 7-700 млн. т на рік, утворення аерозолів в результаті лісових пожеж - 35-360 млн. т, а за деякими даними - навіть 3000 млн. т в рік. Сумарно від усіх джерел щороку утворюється в середньому 2,3 ± 1,4 млрд. т атмосферних аерозолів. Із них забруднення антропогенного походження складають 5-50% (в середньому коло 15%). При цьому від промислових джерел найбільша частка (50%) належить сульфатам (табл. 3.7, 3.8).

Атмосферу забруднюють різноманітні газоподібні чи дисперсні речовини природного походження. До природних джерел забруднення відносяться пилові, або чорні бурі, вулканічні виверження, космічний пил тощо. Природні джерела забруднюють атмосферу продуктами переважно земного походження, котрі на 3/4 складаються з неорганічних речовин. Це продукти вивітрювання гірських порід, частинки ґрунту, попіл, морська сіль та ін. Природні джерела забруднення найчастіше діють періодично і як правило вони не отруйні.

Таблиця 3.7. Природа і джерела забруднення атмосфери

Таблиця 3.8. Обсяги щорічних викидів у атмосферу Землі

Стаціонарні джерела антропогенного забруднення атмосфери - різні промислові підприємства:

теплові електростанції (ТЕС) - разом із димом викидають у повітря сірчаний і вуглекислий гази та інші сполуки, металургійні підприємства - викидають у газоподібному стані оксиди азоту, сірководень, сірковуглець, хлор, фтор, аміак, сполуки фосфору частинки і сполуки різних металів, у тому числі таких шкідливих для здоров'я, як ртуть і миш'як, хімічні й цементні заводи, а також системи опалення, спалювання й переробка побутових і промислових відходів, аварії на газосховищах, трубопроводах тощо.

Пересувні джерела антропогенного забруднення атмосфери - всі види транспорту, що використовують двигуни реактивні та внутрішнього згоряння.

Атмосферні забруднення також поділяють на первинні, які потрапляють безпосередньо в атмосферу, і вторинні, які є наслідком перетворення попередніх. Зокрема, сірчаний газ, що потрапляє в атмосферу, окислюється до сірчистого ангідриду, який, взаємодіючи з водяною парою, утворює краплинки сірчаної кислоти.

Розглянемо основні забруднювальні речовини.

Сірчаний газ (SO2) викидається при спалюванні вугілля і нафти на електростанціях і заводах.

Сірчистий ангідрид (SO3) утворюється при згорянні органічних речовин, виплавці сірковмісних руд, виготовленні й застосуванні у виробництві сірчаної кислоти, а також при окисленні диоксиду сірки (сірчаного газу). Кінцевим продуктом є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді. Це один з найбільш токсичних компонентів промислового забруднення середовища.

Оксиди азоту забруднюють повітря у районах розміщення металургійних і хімічних заводів, теплоелектростанцій та деяких інших промислових підприємств. Вони порушують обмін речовин у рослин і погіршують їхні кормові якості.

Аміак виділяється на металургійних підприємствах, під час виробництва міндобрив та азотної кислоти. Виявляє токсичний ефект при поглинанні рослинами, подразнює дихальні шляхи тварин і людини.

Сполуки фтору викидаються при виробництві фосфорних добрив, алюмінію, емалів, скла, кераміки тощо. Мають винятково сильний токсичний ефект для рослин, тварин і людини.

Сполуки хлору забруднюють повітря поблизу хімічних заводів, які виробляють пестициди, соляну кислоту, органічні барвники, цемент, оцтову кислоту, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду та ін. У значних концентраціях викликають глибокі структурні й функціональні порушення у рослин, токсичні для людини.

Сірководень (H2S) і сірковуглець (СS2) постійно присутні у викидах коксохімічних підприємств, нафтопромислів, виділяються у шахтах, із тліючих териконів. Мають різкий подразливий запах і високотоксичні для людини й тварин. В атмосфері піддаються повільному окисленню до сірчистого ангідриду.

Оксид вуглецю (чадний газ, СО) виділяється в атмосферу при неповному згорянні речовин, які містять вуглець (кам'яне вугілля, нафта, природний газ). Токсичний для рослин, тварин і людини, проте інтенсивно поглинається ґрунтовими мікроорганізмами.

Свинець - найпоширеніший з токсичних металів. Головним джерелом забруднення ним довкілля є автомобільний транспорт.

Вуглеводні (пари незгорілого палива) - викидаються в довкілля під час роботи бензинових двигунів на збагаченій паливно-повітряній суміші через нестачу кисню. У вихлопних газах автомобільних двигунів містяться канцерогенні сполуки типу бенз(а)пірену, парафіни, нафтени та ароматичні вуглеводні, які також шкідливо впливають на центральну нервову й м'язову системи людини.

Аерозолі - тверді або рідкі частинки, що знаходяться у підвішеному стані в повітрі. В атмосфері сприймаються у вигляді диму, туману чи імли. У деяких випадках особливо небезпечні для живих організмів. Це в першу чергу стосується промислового (у т.ч. цементного і азбестового) пилу, фотохімічних туманів (смог) тощо.

Окрім безпосередньої небезпеки для здоров'я людей, промислові викиди в атмосферу порушують її озоновий шар (фреони - вуглець-, фтор- і хлорвмісні сполуки), призводять до підвищення концентрації парникових газів - зокрема, двоокису вуглецю, закислення опадів. Це ж стосується і потужних реактивних двигунів: під час одного тільки запуску космічного корабля типу "Шатл" ракетні двигуни випалюють коло 0,1% всього озону атмосфери.

3.6.2. Стан повітряного середовища України

Основними стаціонарними забруднювачами повітря в Україні є підприємства чорної металургії (33%), теплової енергетики (30%), вугільної промисловості (10%), хімічної та нафтохімічної промисловості (7%).

Найбільший внесок у викиди сірчистого ангідриду дають підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості (їх частка разом складає 80% викидів). У викиди оксидів азоту головний внесок - 72% - дають підприємства енергетики й металургії. Підприємства хімічної, нафтохімічної та газової промисловості дають 43% викидів вуглеводнів.

Щорічно по всій Україні в атмосферу викидається 17 млн. т шкідливих речовин, тобто по 300 кг на кожну людину. Більше третини загального обсягу шкідливих викидів у атмосферу дає автомобільний та інший транспорт - 6,5 млн. т на рік. У таких відносно "чистих" містах, як Євпаторія чи Ужгород цей показник складає близько 90% від загальної кількості викидів, у Львові - 82%. На автотранспорт припадає більше 40% моноксиду вуглецю, 46% вуглеводнів і близько 30% окислів азоту від загальної кількості цих речовин, яка потрапляє в атмосферу.

Тим часом, довготривале забруднення атмосферного повітря сірчаним газом, окислами вуглецю, азоту та іншими речовинами підвищує загальну захворюваність населення з ураженням окремих органів і систем організму.

Незважаючи на спад промислового виробництва протягом останніх 10 років, рівень забруднення атмосферного повітря в Україні не зменшився. Це пов'язане в першу чергу з використанням морально і фізично застарілих технологій - як виробничих, так і очисних, відсутністю ефективного контролю й моніторингу забруднень, низьким рівнем екологічної свідомості населення і особливо некомпетентністю в питаннях охорони довкілля керівних та інженерних кадрів підприємств.