Види забруднення атмосфери

Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточка­ми і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти, по­гіршуючи умови їх існування. Джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними) [15](рис. 2):

Рис.2. Штучні та природні джерела забруднення атмосфери

У найзагальнішому вигляді забруднювачі й забруднення довкілля класифікуються так:

– за походженням – механічні, хімічні, фізичні, біологічні; матеріальні, енергетичні;

– за тривалістю дії – стійкі, нестійкі, напівстійкі, середньої стійкості;

– за впливом на біоту – прямої й непрямої дії;

– за характером – навмисні (заплановані), супутні, аварійно-випадкові.

Механічні забруднювачі – це різні тверді частинки або предмети (викинуті як непотрібні, відпрацьовані, невикористані) на поверхні Землі, в ґрунтах, воді, в Космосі (пил, уламки машин та апаратів).

Хімічні забруднювачі – тверді, газоподібні й рідкі речовини, хімічні елементи та сполуки штучного походження, які надходять у біосферу й порушують природні процеси коло-обігу речовин та енергії (особливо небезпечні – хімічна зброя).

Фізичні забруднення – це зміни теплових, електричних, електромагнітних, гравітаційних, світлових, радіаційних полів у природному середовищі, шуми, вібрації, які створює людина.

Біологічні забруднення – поява в природі в результаті діяльності людей нових різновидів живих організмів, підвищення патогенності паразитів та збудників хвороб, а також спровоковане людиною катастрофічне розмноження окремих видів (наприклад, унаслідок необґрунтованої інтродукції, порушень карантину тощо).

До матеріальних належать різні атмосферні забруднення, стічні води, тверді відходи, до енергетичних – теплові викиди, шуми, вібрації, електромагнітні поля, ультразвукове, інфразвукове, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, іонізуюче, електромагнітне випромінювання.

До стійких належать забруднювачі, які довго зберігаються в природі (пластмаси, поліетилени, деякі метали, скло, радіоактивні речовини з великим періодом напіврозпаду тощо).

Нестійкі забруднювачі швидко розкладаються, розчиняються, нейтралізуються в природному середовищі під впливом різних факторів і процесів.

Навмисні забруднення – це умисні (заборонені) протизаконні викиди й скиди шкідливих відходів виробництва у водні об´єкти, повітря й на земельні ділянки, цілеспрямоване знищення лісів, пасовищ, перевилов риби, браконьєрство, утворення кар´єрів, неправильне використання земель, природних вод тощо.

Супутні забруднення – це поступові зміни стану атмосфери, гідросфери, літосфери й біосфери в окремих районах, регіонах планети в цілому в результаті діяльності людини (опустелювання, висушування боліт, зникнення малих річок, поява кислотних дощів, парникового ефекту, руйнування озонового шару).

За Г. В. Стадницьким та А. І. Родіоновим [28] класифікація забруднень виглядає так (рис. 3.):

Рис. 3. Класифікація забруднення екологічних систем

До природних джерел забруднення відносять діяльність вулканів, полові бурі, вивітрювання, лісові пожежі.

Вулкан – геологічне утворення на поверхні земної кори, часто конічної форми, яке виникло над каналом або тріщиною під час сильного і тривалого виверження. Коли відбуваються виверження, розплавлена порода, або магма, з глибини Землі піднімається до поверхні і або з гігантською силою викидається, або витікає через отвір з уламками скель і виділенням газу.

Щорічно на Землі відбувається приблизно 50 вивержень вулканів. Залежно від форми підвідних каналів розрізняють вулкани центральні й тріщинні, за глибиною магматичних вогнищ – мантійного (30-70 км і більше), корового (5-45 км) і мішаного живлення. Вулкани частіше за все розташовані в тектонічно активних областях, найбільше їх – на острівних дугах і в горах.

Під час виверження вулкани викидають у атмосферу гази, склад яких значно змінюється від одного вулкана до іншого. Зазвичай основні вулканічний газ водяна пара. Інші типові складові – вуглекислий газ і двоокис сірки.

При потужних виверженнях вулканічні гази, попіл викидаються у стратосферу на висоту 16-20 км. Найважливішим наслідком цього є перетоворення двоокису сірки в сірчану кислоту (H₂SO₄), яка швидко конденсується, утоворюючи сірчані аерозолі. Аерозолі збільшують альбедо Землі. Відбиття сонячної радіації в космос понижує температура нижніх шарів атмосфери – тропосфери.

Природний процес горіння.Горіння – це хімічна реакція, під час якої відбувається окислення речовин з виділенням теплоти і світла.

У природі процес горіння грає важливу роль. Але природний процес горіння може негативно позначитися на кліматі Землі. Продуктами горіння є вуглекислий газ і вода. Вуглекислий газ – головна причина посилення парникового ефекту, пожежі є одним з природних забруднювачів атмосфери, не дивлячись на те, що вони також завдають не меншого збитку людині.

Знищення і вимирання лісів ведуть до ерозії ґрунту, скорочення різноманітності рослинного і тваринного світу, деградації басейнів річок. Зменшується число дерев, що поглинають двоокис вуглецю – газу, що викликає парниковий ефект.

Вихори.В трубку вихори смерчі, що проносяться над морем, а над сушею – тромби (у Північній Америці – торнадо), виникають перед грозовою хмарою у вигляді тих, що розширюються догори і донизу темних стовпів між хмарою і землею або поверхнею води. Швидкість їх переміщення доходить до 30-40 км/год, іноді – до 150 км/год. Всередині вихору тиск дуже низький, тому він всмоктує в себе все, що трапляється на шляху: дерева, лінії електропередач, транспортні засоби засмоктуються разом з піском, травою і водою – тим самим, забруднюючи атмосферу зваженими частинками.

Забруднення з космосу.Канадські дослідники з Астрофізичного інституту Оттави вважають, що за найскромнішими оцінками за рік на Землю обрушується метеоритний шквал загальною масою 21,3 т [12]. Окремі метеорити важать від 50 г до 1 т і більше. За рік Земля приймає 19000 манюсіньких тіл масою до 1 кг, 4100 малих метеоритів – більше 1кг і приблизно 830 – більше 10 кг.

Штучне (антропогенне) забруднення атмосфери відбувається внас­лідок зміни її складу та властивостей під впливом діяльності людини (рис. 4) [12]. За будовою та характером впливу на атмосферу штучні дже­рела забруднення умовно поділяють на технічні (пил цементних за­водів, дим і сажа від згоряння вугілля) та хімічні (пило- або газо­подібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції).

Рис. 4. Джерела забруднення атмосфери

За агрегатним станом усі забруднювальні речовини поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Саме газоподібні забрудники становлять 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу.

Забруднення атмосфери неоднакове по регіонах. В індустріально розвинених районах воно може бути в тисячу разів більшим за серед-ньопланетарні значення. У світі щороку спалюють понад 10 млрд. т органічного палива, переробляють близько 2 млрд. рудних і нерудних матеріалів. Лише при спалюванні вугілля в атмосферу щороку потрап­ляє близько 120 млн. т попелу, а разом з іншими видами пилу – до 300 млн. т. За приблизними підрахунками, в атмосферу за останні 100 ро­ків надійшло 1,5 млн. т арсену, 1 млн. т нікелю, 900 тис. т чадного газу, 600 тис. т цинку, стільки ж міді.

Найбільше забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень – теплоелектростанції, які разом з димом викидають у повітря сірчистий і вуглекислий газ; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, які викидають у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, сполуки фосфору, частинки й сполуки ртуті й миш'яку; хімічні й цементні заводи. Шкідливі гази надходять у повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення осель, роботи транспорту, спалювання й переробки побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднювачі поділяють на первинні (ті, що безпосередньо в атмосферу) і вторинні (є результатом перетворення останніх. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні й хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70 % видобутого щорічно твердого й рідкого палива.

Найбільш поширені викиди промисловості – попіл, пил, оксид цинку, сірчистий ангідрид, сірководень, меркаптан, альдегіди, вуглеводні, смоли, оксид і діоксид нітрогену, аміак, озон, оксид і діоксид карбону, фтористий водень, хлористий водень, кремнефторістий натрій, радіоактивні гази і аерозолі [14].

Оксид карбону. Утворюється при неповному згорянні вуглецевих речовин. У повітря він попадає в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами й викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу надходить в атмосферу не менш ніж 1250 млн. т. Оксид карбону активно реагує зі складовими частинами атмосфери й сприяє підвищенню температури на планеті, і створенню парникового ефекту. Оксид вуглецю являється смертельною отрутою для тварин і людей, бо, з’єднуючись з гемоглобіном крові, блокує транспорт кисню [27].

Оксиди нітрогену. Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксиду азоту, що надходиь в атмосферу, становить 20 млн. т. на рік. Оксиди азоту – насамперед NO і NO₂, – утворюються при згорянні палива при високих температурах. Для людини поріг шкідливості – 10 ‰ NO₂, і 50 ‰ NO. При попаданні в грунт утворюють нітрозаміни, які є сильними канцерогенними сполуками повітрі беруть участь в утворенні кислотних дощів [21]. Оксид нітрогену, вступаючи в реакцію з вододю, що міститься в атмосферному повітрі, приймають участь в утворенні кислотних дощів.

Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння сірковмісного палива або переробки сірчистих руд. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкисляє ґрунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини [11, 18]. Пірометалургічні підприємства кольорової й чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду. Сірчистий ангідрид негативно впливає на все живе навіть у концентраціях 1-2 ‰, а людина відчуває запах тільки при 3-5 ‰. У повітрі окислюється до SO₃ і з водою утворює сірчану кислоту, яка є однією із причин утворення кислотних дощів, що надзвичайно згубно діють на наші ліси [19, 26].

Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу окремо або разом з іншими сполуками сірки. Основними джерелами викиду є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються повільному окиснюванню до сірчаного ангідриду [18, 19, 25, 26].

Сполуки фтору. Джерелами забруднення є підприємства з виробництва алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Фторовмісні речовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук – фтороводню або пилу фторида натрію й кальцію. Сполуки характеризуються токсичним ефектом. Похідні фтору є сильними інсектицидами.

Сполуки хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що виробляють соляну кислоту, хлоровмісні пестициди, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорне вапно, поташ. Токсичність хлору визначається видом сполук та їхньою концентрацією. У металургійній промисловості при виплавці чавуну й при переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів [22].

В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 км³. пилоподібних частинок штучного походження (аерозолів) [10].Велика кількість пилових частинок утворюється також під час виробничої діяльності людей. Відомості про деякі джерела техногенного пилу наведені нижче (табл. 2)[12]:

Таблиця 2

Поиск по сайту: