КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема
«Загрязнение атмосферного воздуха»
Содержание
1. Атмосферный воздух
2. Антропогенные выбросы в атмосферу
2.1 Электроэнергетика
2.2 Черная металлургия
2.3 Цветная металлургия
2.4 Нефтедобывающая промышленность
2.5 Угольная промышленность
2.6 Машиностроительная промышленность
2.7 Газовая промышленность
2.8 Промышленность строительных материалов
2.9 Химическая и нефтехимическая промышленность
2.10 Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность
2.11 Пищевая промышленность
2.12 Аграрная промышленность
2.13 Фотохимический туман или смог
2.14 Трансграничное загрязнение атмосферного воздуха
3. Самоочищенные атмосферы
Выводы: влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду и здоровье человека
Использованная литература
1. Атмосферный воздух
Атмосферный воздух – это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли.
Первый научный груд, в котором обобщаются представления об атмосфере, принадлежит Аристотелю, высказавшему предположение, что Земля имеет форму шара и поэтому окружающая ее воздушная оболочка должна быть сферической. Это и выражается словом «атмосфера» (по-гречески «атмос» – пар, дыхание, а «сфера» – шар). В русскую науку это слово ввел М. В. Ломоносов.
По-видимому, вначале атмосфера нашей планеты состояла из летучих веществ, образовавшихся в земных недрах: водорода, воды, углекислого газа, метана, аммиака. Свободный азот, выходивший наружу в результате вулканической деятельности, превращался в аммиак. Условия для этого были самые подходящие: избыток водорода, повышенные температуры – поверхность Земли еще не остыла.
Толщина воздушной оболочки, которая окружает земной шар, не меньше тысячи километров – почти в четверть земного радиуса. Масса этой оболочки округленно составляет 5 х 1015
(пять квадратильонов) т. Хотя это эквивалентно менее чем одной миллионной доле массы Земли, без атмосферы жизнь на планете была бы невозможна. Человек ежедневно потребляет 12-15 кг воздуха, вдыхая каждую минуту от 5 до 100 л, что значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде.
Кроме того, атмосфера надежно оберегает человека от многочисленных опасностей, угрожающих ему из космоса: не пропускает метеориты (только над Москвой их ежесуточно сгорает около двухсот), защищает Землю от перегрева, пропуская определенное количество энергии, нивелирует перепад суточных температур, который мог бы составить примерно 200К, что неприемлемо для выживания всех земных существ. На верхнюю границу атмосферы ежесекундно обрушивается лавина космических излучений. Если бы они достигли земной поверхности, то все живущее на Земле мгновенно исчезло.
Основной потребитель воздуха в природе – флора и фауна Земли. Подсчитано, что весь воздушный океан проходит через земные живые организмы, включая человека, примерно за десять лет. Воздух необходим всему живому на Земле. Без пищи человек может прожить пять недель, без воды – пять дней, без воздуха – пять минут, но нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и определенной его чистоты, от качества воздуха зависят здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий, сооружений. Загрязненный воздух губителен для вод, суши, морей, почв.
Долгое время люди считали воздух простым веществом, и только в XVIII в. французский ученый Антуан Лоран Лавуазье установил, что воздух является механической смесью различных газов. Атмосфера имеет сложное строение. Непосредственно к земной поверхности примыкает тропосфера. Она простирается до высоты 8–10 км над полюсами и 18 км – над экватором. В этом слое идет непрерывное перемешивание воздуха как по горизонтали, так и по вертикали, что приводит к понижению температуры по мере приближения к Земле примерно на 6,5°С на каждый километр. В тропосфере сконцентрировано 75% всей массы атмосферы, основное количество водяного пара и мельчайших частиц примесей, способствующих образованию облаков.
Верхней границей тропосферы (на высоте около 11 км) является тропопауза – область, в которой температура перестает понижаться.
Выше тропопаузы примерно на 50 км простирается стратосфера. Для нее характерны слабые воздушные потоки, малое количество облаков и постоянство температуры (–56°С) до высоты примерно 25 км. Выше температура начинает повышаться (в среднем на 0,6°С на каждые 100 м) и на уровне стратопаузы (45– 54 км) достигает 0°С.
Атмосфера определяет световой и регулирует тепловой режимы Земли, способствует перераспределению тепла на земном шаре. Лучистая энергия Соли на – практически единственный источник тепла для поверхности Земли частично поглощается атмосферой. Достигшая поверхности Земли энергия частично поглощается почвой и водоемами, морями и океанами, частично отражается в атмосферу.
Газовая оболочка предохраняет Землю от чрезмерного остывания и нагревания. Благодаря ей на Земле не бывает резких перепадов от морозов к жаре и обратно. Если бы Земля не была окружена воздушной оболочкой, то в течение одних суток амплитуда колебаний температуры достигла бы 200°С: днем стояла бы сильная жара (выше 100°С), а ночью мороз (– 100°С). Еще большая разница была бы между зимними и летними температурами. Именно благодаря атмосфере средняя температура на Земле составляет приблизительно 15°С.
Газовая оболочка спасает все живущее на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Верхние слои атмосферы частично поглощают, частично рассеивают эти лучи. Атмосфера защищает нас и от «звездных осколков». Метеориты, в подавляющем большинстве не превышающие по величине горошину, под влиянием земного притяжения с огромной скоростью (от 11 до 64 км/с) врезаются в атмосферу планеты, раскаляются там в результате трения о воздух и на высоте около 60–70 км по большей части сгорают. Атмосфера защищает Землю и от крупных космических осколков.
Велико значение атмосферы и в распределении света. Воздух атмосферы разбивает солнечные лучи на миллион мелких лучей, рассеивает их и создает то равномерное освещение, к которому мы привыкли. Наличие воздушной оболочки придает нашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха и различные примеси, содержащиеся в нем, рассеивают главным образом лучи с короткой длиной волны, т. е. фиолетовые, синие и голубые. По мере удаления от Земли, а следовательно, уменьшения плотности и загрязнения воздуха, цвет неба становится темнее, воздушная оболочка приобретает густо-синюю, а в стратосфере черно-фиолетовую окраску.
Атмосфера является проводником звуков. Без нее на Земле царила бы тишина, невозможна была бы человеческая речь.
2. Антропогенные выбросы в атмосферу
Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровень естественного содержания.
Загрязняющее вещество примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека, растения и животных, другие компоненты окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным объектам.
Качество атмосферного воздуха – совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха.
Гигиенический норматив качества атмосферного воздуха – критерий качества атмосферного воздуха, отражающий предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе, при котором отсутствует вредное воздействие на здоровье человека.
Экологический норматив качества атмосферного воздуха – критерий качества атмосферного воздуха, отражающий предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе, при котором отсутствует вредное воздействие на окружающую природную среду.
Предельно допустимая (критическая) нагрузка – показатель воздействия одного или нескольких вредных (загрязняющих) веществ на окружающую природную среду, превышение которого может привести к вредному воздействию на нее.
Вредное (загрязняющее) вещество – химическое или биологическое вещество (либо их смесь), содержащееся в атмосферном воздухе, которое в определенных концентрациях оказывает вредное воздействие на здоровье человека и окружающую природную среду.
По данным регулярных наблюдений Росгидромета, за 5-летний период (2003–2007 гг.) средние за год концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, фенола и формальдегида снизились на 5–13%, аммиака, сероуглерода, фторида водорода и сажи – на 16–37%. За этот же период концентрации сероводорода, оксида углерода, диоксида азота возросли на 5–11%. За 10-летний период (1988-2007 гг.) концентрация оксида углерода повысилась на 11%, оксида азота – на 3%, двуокиси азота – на 18%.
Уровень загрязнения атмосферы в городах остается высоким. В 2007 г. средние за год концентрации какого-либо из веществ, за содержанием которых ведутся регулярные наблюдения, превышали ПДК в 187 городах, где проживает 65,4 млн человек. Концепт рации взвешенных веществ превышали ПДК в 71 городе (3,8 млн человек), диоксида азота – в 93 (9,4 млн человек), бенз(а)пирена – в 39 (8,6 млн человек).
Максимальные разовые концентрации превышали 10 ПДК в 66 городах, в том числе среднемесячные концентрации бенэ(а)пирена – в 25 городах. В семи городах (Кемерово, Красноярске, Магнитогорске, Омске, Стерлитамаке, Норильске, Томске) наблюдались разовые концентрации выше 10 ПДК трех и более веществ.
В 2008 г. валовый выброс вредных веществ от стационарных источников в атмосферу в целом по РФ составил 18,66 млн т. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы (по объему выбросов) внесли предприятия электроэнергетики (29,1% общего объема промышленных выбросов), цветной (22%) и черной (14,6%) металлургии (рис. 1).
2.1 Электроэнергетика
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу составили 4345,7 тыс. т (твердые вещества, диоксиды серы, оксиды углерода, оксиды азота и др.). Наибольшие выбросы вредных веществ в атмосферу отмечены в 2008 г. на следующих предприятиях: Новочеркасская ГРЭС – 131,4 тыс. т, Череповецкая ГРЭС, г. Суворов – 89 тыс. т, Приморская ГРЭС, г. Лучегорск 73,6 тыс. т, Рязанская ГРЭС, г. Новомичуринск – 66,5 тыс. т, Омская ТЭЦ-4 – 65,6 тыс. т, Омская ТЭЦ-5 – 60,5 тыс. т.
Рис. 1. Доля отраслей промышленности РФ в выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух в 2008 г
2.2 Черная металлургия
Выбросы вредных веществ в атмосферу в 2008 г. составили 2188,9 тыс. т. Наибольшее количество загрязняющих веществ в атмосферу выброшено крупнейшими в отрасли предприятиями: АО «Северосталь», г. Череповец – 374,8 тыс. т, АО «Новолипецкий металлургический комбинат» – 327,8 тыс. т, АО «Магнитогорский металлургический комбинат» – 217,3 тыс. т, АО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» – 205 тыс. т.
Процессы выплавки чугуна и переработки его на сталь сопровождаются выбросом в атмосферу различных газов. Выброс пыли в расчете на 1 т предельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа – 2,7 кг, марганца – 0,1–0,6 кг. Вместе с доменным газом в атмосферу в небольших количествах выбрасываются также соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути и редких металлов, цианистый водород и смолистые вещества.
Источником загрязнения воздуха сернистым газом являются агломерационные фабрики. Во время агломерации руды происходит выгорание серы из пиритов. Сульфидные руды содержат до 10% серы, а после агломерации ее остается 0,2–0,8%. Выброс сернистого газа при этом может составить до 190 кг на 1 т руды (т. е. работа одной ленточной машины дает около 700 т сернистого газа в сутки).
Значительно загрязняют атмосферу выбросы мартеновских и конверторных сталеплавильных цехов. При выплавке стали в мартеновских печах пыль образуется при окислении металлической шихты из шлака, руды, известняка и окалины, идущих на окисление примесей шихты, и из доломита, применяющегося для заправки пода печи. В период кипения стали выделяются также пары металла, окислов шлака и металла, газы. Преобладающая часть пыли мартеновских печей состоит из триокиси железа (67%) и триокиси алюминия (6,7%). При бескислородном процессе на 1 т мартеновской стали выделяется 3000-4000 м3
газов с концентрацией пыли в среднем 0,5 г/м3
. При подаче кислорода в зону расплавленного металла пылеобразование многократно увеличивается, достигая 15–52 г/м3
. Кроме того, плавление стали сопровождается выгоранием некоторых количеств углерода и серы, в связи с чем в отходящих газах мартеновских печей при кислородном дутье содержится до 60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа в расчете на 1 т выплавляемой стали.
Главной особенностью конверторного процесса является получение стали из жидкого чугуна без применения топлива. Варение стали по такому принципу осуществляется в конверторах емкостью 50, 100, 250 т и более путем продувания жидкого чугуна кислородом, что обеспечивает выгорание нежелательных примесей, например марганца, фосфора и углерода, содержащихся в предельном чугуне. Процесс получения конверторной стали носит цикличный характер и при кислородном дутье длится 25-30 мин. Образующиеся дымовые газы состоит из частиц окислов кремния, марганца и фосфора. В составе дыма содержится значительное количество окиси углерода – до 80%. Концентрация пыли в отходящих газах составляет примерно 17 г/м3
.
Большинство современных заводов черной металлургии имеют цехи коксования углей и отделения по переработке коксового газа. Коксохимические производства загрязняют атмосферный воздух пылью и смесью летучих соединений. В некоторых случаях, например при нарушении режима работы, в атмосферу выбрасываются значительные количества неочищенного коксового газа.
Загрязнение воздуха пылью при коксовании углей происходит при подготовке шихты и загрузке ее в коксовые печи, выгрузке кокса в тушильные вагоны и мокром тушении кокса. К тому же мокрое тушение сопровождается выбросом в атмосферу веществ, входящих в состав используемой воды.
Промышленные аварии в этой отрасли приводят к обострению экологической ситуации в регионе. Строительство объектов большой мощности при недостаточной проработке вопросов аспирации, вентиляции, пылегазоочистки приводит к постоянным аварийным выбросам в атмосферу значительного количества вредных веществ.
2.3 Цветная металлургия
Крупные предприятия цветной металлургии расположены в Красноярском крае, Мурманской, Оренбургской, Челябинской, Свердловской и Новосибирской областях, Республике Башкортостан, Приморском крае. Предприятия отрасли оказывают существенное влияние на формирование экологической обстановки в районах их расположения, а в некоторых случаях и полностью ее определяют. Во многих районах с развитой цветной металлургией сложилась неблагоприятная экологическая обстановка.
Наибольшее количество загрязняющих веществ в 2008 г. выброшено в атмосферный воздух следующими предприятиями: АО «Норильский комбинат» – 2139.5 тыс. т, АО «ГМК «Печенганикель», пос. Никель – 197,4 тыс. т, АО «Комбинат «Североникель», г. Мончегорск – 99,3 тыс. т, АО «Красноярский алюминиевый завод» – 86 тыс. т, АО «Святогор» (Красноярский медеплавильный завод) – 75,8 тыс. т, АО «Среднеуральский медеплавильный завод» – 71,4 тыс. т, Медногорский медно-серный комбинат 52,6 тыс. т, АО «Ачинский глиноземный комбинат» – 47,3 тыс. т, АО «Комбинат «Южуралникель», г. Орск – 39,6 тыс. т, Уфалейский никелевый комбинат – 33,8 тыс. т. Загрязнение атмосферного воздуха характеризуется в основном выбросом сернистого ангидрида (75% от суммарного выброса в атмосферу), окиси углерода (10,5%) и мыли (10,4%). Источниками образования вредных выбросов при производства глинозёма, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и других металлов являются различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.), дробильно-размольное оборудование, конверторы, места -погрузки, выгрузки и пересылки материалов, сушильные агрегаты, открытые склады.
2.4 Нефтедобывающая промышленность
В 2008 г. наибольшие объемы выбросов вредных веществ в атмосферу отмечены на следующих предприятиях: АО «Сургутнефтегаз», НГДУ «Лянторнефть» – 105 тыс. т, АООТ «Варвсганефтегаз», НГДУ «Бахиловнефть», г. Радужный – 56,1 тыс. т, НГДУ «Лугинецкнефть», г. Кедровый – 16,8 тыс. т, НГДУ «Томснефть», г. Нягань – 15,2 тыс. т, НГДУ «Васю-ганнефть», г. Стрежевой – 14,7 тыс. т, АО «ЛУКойл «Уралнефте-газ» 14 тыс. т, АО «Юганскнефть», НГДУ «Мамонтовнефть», пос. Пытьях – 13,2 тыс. т. Характерными загрязняющими веществами, образующимися в процессе добычи нефти, являются углеводороды (44,9% суммарного выброса), твердые вещества (4,3%). Значительная доля выбросов загрязняющих веществ приходится на продукты сжигания газа в факелах. Степень утилизации нефтяного газа, в зависимости от месторождений, колеблется в пределах 52,3-95%. На основных месторождениях, где имеются все необходимые для этого сооружения, используется 80–95% попутного газа.
Нефтеперерабатывающая промышленность. В 2008 г. нефтеперерабатывающими заводами выброшено в атмосферу 769,75 тыс. т загрязняющих веществ. Наибольшими выбросами вредных веществ в атмосферу отмечены на следующих предприятиях: Новокуйбышевский НПЗ 76,6 тыс. т, ПО «Омский НПЗ» – 58,4 тыс. т, АО «НОВОЙЛ» (Новоуфимский НПЗ) – 55 тыс. т, АО «Кинеф» – 55,4 тыс. т, г. Кириши, АО «Уфанефтехим» – 50,7 тыс. т, АО «Ангарская нефтехимическая компания» – 47,9 тыс. т, АО «Ярослав-нефтесинтез» – 44тыс. т, Рязанский НПЗ– 41,6 тыс. т, Куйбышевский НПД, г. Самара – 381 тыс. т, АО «ЛУКойл-Волгограднефтепе-реработка» – 37,6 тыс. т, АО «Норси», г. Кстово – 30,3 тыс. т.
Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности значительно загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (23% от суммарного выброса), сернистого газа (16,6%), окиси углерода (7,3%), окислов азота (2%).
В 2008 г, на нефтеперерабатывающих предприятиях произошло 74 аварии, в том числе 4, пр
2.5 Угольная промышленность
На экологическую обстановку в угледобывающих регионах оказывают воздействие 140 шахт, 80 разрезов, 41 обогатительная фабрика. В 2008 г. выброшено в атмосферу 545,3 тыс. т вредных веществ.
2.6 Машиностроительная промышленность
Предприятия машиностроения расположены во многих регионах России, в основном в крупных городах и населенных пунктах, в том числе в Московской, Ленинградской, Калужской, Иркутской, Томской, Ростовской, Тверской, Брянской, Саратовской, Свердловской, Курской, Тюменской, Челябинской, Воронежской, Новосибирской, Ульяновской, Оренбургской областях, в Красноярском крае, Башкирии, Мордовии, Чувашии, Татарстане, Бурятии.
В 2008 г. машиностроительными предприятиями выброшено в атмосферу 460 тыс. т загрязняющих веществ. Предприятия этой отрасли загрязняют атмосферу главным образом твердыми вредными веществами, а также диоксидами серы и оксидами азота.
2.7 Газовая промышленность
В 2008 г. валовые выбросы предприятий газовой промышленности в атмосферу составили 428,5 тыс. т вредных веществ (сернистый ангидрид, оксиды азота, углеводорода и др.). Наибольшие выбросы отмечены на следующих предприятиях: ДП «Севергазпром» – 151 тыс. т, Сосновогорское ЛПУ МГ, г. Ухта-9 – 84,7 тыс. т, «Астраханьгазпром», пос. Аксарайский – 73,1 тыс. т, «Пермьтрансгаз», Бардымское ЛПУ МГ – 55 тыс. т, «Пермьтрансгаз», Можженское ЛПУ МГ – 51,7 тыс. т.
По данным Минтопэнерго России в 2008 г. на магистральных газопроводах произошло 26 аварий, на конденсато- и газопроводах-отводах – 16.
2.8 Промышленность строительных материалов
К ней относятся производство цемента и других вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и технического стекла. В 2008 г. объем выброса вредных веществ в атмосферу в целом по отрасли составил 396,6 тыс. т. Выброс вредных веществ в атмосферу предприятиями промышленности строительных материалов производится в основном в виде пыли и взвешенных веществ, оксидов углерода, диоксидов серы, оксидов азота. Кроме того, в выбросах присутствуют сероводород, формальдегид, толуол, бензол, пентоксид ванадия, ксилол и другие вещества.
Крупными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются следующие предприятия отрасли: Цементный завод, г. Воркута 23 тыс. т, АО «Мальце не кий портландцемент», г. Фокино – 14,2 тыс. т, комбинат «Уреласбест», г. Асбест – 7,8 тыс. т, АО «Ульяновскцемент» – 7,6 тыс. т, АО «Мордовцемент», пос. Комсомольский – 6,9 тыс. т, АО «Осколцемент», г. Старый Оскол – 6.2 тыс. т., АО «Новоросцемент», г. Новороссийск – 6,2 тыс. т.
Вокруг заводов, прок производящих цемент, асбест и другие строительные материалы, сложились зоны в повышенным содержанием в воздухе пыли, в том числе цементной и асбестовой, а также других вредных веществ.
2.9 Химическая и нефтехимическая промышленность
Основными источниками вредных выбросов в атмосферу являются производства кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной и др.), резинотехнических изделий, фосфора, пластических масс, красителей, моющих средств, искусственного каучука, минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола), крекинг нефти.
В 2008 г. объем выбросов в атмосферу в целом по отрасли составил 388 тыс. т. К числу предприятий, деятельность которых в значительной степени ухудшает качество атмосферного воздуха в местах их расположения, относятся: АО «Балаковские волокна», г. Балаково, Саратовская обл. (токсическое воздействие связано с выбросами сероуглерода, диоксида серы, сероводорода), АО «Синтез», г. Дзержинск, Нижегородская обл. (тетраэтилсвинец), «Бирюсинский ГЗ», г. Бирюсинск, Иркутская обл. (угольная зола), АО «Сивинит», г. Красноярск (сероуглерод, сероводород), АО «Апатит», г. Кировск, Мурманская обл. (диоксид серы, оксиды азота), Онежский гидролизный завод, г. Онега, Архангельская обл. (угольная зола), АО «Виско-Р», г. Рязань (сероуглерод), АО «Сильвинит», г. Соликамск, Пермская обл. (диоксид серы, оксиды азота), АО «Азот», г. Новомосковск, Тульская обл. (аммиак, оксиды азота), АО «Химпром», г. Волгоград (хлористый винил), АО «АКРОН», г. Новгород (аммиак, оксиды азота).
2.10 Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность
Негативное влияние целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду в значительной степени определяется низким техническим уровнем основных технологических процессов и оборудования.
В 2008 г. выбросы загрязняющих веществ предприятиями отрасли составили 351,9 тыс. т. В Иркутской обл. в районах расположения трех целлюлозных производств (АО «Братский ЛПК», АО «Усть-Илимский ЛПК» и АО «Байкальский ЦБК») отмечаются высокие концентрации специфических загрязняющих веществ в атмосферном воздухе; на долю этих предприятий приходится 5,4% общего объема выбросов в атмосферу от лесопромышленного комплекса области.
2.11 Пищевая промышленность
Воздействие на атмосферный воздух объектов пищевой промышленности определяется тем, что, помимо общего дли всех отраслей промышленности набора вредных веществ, поступающих от предприятий в воздух (твердые вещества, оксиды серы, углерода и другие жидкие и газообразные вещества), для отрасли характерны технологические процессы, сопровождаемые выбросами сильно пахнущих компонентов (варка, жарка, копчение, переработка специй, разделка и переработка рыбы), сухих продуктов животного происхождения, канцерогенных веществ.
В 2001 г. Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова и Санкт-Петербурге составила список наиболее неблагоприятных городов России по уровню загрязнения атмосферы. Исследования проводились в 89 крупных городах страны. Первенство по загрязнению удерживают Москва и Санкт-Петербург, далее следует крупные промышленные центры Урала, Западной Сибири, 13-е место занимает г. Липецк. Тамбов и Белгород по состоянию атмосферного воздуха признаны экологически самыми чистыми городами России.
2.12 Аграрная промышленность
Источниками загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, промышленные комплексы по производству мяса, предприятия, обслуживающие технику, энергетические и теплосиловые предприятия. Над территориями, примыкающими к помещениям для содержания скота и птицы, в атмосферном воздухе распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие дурно пахнущие газы.
В растениеводческих хозяйствах атмосферный воздух загрязняется минеральными удобрениями, пестицидами при протравлении полей и семян на складах, а также на хлопкоочистительных заводах.
2.13 Фотохимический туман или смог
Сам по себе туман не опасен для человеческого организма, губительным он становится только если чрезмерно загрязнен токсичными примесями. Смог наблюдается в осенне-зимнее время (с октября по февраль). Главную опасность представляет содержащийся в нем сернистый газ в концентрации 5-10 мг/м и выше. 5 декабря 1952 г. над всей Англией возникла волна высокого давления, и в течение нескольких дней не ощущалось ни малейшего дуновения ветра. Однако трагедия разыгралась только в Лондоне, где была высокая степень загрязнения атмосферы, – за три-четыре дня там погибло более 4000 человек. Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сот тонн дыма и сернистого ангидрида. При сопоставлении загрязненности атмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено, что смертность увеличивается прямо пропорционально концентрации и воздухе дыма и сернистого газа. В 1963 г. смог, опустившийся на Нью-Йорк, убил более 400 человек. Ученые считают, что ежегодно тысячи смертей в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха.
2.14 Трансграничное загрязнение атмосферного воздуха
Трансграничное загрязнение атмосферного воздуха – загрязнение атмосферного воздуха в результате переноса вредных (загрязняющих) веществ, источник которых расположен на территории иностранного государства.
Согласно закону «Об охране атмосферного воздуха» (2009 г.), в целях уменьшения трансграничного загрязнения атмосферного воздуха источниками выбросов вредных (загрязняющих) веществ, расположенных на территории РФ, Россия обеспечивает проведение мероприятий по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, а также осуществляет иные меры в соответствии с международными обязательствами РФ в области охраны атмосферного воздуха.
Успешное сотрудничество в этой области в течение более 20 лет между сторонами Конвенции является примером глобальных действий в области охраны окружающей среды.
Конвенция является одним из ключевых инструментов для охраны окружающей среды. Она создает научно обоснованную структуру для постепенного уменьшения ущерба, наносимого загрязнением воздуха здоровью человека и окружающей среде.
В 2008 г. в рамках Конвенции заключен Протокол по тяжелым металлам и стойким органическим загрязнениям. Он представляет собой важный шаг в направлении уменьшения выбросов веществ, способных оказывать вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.
3. Самоочищенные атмосферы
Воздушный океан обладает способностью к самочищению от загрязняющих веществ. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации. Частица размером 10 мкм проходит путь от устья трубы высотой 45 м до поверхности земли за 1,4 ч. За это время при скорости ветра 2 м/с выброс из трубы будет отнесен на 10 км, частицы меньшего диаметра осядут на еще большем расстоянии. Оседанию способствует сорбция их на поверхности более крупных частиц. В отсутствие атмосферных осадков происходит выпадение аэрозолей в результате соприкосновения нижнего слоя воздуха с земной поверхностью и предметами, расположенными на ней. Так, воздушные потоки, переносящие загрязнения, очищаются, встречая на споем пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые частицы, но и летучие вещества
Вследствие турбулентного перемещения приземной слой воздуха всё время обновляется, поэтому на поверхности осаждается значительное количество аэрозолей. Так, на 1 м2
земли под Санкт-Петербургом выпадает столько аэрозолей, сколько заключено в 250 м приземного слоя воздуха, при этом за сутки очищается слой высотой 250 м. Эта величина условно называется скоростью очистки.
Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением осадков и образованием нисходящих потоков, но и с другими метеорологическими явлениями.
Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время бездумно и хищнически эксплуатировалась человеком. Отходы производства выбрасывались в воздух в расчете на то, что будут обезврежены и переработаны самой природой. Казалось, что как пи велика общая масса отходов, по сравнению с защитными ресурсами она незначительна. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск, так как способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.
Выводы: влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду и здоровье человека
От загрязнения воздуха страдают животные и растения. Например, отходы медеплавильных заводов – хлор, мышьяк, сурьма – вызывают гибель домашних и диких животных, поедающих отравленную этими веществами пищу. Тяжелые заболевания скота наблюдаются от фтористых соединений. Медь и цинк, попадающие с выбросами заводов на землю, могут полностью уничтожить травяной покров.
Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется, прежде всего, в поражении верхних дыхательных путей, под их влиянием происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшается фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает.
Подсчитано, что общее количество выбросов сернистого газа в атмосферу нашей планеты тепловыми электростанциями, металлургическими заводами, нефтеперерабатывающими предприятиями и другими антропогенными источниками с 1905 по 1965 г. возросло в 4 раза и в настоящее время достигло 150 млн т. Из этого количества до 110 млн т (более 70% мировых выбросов сернистою газа) приходится на страны Европы, Соединенные Штаты Америки и Канаду. Учитывая, что использование тв1рдого топлива, в частности бурого угля (характеризирующегося высоким содержанием серы), постоянно возрастает, следует предвидеть соответствующее увеличение выбросов сернистого газа.
Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе угрозу не только здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Наличие в воздухе соединений серы ускоряет процессы коррозии металлов, разрушение зданий, сооружений, памятников культуры, ухудшает качество промышленных изделий и материалов. Установлено, например, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.
Вредные для человека и для природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, установлено, что выбросы промышленных предприятий Германии и Великобритании переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории Скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США – на территории Канады. Вредоносные последствия загрязнения среды сказываются и в нашей стране. Так, по данным Европейской экономической комиссии ООН, через российскую границу в воздушных потоках с запада на восток идет в 4 раза больше серы, чем в обратном направлении.
В России наиболее неблагоприятными с точки зрения здоровья населения по-прежнему остаются города с высокой концентрацией промышленности. Загрязненная атмосфера вызывает увеличение числа заболеваний дыхательных путей. Состояние атмосферы в разных районах индустриальных городов сказывается на показателях заболеваемости. Например, в Москве предрасположенность к бронхиальной астме, бронхиту, конъюнктивиту, фарингиту, тонзиллиту, хроническому отиту на 40–60% выше в районах с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Наиболее высокие показатели распространенности бронхиальной астмы регистрируются в пределах Садового кольца, в северо-западной и северо-восточной частях столицы.
В Новокузнецке были изучены риски нарушения здоровья различных групп населения под влиянием загрязнений атмосферы. Исследования были выполнены в Институте комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний Сибирского отделения РАМН. Поданным стационарных исследований, максимальные разовые и среднесуточные концентрации загрязнений атмосферного воздуха в жилых районах превышали предельно допустимые по пыли в 4,2-8,6 раза, сернистому газу – в 2-10, окиси углерода в 1,9-7, двуокиси азота – в 2,7-16,3, сероводороду – в 1,4-9, фенолу – в 5-17,6, саже – в 4,2-24,7, серной кислоте – в 1,1, формальдегиду – в 2-8,3 раза. В пробах пыли содержалось до 36 микроэлементов, среди которых такие токсичные, как свинец, кадмий, ртуть, хром, сурьма, цинк. Исследования показали, что с уровнем загрязнения атмосферного воздуха особенно связаны показатели заболеваемости детей всех возрастных групп, как мальчиков, так и девочек. В наиболее загрязненном районе заболевания органов дыхания выше среднего по городу в 2,1 раза, кожи и подкожной клетчатки – в 2,7 раза, крови и кроветворных органов – в 2 раза. Комплексная оценка состояния здоровья детей, осуществленная на основе углубленного медицинского осмотра школьников 7-11 лет, показала, что общее число здоровых детей в высокозагрязненном районе составило 6,6%, в контрольном районе – 19,9%. Более трети учащихся в загрязненном районе имеют функциональные отклонения, 60,5% страдают различными хроническими заболеваниями. У 20,3% детей, проживающих в районе с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, выявлено повышенное артериальное давление (в контрольном районе – у 9,7%), у 47,7% – анемия (в контрольном районе – у 19,3%).
Изучение распространенности аллергенных заболеваний среди детей в Новокузнецке показало, что наибольшее число их отмечается в районах с высоким загрязнением атмосферы (в 5,6 раза по сравнению с контрольным районом). Причем в этих районах отмечено большое число тяжелых форм аллергий в сочетании с другими заболеваниями.
По заключению исследователей, все названные патологии связаны с воздействием пыли, сернистого ангидрида, серной кислоты и двуокиси азота. Высокая корреляция вышеуказанных заболеваний с суммарным загрязнением атмосферного воздуха наблюдалась постоянно.
Существенное значение при заболеваниях легких в условиях загрязненной атмосферы имеет возрастной фактор. Если обращаемость людей с легочной патологией до 19 лет принять за 100%, то в возрастной группе 20-29 лет она составила 109%, 30-39 лет – 250, 40-49 лет - 302, 50-59 лет - 549 и 60 лет и старше - 449%. При этом у мужчин наименьший показатель заболеваемости наблюдается в возрастной группе 20–29 лет, у женщин – до 19 лет. В старших возрастных группах у мужчин показатели заболеваемости выше, чем у женщин.
Использованная литература
1. Александров В. Ю., Кузубова Е. П., Яблокова Е. П. Экологические проблемы автомобильного транспорта. – Новосибирск, 1995. – ИЗ с.
2. Архиреева С. И., Онушкевич А. А. Зашита атмосферы от выбросов мартеновского производства. – М.: Металлургия, 1992. – 95 с.
3. Баландин Р. К, Бондарев Л. Г. Природа и цивилизация. – М.: Мысль, 1988. -391 с.
4. Банников А. Г. и др. Основы экологии и охрана окружающей среды. 3-е изд. М.: Колос, 1996. - 486 с.
5. Горелин Д. О., Конопелько Л. А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. – М.: Изд-во стандартов, 1992. – 432 с.
6. Даутов Ф. Ф. Изучение здоровья населения в связи с факторами среды. – Казань: Изд-во Казан, гос. ун-та, 1990. – 117 с.
7. Израэль Ю. А. Экология и контроль природной среды. – М.: Гидрометеоиздат, 1984. -528 с.
8. Кондратьев К. Я. Ключевые проблемы глобальной экологии. – М., 1990. – 454 с.
9. Новиков Ю. В. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991. – 223 с.
10. Шандала М. Г., Звиняцковский Я. И. Окружающая среда и здоровье населения. – Киев: Здоровье, 1988. – 152 с.