От ест. источников в атмосферу поступает: пыль космическая (до 5 млн т в год), пыль вулканическая, пыль растительная, пыль от эрозий почвы, морская соль, дымы от пожаров, вулканические газы, газы от разложения растений и животных, газы от жизнедеятельности растений и животных.
Осн. источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются: теплоэнергетика, транспорт, промышленность, нефтепереработка и газопереработка, испытания оружия. Самые распространённые загрязнители атмосферы: оксиды углерода, диоксид серы, пыль, оксиды азота, углеводороды. В воздухе атмосферы присутствуют более 500 вредных веществ антропогенного происхождения.
Рассматривают по происхождению 2 вида загрязнения:
- естественное загрязнение, возникающее в результате действий природных явлений без участия людей;
- антропогенное загрязнение, связанное с человеческой деятельностью, главной составной частью которого является техногенное загрязнение, обусловленное деятельностью промышленных производств.
По природе загрязнителей различают следующие виды загрязнения:
1) физическое (механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн), шумовое (громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (выбросы тёплого воздуха и т.п.));
2) химическое (газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей); твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие).).
3) Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия не характерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. Особую опасность представляют возбудители инфекционных и паразитарных болезней.
По способу образования различают загрязнение первичное и вторичное. Первичное загрязнение – поступление в среду загрязнителей, образующихся в ходе естественных или антропогенных процессов в биосфере. Вторичное загрязнение – образование вредных и опасных для окружающей среды и человека загрязнителей в ходе физ-хим процессов в окр среде, при этом реагенты могут быть неопасными (вторичным загрязнением явл. образование при условиях ядовитых хим. веществ в атмосфере, называемое смогом).
Источники выбросов - технологическое и иное оборудование, технологические процессы, машины, механизмы, от которых осуществляется выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Различ стационарные, подвижные и нест. ист. воздействия на окр. среду.
Стационарные источники - источники выбросов, перемещение которых без несоразмерного ущерба их назначению невозможно.
Стационарные источники выбросов подразделяются на организованные, неорганизованные, линейные и площадные стационарные источники.
К организованным стационарным относятся источники выбросов, оборудованные устройствами, посредством которых производится локализация поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выделения загрязняющих веществ.
К неорганизованным стационарным относятся источники выбросов, не оборудованные устройствами, посредством которых производится локализация поступления загрязняющих веществ в атмосферный воздух от источников выделения загрязняющих веществ.
Линейные, если загр. в-ва поступают в атм. воздух от газопроводов;
Площадные, если загрязняющие вещества поступают в атм. воздух от рассредоточенных источников выделения загрязняющих в-в (от сооружений по очистке сточных вод, площадок хранения сыпучих материалов, объектов захоронения отходов, объектов хранения отходов).
Мобильные (подвижные) источники выбросов - транспортные средства и самоходные машины, оснащенные двигателями, эксплуатация кот. влечет за собой выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух
Мобильные источники выбросов подразделяются на:
механические транспортные средства (за исключением приводимых в движение электродвигателями);
железнодорожные транспортные средства (за исключением приводимых в движение электродвигателями);
воздушные суда;
морские суда, суда внутреннего плавания, суда смешанного (река - море) плавания, маломерные суда;
самоходные машины.
В реальных условиях производства в выбросах и сбросах предприятий (в воздухе и воде) присутствует не одно, а несколько различных загр. в-в. В воздухе населенного пункта могут содержаться вещества от разных предприятий, тепловых станций, транспорта. Многие из этих веществ обладают сходным токсическим действием на организм человека, а значит, в подобных случаях суммарная концентрация таких веществ может превышать предельно допустимую для каждого в отдельности. Кроме того, ряд веществ обладают синэнергетическим эффектом, т.е. токсичность одного в присутствии другого усиливается.
Это явление называют эффектом суммации вредного воздействия, и его необходимо учитывать при нормировании как содержания, так и поступления загрязняющих веществ в окружающую среду. Эффект суммации проявляют, в частности: фенол и ацетон; озон, диоксид азота и формальдегид; аммиак и диоксиды серы и азота и др.
Таким образом, если в воздухе присутствует несколько веществ, обладающих эффектом суммации, то качество воздуха будет соответствовать установленным нормативам при условии, если
,
где С1, С2 , Сп - концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации; ПДК1, ПДК2…., ПДКп - предельно допустимые концентрации.
Приведенная формула означает, что сумма отношений концентраций вредных веществ, склонных к эффекту суммации, к соответствующим им ПДК не должна превышать единицы.
Воздействие загрязнения воздуха на организм человека. Оксид углерода (угарного газа) прочно соединяется с гемоглобином крови, что препятствует нормальному снабжению органов и тканей кислородом, в результате ослабляются процессы мыслительной деятельности, замедляются рефлексы, возникает сонливость, возможны потери сознания и смерть от удушья. Диоксид кремния (SiO2), содержащийся в пыли, вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз. Диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань. Оксиды азота раздражают и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, увеличивают восприимчивость к инфекционным заболеваниям, вызывают бронхит и пневмонию. Парниковый эффект и глобальное потепление климата. Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект –разогрев нижних слоев атмосферы, вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Водяной пар задерживает около 60% теплового излучения Земли и углекислый газ – до 18%.
Парниковому эффекту способствует поступление в атмосферу антропогенных примесей. Это привело к повышению среднегодовой температуры на планете на 0,6°. Существуют модели, согласно которым, если температура приземного слоя атмосферы поднимется еще на 0,6°–0,7°, произойдет интенсивное таяние ледников Антарктиды и Гренландии, что приведет к повышению уровня воды в океанах и затоплению до 5 млн. км2 низменных, наиболее густо заселенных равнин.
Положительные для человечества последствия парникового эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем и с/х. Повышение температуры приведет к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение концентрации угл. газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений.
Разрушение «озонового слоя». Озоновый слой (озоносфера) – слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона (О3) на высоте 20–25 км. Содержащееся в озоновом слое количество озона невелико: в приземных условиях атмосферы (при давлении 760 мм и температуре +20° С) он образовал бы слой толщиной всего 3 мм. В атмосфере озон образуется из кислорода под действием ультрафиолетового излучения. «Озоновая дыра» – значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона. Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) – высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина В), в больших дозах губительны, может вызывать раковые заболевания и мутации.
Кислотный дождь – дождь или снег, подкисленный до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной влаге антропогенных выбросов (оксиды серы, оксиды азота, хлороводород, сероводород и др.).
Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительность проявляется как в прямом биоцидном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение рН почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих с/х культур. Отрицательное воздействие КД проявляется в закислении пресноводных водоемов.
Смог – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. Различают два типа смога: лондонский и лос-анджелесский.
Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных пром. центрах при неблагоприятных погодных условиях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возникает летом также при отсутствии ветра и температурной инверсии, но обязательно в солнечную погоду.
Качество атмосферного воздуха – совокупность присущих ему свойств, которые определяют степень воздействия химических, физических и биологических факторов на окружающую среду. Нормирование качества атмосферного воздуха осуществляется с целью установления обоснованных предельно допустимых нормативов воздействия на атмосферный воздух, гарантирующих безопасность здоровья населения и окружающей среды. Для оценки состояния атмосферного воздуха на территории Республики Беларусь действуют единые нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ориентировочно безопасных уровней воздействия) и уровней вредных физических и иных воздействий на него. Подробнее сущность экологического нормирования и оценки качества природной среды раскрыта в гл. 14.
Качество атмосферного воздуха регулируется также нормативами:
— предельных объемов образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;
— потребления атмосферного воздуха для производственных нужд;
— содержания загрязняющих веществ в отработанных газах и вредных физ. и иных воздействий передвижных источников на атмосферный воздух;
— удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Наблюдение и контроль за состоянием воздушного бассейна страны осуществляется в рамках Национальной системы мониторинга РБ. Наблюдение за состоянием атмосферного воздуха по химическим, физическим, биологическим и другим показателям проводят органы гидрометеорологической и санитарно-эпидемиологической служб. Они располагают широкой сетью станций и постов наблюдения, соответствующими лабораториями.
Государственный контроль ставит своей целью обеспечить исполнение правил, требований и нормативов по охране атмосферного воздуха; он возложен на органы управления по природным ресурсам и охране окружающей среды. Отраслевые министерства и ведомства проводят контроль за проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов загрязняющих веществ в воздушное пространство, а также за оснащением их приборами, необходимыми для постоянного наблюдения за эффективностью очистки, величиной выбросов на подведомственных им субъектах хозяйствования.
Наблюдение и контроль на локальном уровне представляет собой подсистему режимного отслеживания за уровнем загрязнения воздуха основными и специфическими вредными веществами, содержащимися в газах, выбрасываемых предприятиями и транспортом. Используются как сеть стационарных постов, расположенных в различных частях городов и на границах санитарно-защитных зон, так и специальные передвижные лаборатории. Производственный контроль проводят субъекты хозяйствования, они же проверяют исполнение планов и мероприятий по охране атмосферного воздуха, его рациональному использованию, сохранению нормативов качества.
Географическое положение Беларуси в центре Европы обусловливает значительное трансграничное загрязнение атмосферного воздуха. Иными словами, источники такого загрязнения расположены на территории других государств, в основном западноевропейских. Наиболее интенсивно происходит перенос закисляющих соединений, вызванных техногенными выбросами оксидов серы и азота. Республикой Беларусь подписана и выполняется Конвенция 1979 г. о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Разрабатывается система наблюдений и оценки источников и степени такого загрязнения, мероприятии, направленных на сокращение объема выбросов, вызывающих трансграничное загрязнение воздуха.
Группа технолог. м-ий: улучшение технологии производства и сжигания топлива; создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах, при которых исключаются выбросы вредных веществ в атмосферу. В то же время решается важная задача — утилизация и возвращение в производство ценных продуктов, сырья и материалов.
Группа планировочных мероприятии: оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом "розы ветров", создание СЗЗ вокруг пром. предприятий, вынос токсичных производств за черту города, рациональная планировка городской застройки, озеленение городов.
При проектировании, строительстве, реконструкции городов и других населенных мест необходимо учитывать "розу ветров" (преобладающее направление), состояние атмосферного воздуха и прогноз его изменения.
Планировочные мероприятия по оздоровлению окружающей среды включают также приемы застройки и озеленения территории города, функциональное ее зонирование, учет местных природно-климатических факторов, сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства и др. С целью охраны атмосферного воздуха на территориях населенных мест при размещении новых объектов и реконструкции действующих устанавливаются СЗЗ. СЗЗ — это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в такой зоне не предусматривается, однако в крупных городах это правило часто не выполняется. Размер зоны определяется в зависимости от класса токсичности загрязнителя, типа пром предприятия и его производственной мощности. СЗЗ должна быть озеленена газоустойчивыми древесно-кустарниковыми породами.
Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения — "легкие" города. Они очищают воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни.
Первые зеленые зоны в РБ появились с 1945 г. вокруг городов Бобруйска, Барановичей, Борисова, Бреста, Вилейки, Витебска, Гомеля, Гродно, Лиды, Мозыря, Молодечно, Осиповичей и Минска. В настоящее время их около 120 с общей площадью более 1,2 млн. га. Самая большая зеленая зона — вокруг г. Минска, в радиусе до 80 км, площадью до 300 тыс. га, что обеспечивает около 180 м- зеленых насаждений на 1 минчанина.
Шумовое загрязнение – это одна из наиболее актуальных проблем современных мегаполисов. С каждым годом уровень шума в больших городах неумолимо возрастает. Это происходит из-за увеличения кол-ва транспортных средств. Влияние шума на здоровье человека весьма сильно. На сегодняшний день свыше 60% человек, проживающих в мегаполисах, ежедневно подвергается чрезмерным звуковым, инфразвуковым и ультразвуковым воздействиям. Особенно вреден шум по ночам.
Шумовое загрязнение может привести к развитию многих заболеваний.
Для защиты населения от шума Всемирная организация здравоохранения предлагает ввести ряд мер. Среди них:
1. запрет на осущ-ие ремонтных и строительных работ с 23.00 до 7.00;
2. запрет на повышенную громкость телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников и прочих звуковых устройств (правило распространяется не только на частные жилища, но и на автомобили и открытые общественные заведения, находящиеся вблизи жилых домов).
Больше всего защита от шума нужна для больниц, диспансеров, санаториев, домов отдыха, пансионатов, домов-интернатов для детей, домов престарелых и инвалидов, для гостиниц, общежитий, а также дошкольных, школьных и прочих образовательных учреждений.
Влияние шума. Проживание или длительное пребывание человека в условиях повышенного шумового загрязнения практически гарантированно приводит к возникновению у него проблем со слухом и со сном.
Нервная система спящего человека продолжает реагировать на звуки. Как следствие, высокий уровень шума может спровоцировать расстройства психики человека. Первыми симптомами отрицательного влияния шума на психику является раздражительность и нарушение сна.