Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Забруднення атмосфери
|
|
У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повітря. Під забрудненням атмосфери розуміють рідкі й тверді часточки та газуваті речовини, що надходять в атмосферу внаслідок побутової та промислової діяльності людей, а також фізіологічного життя людей і тварин у понаднормовій кількості. І взагалі, забрудненістю атмосфери називають несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково зумовлені діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано впливають на розподіл енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери та умови існування живих організмів.
Забруднення атмосфери відбувається також і природним шляхом: вулканічні гази, природний пил, спори грибів, мікроорганізми, пилок рослин тощо. Різні джерела забруднення природного та антропогенного походження наведені в табл. 6.1. Щороку в атмосферу внаслідок спалювання палива та з інших джерел потрапляє до 25 млрд т оксиду карбону (IV), понад 200 млн т оксиду карбону (II), близько 200 млн т оксиду сульфуру (IV), понад 50 млрд т різних вуглеводнів. До 2050 р. вміст вуглекислого газу в атмосфері може подвоїтись порівняно з 1978 р. У 1988 р. в колишньому СРСР викиди в атмосферу від стаціонарних джерел становили 64 млн т, а викиди транспорту досягали 37 млн т. У багатьох містах України концентрації забруднювальних речовин у кілька разів перевищували ГДК (табл. 6.2).
Основними джерелами забруднення є енергетика (теплові та електричні станції), промислові підприємства, транспорт (у першу чергу автомобільний), комунальне й сільське господарство та військово-промисловий комплекс. При цьому частка різних джерел дуже різниться. Так, у США на транспорт припадає 42 %, спалювання палива в стаціонарних установках – 21, промисловість – 14, спалювання деревного палива – 8, спалювання сміття – 8, на інші джерела – 10 %. Внаслідок спалювання палива утворюється 15 % вуглеводнів, 60 – оксидів нітрогену, 80 – сірчистого ангідриду і 26 % – пилу; від автотранспорту – 50 % вуглеводнів, 15 – оксидів нітрогену, 21 – пилу і 1 % – вуглекислого газу. У містах багато пилу утворюється внаслідок стирання автопокришок об поверхню покриття, а також органічних речовин і бактерій з побутових відходів та сміття.
Таблиця 6.1. Види забруднень і джерела забруднення атмосфери (Франсуа Рамад, 1981)
| Забруднювальна речовина | Джерела забруднення | |
| Гази | Вуглекислий газ | Вулканічна діяльність, дихання живих організмів, спалювання викопного палива |
| Оксид карбону (II) | Вулканічна діяльність, двигуни внутрішнього згоряння | |
| Вуглеводні | Рослини, бактерії, двигуни внутрішнього згоряння | |
| Органічні сполуки | Хімічна промисловість, спалювання відходів, різне паливо | |
| Сірчистий газ та інші похідні сірки | Вулканічна діяльність, морські бризи, бактерії, спалювання викопного палива | |
| Похідні азоту | Бактерії, горіння | |
| Радіоактивні речовини | Атомні електростанції, ядерні вибухи | |
| Тверді часточки | Важкі метали і мінеральні сполуки | Вулканічна діяльність, метеорити, вітрова ерозія, водяний пил, промисловість, двигуни внутрішнього згоряння |
| Органічні речовини, природні й синтетичні | Лісові пожежі, хімічна промисловість, різне паливо, спалювання відходів, сільське господарство (пестициди) | |
| Радіоактивні речовини | Ядерні вибухи, аварії на атомних електростанціях |
Таблиця 6.2. Викиди шкідливих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел
(за даними Держкомстату СРСР)
| Місто | У тому числі | |||||
| Усього | Викиди, тис. т | |||||
| Твердих | Газоподібних і рідких | 3 них | ||||
| сірчистий ангідрид | оксиди нітрогену | оксид карбону (II) | ||||
| Донецьк Запоріжжя Київ Маріуполь Одеса Москва (Росія) |
Вихлопні гази автомобільного транспорту містять у середньому 4-5 % оксиду карбону (II), а також ненасичені вуглеводні й альдегіди з неприємним запахом, сірковмісні сполуки та сполуки плюмбуму в разі застосування етильованого бензину. До їх складу входять також канцерогенні сполуки. Легковий автомобіль під час руху викидає до 3 м3 за годину оксиду карбону (II) СО, а вантажний – 6 м3 і більше. Щороку понад 200 млн автомобілів викидають в атмосферу близько 200 млн т оксиду карбону (II), 40 млн т вуглеводнів, 20 млн т оксидів нітрогену та значну кількість свинцю.
Значною мірою забруднюють атмосферу літаки. Так, викиди чотиримоторного реактивного літака на злеті з повним навантаженням еквівалентні вихлопу 6850 автомобілів марки «фольксваген». У цих вихлопах міститься багато бензпірену. В портових містах джерелом забруднення є суднові дизельні двигуни, які споживають до 2 т палива за годину.
Одним із головних забрудників повітря є спалювання палива в теплоенергетиці. Під час спалювання 1 т вугілля в трубу викидається до 23 кг попелу, 15 кг оксиду сульфуру (IV) і значна кількість сажі. Теплові електростанції світу щороку викидають 120 млн т попелу і приблизно 60 млн т оксиду сульфуру SО2. Очікується, що до 2002 р. викиди попелу можуть збільшитись до 1, 5 млрд т, SО2 – до 450 млн т за рік.
Кожне з наведених джерел пов'язане з викидами специфічних домішок, склад яких не завжди піддається ідентифікації. Найпоширенішими забрудниками, що надходять з промисловими викидами, є попіл, сажа, оксид цинку, силікати, хлорид плюмбуму, сірчистий і сірчаний ангідриди, гідрогенсульфід, меркаптани, альдегіди, вуглеводні, смоли, оксиди нітрогену, аміак, озон, оксиди карбону, фторид і хлорид гідрогену, силікофторид натрію, радіоактивні гази та аерозолі.
Теплові електростанції викидають в атмосферу гази, що містять азот, кисень, оксиди сульфуру і нітрогену, оксиди карбону й металів, попіл та радіонукліди. Підприємства чорної металургії викидають гази, що містять пил і оксиди карбону, сульфуру, нітрогену та металів. На 1 т виплавленого чавуну припадає 4, 5 кг пилу; 2, 7 кг SО2; 0, 1-0, 5 кг мангану, а також сполуки арсену, фосфору, стибію, плюмбуму, меркурію, рідкісних металів та смолистих речовин.
Агломераційні фабрики викидають гази з великим вмістом пилу та оксиду сульфуру (IV) (до 190 кг SО2 на 1 т руди). Мартенівські і конверторні цехи викидають гази з великою кількістю пилу. На 1 т мартенівської сталі викидається 3000-4000 м3 газів з пиловмістом 0, 5 г/м3, 60 кг СО і 3 кг SО2. Коксохімічні виробництва забруднюють атмосферу пилом і леткими сполуками.
Підприємства кольорові металургії викидають запилені гази, що містять флуориди, оксид сульфуру (IV) та оксиди кольорових і важких металів. З 1 т пилу, що викидається в атмосферу під час виплавляння мідних руд, можна вилучити до 100 кг міді й трохи менше свинцю та цинку. Хімічні виробництва забруднюють атмосферу пилом, що містить органічні та неорганічні сполуки, а також різними газами. Найхарактерніші газові викиди деяких хімічних виробництв наведені в табл. 6.3.
Заводи промисловості будівельних матеріалів викидають пил, фториди, оксиди сульфуру (IV) та нітрогену (IV). У викидах нафтодобувної та нафтопереробної промисловості містяться різні вуглеводні, гідрогенсульфід і гази з неприємним запахом (стирол, дивініл, толуол, ацетон, ізопрен та ін.).
Під впливом атмосферних опадів, сонячної радіації, перенесення повітряних мас, взаємодії з гідросферою й літосферою та діяльності мікроорганізмів атмосферне повітря позбавляється від сторонніх домішок. Цей процес називають самоочищенням атмосфери. Проте в результаті антропогенної діяльності утворюється така велика кількість забруднень, що атмосфера вже не здатна самоочищатися і відбувається значне накопичення забруднювальних речовин у повітрі.
За останні десятиріччя масштаби техногенних викидів в атмосферу істотно зросли і за розмірами наближаються до їх природних надходжень або за деякими інгредієнтами перевищують їх. В атмосферу викидається все більше ксенобіотиків, від яких вона не встигає очищатися.
Таблиця 6.3. Викиди в атмосферу деяких хімічних виробництв
(за даними І. Є. Кузнєцова і Т. М. Троїцького)
| Виробництво | Компоненти викидів |
| Нітратної кислоти | NO, NO2, NH3 |
| Сульфатної кислоти | NO, NO2, SO2, SO3, H2SO4 |
| Гідрогенхлориду | HC1, Cl2 |
| Оксалатної кислоти | ЬЮ, МО2, С2Н2О4(пил) |
| Сульфамінової кислоти | NH3, NH(SO3NH4)2, H2SO4 |
| Фосфору і фосфатної кислоти | P.O5, H3PO4, HF, Ca5F(PO4)3 (пил) |
| Оцтової кислоти | CH3CHO, CH3CO2H |
| Складних добрив | NO, NO2, NH3, HF, H2SO4, P2O5, HNO3 |
| Карбаміду | NH3, CO(NH2)2 (пил), CO |
| Аміачної селітри | CO, NH3, HNO3, NH4NO3 (пил) |
| Суперфосфату | H2SO4, HF, пил суперфосфату |
| Аміачної води | NH3 |
| Рідкого хлору | HC1, Cl2, Hg |
| Хлорного вапна | Cl2, СаС12(пил) |
| Поліхлорвінілової смоли | Hg, HgCl2, NH3 |
| Тетрахлоретилену | HC1, Cl2 |
| Ацетону | CH3CHO, (CH3)2CO |
| Аміаку | NH3, CO |
| Метанолу | CH3OH, CO |
| Капролактаму | NO, NO2, SO2, H2S, CO |
| Оксиду титану (IV) | TiO2, FeO, Fe2O3, FeSO4, H2SO4(пил) |
| Ацетилену | С2Н2(сажа) |
| Карбофосу | SO2, P2O5, H2S, пил карбофосу |
| Мінеральних пігментів | SO2, SO3, Fe2O3, FeSO4, H2SO4 |
| Целюлози | H2S, Cl, SO2, CH3SH, (CH3)2S |
На форзаці І представлено у спрощеному вигляді карту забрудненості атмосферного повітря на території України (В.А. Барановський, 2000). Вона характеризує сумарну забрудненість атмосферного повітря і містить якісну та кількісну оцінки можливого впливу на здоров'я населення. Ступінь забрудненості атмосферного повітря встановлювали за кратністю перевищення фактичної концентрації забрудників відповідної ГДК з урахуванням класу небезпечності, сумації біологічної дії забруднень повітря і частоти перевищення ГДК.
Для складання карти автор використав розраховані показники зон розсіювання і величини сумарного забруднення. В результаті цього на карту нанесено ареали розсіювання сумарного забруднення навколо населених пунктів. Інтегральна фонова оцінка забрудненості повітря відображена за допомогою ізоліній та ареалів і має такі рівні: низький (індекси від 0 до 1); нижчий від середнього (1-3); середній (3-6); підвищений (6-12); високий (12-24); дуже високий (24-48) і надзвичайно високий (понад 48).
Основні забрудники атмосферного повітря згруповано в такі класи: галогени, сульфур та його сполуки, нітроген та його сполуки, карбон та його сполуки, органічні сполуки, метали та завислі речовини. Для порівняння класів між собою проведено їх стандартизацію. За стандарт прийнято 3-й клас шкідливості речовин.
Як видно з цієї карти, найвище забруднення характерне для Донець-ко-Придніпровського регіону, а також для зон навколо обласних центрів. Порівняльний аналіз карт забрудненості атмосферного повітря і метеорологічного потенціалу атмосфери свідчить про те, що на території України переважають процеси розсіювання забрудників. Виняток становлять гірські райони Криму і Карпат, де умови сприятливі для їх накопичення. Проте в цих районах невеликий рівень промислового забруднення, в них недоцільно розміщувати промислові об'єкти. Вся територія України має певний позитивний потенціал самоочищення атмосфери. Це дає змогу прогнозувати поліпшення екологічного стану атмосферного повітря за умови дотримання певних природоохоронних заходів.