Атмосфера – газовая оболочка вокруг Земли, распространяющаяся на высоту 100-122 км от поверхности. Во многом от ее состояния зависит общий климат на Земле и локальные изменения в погоде. На нее оказывается воздействие с внешней и внутренней стороны. Изнутри на нее влияют атмосферные выбросы, поднимающиеся в воздух в результате человеческой жизнедеятельности или естественных процессов. Последствия таких выбросов – загрязнение оболочки, влияющее на здоровье живых организмов и на климатические изменения.
- Причины загрязнения атмосферы
- Естественные источники
- Антропогенные источники
- Классификация загрязнителей воздуха
- Физические загрязнители
- Химические загрязнители
- Биологические загрязнители
- Основные загрязняющие вещества
- Показатели степени загрязненности атмосферы
- Возможные последствия
- Влияние на здоровье человека
- Влияние на растения, озоновый слой и парниковый эффект
- Методы уменьшения загрязнения воздуха
Причины загрязнения атмосферы
Источниками загрязнения могут быть 2 группы факторов:
- естественные;
- антропогенные.
Обычно они действуют независимо друг от друга. На естественные человек не может оказать существенного воздействия, поэтому такие источники просто отслеживаются для подготовки мер по ликвидации последствий. Антропогенные источники напрямую зависят от интенсивности человеческой жизнедеятельности, такие выбросы бывают постоянные и единичные.
Естественные источники
Природными источниками атмосферных выбросов выступают:
- извергающиеся вулканы;
- горящие леса;
- развивающиеся анаэробные микроорганизмы.
Наибольшее влияние среди естественных источников оказывают извергающиеся вулканы. На Земле их более полутора тысяч, а в атмосферу при извержениях попадают: физические частицы (пыль) и газы. Кроме этого, раскаленная лава способна вызвать пожары. Горящие леса относятся к естественным источникам, если они загорелись под воздействием природных сил: молнии, высоких температур. На естественные причины лесных пожаров приходится не более 5%, все остальные леса возгораются по вине человека. Незначительный вклад на изменение состава атмосферы оказывают анаэробные процессы: они обратны процессам фотосинтеза, формирующего структуру развития живых организмов.
Антропогенные источники
Человеческая жизнедеятельность оказывает наибольшее влияние на атмосферу. Антропогенные источники атмосферного загрязнения:
| Вид деятельности или отрасль | Описание воздействия | Примеры |
|---|---|---|
| Промышленные предприятия | При работе используются сжигаемые виды топлива, которые при горении выделяют вредные газообразные вещества в атмосферу. | В македонском городе Тетово действует сталелитейное предприятие «Югохром», в котором из 7 печей без фильтрации в атмосферу попадают тяжелые металлы. Это город с самым грязным воздухом в Европе. |
| Электростанции | Активное использование угля в работе электростанций приводит к серьезным загрязнениям воздуха. На втором месте среди энергоресурсов по степени отрицательного воздействия – нефть. | В Китае почти 85% энергии вырабатывается при сжигании угля и нефти: 67,5% – уголь, 17,8% – нефть. Китай занимает 1 место в мире по потреблению электроэнергии, размер потребления в 4 раза выше, чем в России (3 место). |
| Транспорт | Выхлопные газы от любых видов транспорта загрязняют атмосферу высокотоксичными оксидами азота и соединениями свинца. Для сравнения: они опаснее угарного газа в 10 раз. | Над Мехико в течение десятилетий сохранялось облако смога, вызванное чрезмерной автомобилизацией населения. Ситуация усугублялась старым автопарком и географическими особенностями расположения города. |
| Добыча полезных ископаемых | При добыче нефти и газа используются установки, предусматривающие выброс горящего фонтана наружу из-за разницы в давлении. | Ежегодно в мире сжигается несколько сотен миллиардов кубометров газа на нефтеперерабатывающих и химических заводах. В России – 20-50 миллиардов. |
| Сельское хозяйство | Пестициды, использующиеся для удобрения сельскохозяйственных земель, и газообразные (метановые) выделения крупного рогатого скота приводят к возникновению парникового эффекта. | Доля сельского хозяйства в формировании парникового эффекта примерна равна доле от транспортных выбросов – около 12%. |
| Захоронения отходов | На свалках скапливаются разнородные отходы, которые при взаимодействии и разложении выделяют токсичные газы в атмосферу. Кроме этого, образующийся свалочный газ служит источником взрывов и возгораний. | В 2016 году в Индии произошел пожар на одной из крупнейших свалок мира – Деонар. Возгорание произошло из-за скопления свалочного газа. Высота мусорных гор достигает 30 метров, а сама свалка принимает мусор уже почти 100 лет. |
Классификация загрязнителей воздуха
Частицы, которые попадают в атмосферу, отличаются друг от друга своими характеристиками, зависящими от источника выбросов. Три формы загрязнителей воздуха:
- физические;
- химические;
- биологические.
Для каждого из видов характерно определенное состояние при нахождении в атмосфере: физические частицы в воздухе, химические элементы в виде газообразных выделений, микробы и бактерии – биологические загрязнители.
Физические загрязнители
Наиболее распространенная группа загрязнителей атмосферы – физические загрязнители. В эту группу входят частицы, для которых характерна одна из форм физического состояния:
- механические частицы – твердые тела (пыль, пепел, сажа);
- радиоактивные элементы – изотопы и лучи;
- тепловое загрязнение – пар, нагретый воздух;
- шумовое загрязнение – громкие звуки, низкочастотные колебания;
- электромагнитные волны, включая радиоволны.
Химические загрязнители
Ни один холодильник не обходится без фреона
Выбросы фреона и газа от аэрозольных баллончиков, кондиционеров и холодильных установок образуют химическое загрязнение воздуха. Кроме этого, газы возникают при горении топлива.
Под действием этих газов, например, происходит расщепление трехатомной структуры кислорода, из-за чего образуются озоновые дыры. Разрушение озонового слоя отрицательно влияет на климат на Земле.
Биологические загрязнители
При попадании микробов, инфекций, вредных бактерий происходит биологическое заражение атмосферы. Попадание биологических загрязнителей возможно при развитии вегетативных процессов, для которых образуется благоприятная среда. Для таких загрязнителей характерен локальный масштаб поражения.
Основные загрязняющие вещества
Влияние загрязнителей зависит от частоты попадания элементов в атмосферу, их физико-химических характеристик. Некоторые газы при однократном выбросе оказывают большее воздействие при взаимодействии с кислородом, чем другие при долгосрочном. Например, метан в десятки раз опаснее углекислого газа, но попадает в атмосферу в меньших количествах.
Показатели степени загрязненности атмосферы
Уровень содержания вредных веществ в воздухе определяется при мониторинге состава атмосферы. Справочными значениями определена предельно допустимая концентрация (ПДК) каждого вещества, которая сравнивается в полученными значениями. При сравнении учитываются нормы, по которым дается оценка общему состоянию атмосферы:
- стандартный индекс (СИ) загрязненности;
- индекс загрязнения атмосферы (ИЗА).
Д
Большинство значений (норма, коэффициенты) берутся из справочников, остальные измеряются на практике. Измеримые показатели: среднегодовая концентрация, максимальная суточная концентрация. Показатель наибольшей повторяемости (НП) фиксирует число превышений норм.
Возможные последствия
Атмосферное загрязнение влияет на человека и другие живые организмы, проникая в организм разными путями. Негативное воздействие загрязненного воздуха проявляется в следующих видах последствий заражения:
- ухудшение здоровья;
- заражение растений;
- возникновение кислотных дождей;
- разрушение озонового слоя;
- формирование парникового эффекта;
- образование фитохимического смога.
Влияние на здоровье человека
В организм человека вредные частицы из атмосферы попадают через дыхательные пути или через пищу, если они выпали в виде осадка и заразили растения или другие элементы пищевой цепи. Атмосферное загрязнение ухудшает работу сердечно-сосудистой системы, дестабилизируя деятельность легких. Характерные заболевания: болезнь сердца, рак легких, инсульт, астма. Перетекающие в острую форму заболевания приводят к 7-10 миллионам смертей ежегодно, причем в Китае и Индии число смертей составляет 1-1,2 миллиона на страну. Также в числе «лидеров» Пакистан, Бангладеш и Россия, у которых от 100 до 400 тысяч смертей.
Влияние на растения, озоновый слой и парниковый эффект
Твердые осадки атмосферного загрязнения могут через поры проникать в растения, заражая их. Кроме того, атмосферное загрязнение негативно влияет на формирование озонового слоя и протекание процессов фотосинтеза. Из-за разрушения озоновой оболочки возможен запуск обратного развития живых организмов: на смену аэробным вернутся анаэробные. Это возможно, если состав атмосферы кардинально изменится, и она станет благоприятной восстановительной средой для развития анаэробных форм жизни. Сейчас преобладает окислительная среда с аэробными организмами. По такому же принципу при взаимодействии молекул кислорода и солнечного излучения формируется парниковый эффект.
Методы уменьшения загрязнения воздуха
Атмосферное загрязнение чаще всего используется рейтинговыми организациями для определения списка самых чистых и грязных мест на Земле. Это связано с безостановочностью дыхательного процесса у живых организмов, что приводит к неизбежности воздействия этого вида загрязнения на них. В зависимости от источника выбросов и их физико-химических характеристик выделяются направления по снижению загрязнения:
- альтернативная энергетика;
- сокращение промышленных выбросов;
- изменение структуры работы транспорта;
- вторичная переработка отходов;
- сокращение применения химических удобрений;
- увеличение доли зеленых насаждений.
П
Большинство мер предусматривает отказ от традиционных видов топлива, таких как нефть, уголь, в меньшей степени – газ. Кроме этого, меры по сокращению атмосферных выбросов должны реализовываться за счет сокращения объемов производства и движения транспорта. Это достигается рациональным использованием ресурсов: переработкой, вторичным производством, отказом от индивидуальных транспортных средств с переходом на групповые для эффективного заполнения пространства.
