Естественное и антропогенное загрязнение атмосферы

Выделяют несколько видов загрязнения атмосферы – по источникам, уровню контроля, характеру воздействия. Но в основе всех классификаций лежит первоначальное разделение на природные и техногенные причины загрязнения атмосферы.

Естественные источники загрязнения в меньшей степени влияют на окружающую среду. Деятельность человека напротив приносит выраженное нарушение экологического баланса.

Природные источники

Песчаные бури, горение лесов, болот, испарение воды с поверхности водоемов – источники естественного загрязнения атмосферы.

В воздухе всегда обнаруживаются:

• мелкие пылевые частички в виде аэрозоля природного происхождения;
• химические соединения – углекислый газ, оксид углерода, азота, аммиак;
• аэропланктон, представленный мелкими вирусами, спорами мха, папоротника.

В норме концентрация примесей не нарушает органолептические показатели воздуха, не добавляет неприятные запахи, не вызывает тяжелые соматические заболевания у человека.

Если рассмотреть факторы естественного загрязнения, то выделяют следующие группы:

1. Лесные пожары, горение торфяных болот.
   В результате человеческой неосторожности, знойной погоды в летние периоды происходит возгорание лесных массивов, сухой травы. При этом окружающий воздух насыщается продуктами распада.
2. Пылевые бури.
   Потоки воздуха, приводящие к завихрениям, поднимают с земли пыль, мусор. Во время урагана находится рядом опасно для здоровья, твердые частички, попадая в легкие, прочно прикрепляются к стенкам бронхов. Отдаленные последствия – развитие обструкции с нарушением дыхания.
3. Вулканы.
   Выброшенные тонны пепла, газов, оксида серы медленно осаждаются, формируя плотную непроницаемую завесу. Дышать в загрязненной области после извержения вулкана тяжело.
4. Разложение органических остатков.
   Естественное разложение (гниение) приводит к появлению неприятного, отталкивающего запаха.

Антропогенные источники

Развитие современных городов приводит к постепенному загрязнению окружающего пространства. Воздух в мегаполисах стал тяжелый, липкий. Возникает смог, мешающий дышать. Причина – не естественный природный процесс, не извержение вулкана, а деятельность человека.

Основными искусственными (антропогенными) источниками загрязнения атмосферы является автомобиль, развивающееся производство. Сам человек, производя ежегодно тонны бытовых отходов, загрязняет атмосферу. Немалый вклад принадлежит электростанциям, которые вырабатывая тепло для домов, выбрасывают огромное количество химических соединений в воздух.

Транспортные

Главным фактором загрязнения атмосферы стал автомобиль. Сегодня он перешел из разряда роскоши в обыденную необходимость. В городах происходит перенасыщение машин, работающих на бензине. Выхлопные газы содержат палитру опасных для человека и экологии соединений. Выделяемый токсичный углекислый газ в отдаленном будущем провоцирует «парниковый эффект».

Производственные

Химическая, текстильная, лакокрасочная, биохимическая промышленность – загрязняют воздух, что является причиной выпадения кислотных дождей.

Переработка металлов сопряжена с нагревом и горением. В результате в атмосферу выбрасывается множество мелких частиц тяжелых металлов. Они оседают на деревьях, траве, залетают в квартиры, проникают в легкие.

Бытовые

В соответствии с санитарными нормами бытовые отходы подлежат вывозу и утилизации. Но зачастую за чертой города появляются несанкционированные свалки.

Часть мусора разлагается естественным путем с образованием перегноя, что не несет опасности окружающей среде. Другие отходы характеризуются длительным периодом распада в сочетании с образованием токсичного биогаза. Он снижает качество воздуха. Рядом с такими свалками невозможно долго находиться.

Сельское хозяйство

Сельскохозяйственные угодья обрабатываются инсектицидами и пестицидами для сохранения растений. Земля дополнительно удобряется минеральными добавками. При горении все компоненты объединяются с формированием опасных для атмосферы мелкозернистых частиц.

Отопление жилищ

Централизованное отопление, горячее водоснабжение – результат работы электростанции. Чтобы в дома поступало тепло, необходим процесс горения топлива. Сегодня электростанции обязывают устанавливать очистные сооружения на трубы выброса, но это не спасает атмосферу от продуктов горения.

По уровню контроля

Все вещества, загрязняющие атмосферу, антропогенного происхождения поступают из мобильных или стационарных источников. При этом стационарные (территориально закрепленные за предприятием) принято разделять на организованные и неорганизованные.

Компании, занимающиеся переработкой ресурсов, обязаны придерживаться нормативных актов. В них важный пункт – уровень критической концентрации сбрасываемых веществ. Если возникает превышение допустимых значений, тогда организация наносит вред атмосфере.

Организованные

Критерий, позволяющий отнести источник загрязнения атмосферы к организованным, — устье (труба, воздуховод). Оно ограничивает непосредственное попадание выбросов в окружающую среду. Форма конструкции не имеет принципиального значения:

• круглая;
• квадратная;
• многоугольная.

Пример организованных источников:

1. Трубы вентиляционные или дымовые. К ним относятся – труба от котла, цеха обработки металла, сварочной точки, ДЭС.
2. Шахты для поступления воздуха из окружающей среды к месту добычи ресурсов.
3. Куполообразный аэрационный фонарь, установленный на крупных промышленных предприятиях. Позволяет вытягивать загрязненный воздух через системы вытяжек, заканчивающихся на крыше здания.
4. Дефлектор, предназначенный для увеличения скоростных показателей вытяжки.

Неорганизованные

В неорганизованных источниках происходит беспрепятственный выброс загрязняющих компонентов в атмосферу. В них отсутствуют:

• устройства, задающие скорость сброса;
• ограничители;
• очистные сооружения;
• шахты, трубы;
• воздуховоды.

Варианты неорганизованных форм источников:

• оборудования, не имеющие герметичной заглушки;
• установки факельного типа;
• хранение топлива в необорудованных помещениях;
• работы с применением взрывчатых веществ;
• погрузка, выгрузка пылящего сырья;
• сварка, окраска.

По характеру воздействия

Отдельная характеристика загрязняющих веществ базируется на характере воздействия:

• физические;
• химические;
• биологические.

Физическое воздействие бывает:

• механическим,
• радиоактивным,
• электромагнитным,
• шумовым,
• тепловым.

Наибольшее негативное влияние для атмосферы представляют тепловые загрязнители – систематический сброс теплого воздуха нарушает баланс окружающей среды, провоцируя общее повышение температуры.

Для человека опасно загрязнение атмосферы биологическими элементами – спорами, вирусами. Мельчайшие частицы проникают через бронхо-легочную систему и оседают в альвеолах, вызывая соматические заболевания дыхательных путей.

Физические

К физическим вариантам загрязнения относятся:

• механические за счет образования пыли и мелких твердых частиц;
• радиоактивные в виде излучения и изотопов;
• электромагнитные;
• шумовые, в частности высокоинтенсивные звуки или колебания низких частот;
• тепловые, формирующиеся при сбросе высокотемпературного воздуха.

Химические

При химическом загрязнении изменяется состав воздуха по причине поступления соединений:

• углекислого газа;
• диоксида углерода, серы, азота;
• галогенуглеродов (фреонов);
• озона;
• метана.

Наибольший объем химических компонент сбрасывают металлургические предприятия, химическая, строительная, энергетическая, целлюлозно-бумажная промышленность. Также вредные газы поступают при сжигании топлива для обогрева домов, работы промышленности.

Рассмотрим на примере двух организаций, какие загрязняющие вещества поступают в атмосферу.

При этом опасность для атмосферы несут как первичные формы токсических соединений, так и продукты взаимодействия с другими веществами.

Биологические

К биологическому виду загрязнение атмосферы относятся:

• споры бактерий, грибов, вирусы;
• продукты их жизнедеятельности;
• токсины.

С потоками воздуха они разлетаются на большие расстояния, вызывая эпидемии.

По агрегатному состоянию

Вариант классификации загрязнителей – разделение по агрегатному состоянию. Этот показатель достаточно условный, потому при изменении температуры и давления физическое состояние вещества изменяется.

Исторически выделяют три типа:

• твердое;
• жидкое;
• газообразное.

Из курса школьной физики помним, что расплавив твердое тело, получаем жидкость. Она при высокой температуре становится газом. С помощью конденсации пар возвращается в жидкостную фазу.

Твердые загрязнения

Твердые загрязняющие вещества попадают в атмосферу при обработке сырья (сжигание, измельчение) или транспортировки. Простой пример – выгрузка шлака из КамАЗа, когда клубы пыли взлетают в воздух.

Жидкие

Нефть и продукты переработки – источники появления в воздухе аэрозолей из мелких капель. Такие токсичные осадки затем выпадают на прилежащих территориях, вызывая загрязнения почвы и водоемов.

Газообразные

Аэрозольная форма техногенного загрязнения атмосферы появляется при химических реакциях восстановления, при сжигании топлива.

Научно-исследовательский институт охраны окружающей среды (Санкт-Петербург) разработал перечень газообразных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу.

В нем представлена классификация газообразных и летучих загрязняющих веществ в алфавитном порядке с указанием кода, нормативных значений предельно допустимых доз концентрации. Используют документ организации, чья работа связана с вопросами защиты окружающей среды.

По масштабам распространения

Загрязняющие вещества негативно отражаются на качестве воздуха, на жизни и здоровье людей. Для регуляции и снижения выбросов был подписан Киотский протокол (дополнительное соглашение в структуре конвенции ООН об изменении климата). Он обязывает страны сократить количество выбрасываемых в атмосферу парниковых газов. Подписали договор 192 государства.

В зависимости от масштабов потенциально негативного влияния загрязнение атмосферы действуют локально, регионально или глобально.

Местное

Местная форма загрязнения определяется на ограниченных участках территории – город или промышленный район, населенный пункт.

Региональное

Массивное загрязнение вовлекает протяженные области с переходом на соседние государства и страны. Газообразные, летучие вещества, мелкодисперсные частицы в потоке воздуха беспрепятственно перемещаются, вызывая масштабные повреждения экологии

Глобальное

Если страны не придерживаются Киотского протокола, выбрасывают в атмосферу парниковые газы, то экология и климат незамедлительно отреагируют. В таком случае пострадает не только государство, нарушающее правила, но и все население Земли.