Що забруднює повітря в місті? Які речовини забруднюють повітря?

Зміна газового складу атмосфери - результат поєднання природних явищ в природі й діяльності людини. Але який з цих процесів переважає в даний час? Для того щоб це з`ясувати, ми спочатку уточнимо, що забруднює повітря. Його відносно постійний склад протягом останніх років піддається значним коливанням. Розглянемо основні проблеми контролю викидів та охорони чистоти повітряного басейну на прикладі цієї роботи в містах.

Чи змінюється склад атмосфери?

Забрудненням повітря екологи вважають зміну його середніх показників, зібраних за тривалий час спостережень. Відбуваються вони в результаті багатьох видів впливу суспільства на навколишнє середовище, а також через природних процесів. Наприклад, речовини, що забруднюють повітря і змінюють газовий склад атмосфери, утворюються в результаті дихання, фото- і хемосинтезу в клітинах живих організмів.

Крім природного, існує антропогенне забруднення. Його джерелами можуть стати викиди будь-яких виробничих об`єктів, газоподібні відходи комунально-побутової галузі, вихлопи транспорту. Це саме те, що забруднює повітря, загрожує здоров`ю і благополуччю людини, станом всієї навколишнього середовища. Головні показники складу атмосфери повинні залишатися незмінними, такими, як в діаграмі нижче.

Зміст деяких компонентів в атмосфері незначний, але воно враховується при вирішенні питання про те, які речовини забруднюють повітря, а які є нешкідливими для живих організмів. У таблицю, розташовану трохи нижче, крім основних, включені також постійні компоненти повітряного середовища, зміст яких підвищується в процесі вулканізму, господарської діяльності населення (діоксиди вуглецю та азоту, метан).

Що не забруднює повітря?

Газовий склад атмосфери над океанами, морями, лісами і луками, біосферними заповідниками менше змінюється, порівняно з містами. Звичайно, у середу над перерахованими вище природними об`єктами теж надходять речовини. Газообмін у біосфері йде постійно. Але в екосистемах переважає той процес, що не забруднює повітря. Наприклад, в лісах - фотосинтез, над водними об`єктами - випаровування. Бактерії фіксують азот з повітря, рослини виділяють і поглинають вуглекислий газ. Атмосфера над океанами і морями насичується водяною парою, йодом, бромом, хлором.

Що забруднює повітря?

Небезпечні для живих організмів сполуки дуже різноманітні, всього відомо більше 20000 забруднювачів біосфери. В атмосфері мегаполісів, промислових і транспортних центрів присутні прості і складні газоподібні речовини, аерозолі, дрібні тверді частинки. Перерахуємо, які речовини забруднюють повітря:

• чадний і вуглекислий гази (моно- і діоксид вуглецю) ;
• сірчаний і сірчистий ангідриди (ді-і триоксид сірки) ;
• сполуки азоту (оксиди і аміак) ;
• метан та інші газоподібні углеводороди;
• пил, сажа і зважені частинки, наприклад, руди в місцях видобутку.

Які бувають джерела викидів?

Шкідливі, забруднюючі атмосферне повітря речовини, надходять в атмосферу не тільки в газо- і пароподібному стані, але і у вигляді дрібних крапель, твердих частинок різних розмірів. Облік надходять від підприємств і транспорту забруднень ведуть по конкретних сполук, їх групам (тверді, газоподібні, рідкі).

Концентрація постійних і змінних компонентів повітря змінюється протягом доби, за порами року. При розрахунках вмісту забруднювачів враховують атмосферний тиск, температуру, напрям вітру, так як метеорологічні умови впливають на склад приземного шару атмосфери. Зміни концентрацій більшості компонентів, наприклад, вуглекислого газу, відбуваються не тільки протягом року. Відзначено підвищення кількості СО₂ в останні сто років (парниковий ефект). В одних випадках зміни концентрацій речовин обумовлені природними явищами. Це можуть бути виверження вулканів, мимовільні виходи отруйних сполук з-під землі або води в окремих районах. Але частіше до несприятливих змін складу атмосфери призводить діяльність людини.

Що забруднює повітря на Землі? Природні та антропогенні джерела викидів шкідливих сполук. Останні бувають стаціонарними (труби підприємств, котелень, паливороздавальні колонки АЗС) і пересувними (різні види транспорту). Перелічимо основні об`єкти, від яких надходять речовини, що забруднюють повітря:

• працюючі підприємства багатьох галузей;
• кар`єри, де ведеться видобуток корисних іскопаемих;
• автомобілі (забруднюють повітря при спалюванні пального, одержуваного з нафти, газу та інших вуглецевих речовин) ;
• станції заправки газоподібними і рідкими видами палива;
• котельні, що використовують горючі копалини і продукти їх переработкі;
• полігони та сміттєзвалища, де речовини, що забруднюють атмосферне повітря, утворюються в результаті гниття, розкладання промислових і побутових відходів.

Сільськогосподарські угіддя, такі як поля, сади, городи, теж вносять вклад в негативну зміну складу атмосфери. Це пов`язано з роботою техніки, внесенням добрив, обприскуваннями пестицидами.

Що є головним джерелом забруднення повітря?

Надходить багато шкідливих сполук в атмосферу при запусках ракет, спалюванні відходів, при пожежах в населених пунктах, в лісах, на полях і в степах. У густонаселених регіонах найбільш значний внесок у зміну складу приземного шару атмосфери вносить автотранспорт. На його частку, за різними оцінками, припадає від 60 до 95% всіх газоподібних викидів.

Що забруднює повітря в місті? Населення урбанізованих країн особливо страждає від токсичних продуктів спалювання палива та пального. У складі шкідливих викидів присутні тверді частинки, наприклад, сажа і свинець, рідкі та газоподібні сполуки: діоксид сірки, монооксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні і їх похідні.

Заводи забруднюють повітря в промислових регіонах, де розвинені галузі, переробні руди металів, солі, нафта, вугілля та природний газ. Склад викидів варіюється залежно від набору галузей в тому чи іншому регіоні країни. Забруднене повітря в містах часто містить продукти горіння, серед них є чимало канцерогенів, наприклад, діоксин. Дим з`являється внаслідок лісових, степових і торф`яних пожеж, спалювання листя і сміття. Найчастіше горять деревні насадження і відходи в околицях міст, але буває, що навіть безпосередньо на вулицях підпалюють листя, траву.

Які речовини містять викиди промисловості і транспорту?

Що забруднює повітря в місті? В індустріальних центрах працюють промислові, транспортні, комунальні та будівельні підприємства. Кожен об`єкт окремо і всі разом роблять техногенний вплив на навколишнє середовище. Нерідко забруднювачі взаємодіють між собою. Найчастіше відбувається розчинення оксидів неметалів в крапельках води - так утворюються «кислотні» тумани і дощі. Вони завдають непоправної шкоди природі, здоров`ю людини та архітектурним шедеврам.

Валові викиди забруднюючих речовин в містах сягають сотень і тисяч тонн. Найбільший обсяг токсичних сполук надходить від підприємств металургійної, паливно-енергетичної, хімічної, транспортної промисловості. Заводи забруднюють повітря токсичними речовинами: аміаком, бензапиреном, діоксидом сірки, формальдегідом, меркаптанів, фенолом. У складі викидів великого промислового підприємства міститься від 20 до 120 видів з`єднань. У меншій мірі утворюються шкідливі сполуки на комбінатах харчової та легкої промисловості, в установах освіти, охорони здоров`я та культури.

Чи небезпечні продукти горіння органічного сміття?

У містах забороняється спалювати опале листя, траву, обрізки гілок, упаковки, будматеріали та інші промислові та побутові відходи. Їдкий дим містить речовини, що забруднюють атмосферне повітря. Вони завдають шкоди здоров`ю людей, в цілому погіршують якість навколишнього середовища.

Викликає тривогу нерозуміння окремими громадянами та працівниками підприємств того, що вони порушують правила благоустрою, посилюють і без того несприятливу екологічну ситуацію, коли спалюють купи сміття і гній на своїх ділянках, у дворах багатоповерхових будинків підпалюють відходи в контейнерах. Дуже часто в смітті присутні пластикові пляшки, плівка. Цей дим особливо шкідливий через продуктів термічного розкладання полімерів. У Російській Федерації за спалювання сміття в межах населеного пункту передбачені штрафні санкції.

При горінні частин рослин, кісток, шкір тварин, полімерів та іншої продукції органічного синтезу виділяються оксиди вуглецю, пари води, трохи сполук азоту. Але це не всі речовини, що забруднюють повітря, які утворюються при горінні або тлінні відходів, побутового сміття. Якщо листя, гілки, трава та інші матеріалу вологі, то виділяється більше токсичних речовин, ніж нешкідливих парів води. Наприклад, при тлінні 1 т вологою листя виділяється близько 30 кг чадного газу (Монооксиду вуглецю).

Постояти поруч з тліючої сміттєвої купою - все одно, що опинитися на самій загазованій транспортом вулиці мегаполісу. Небезпека чадного газу полягає в тому, що він зв`язує гемоглобін крові. Утворений карбоксигемоглобин вже не може доставляти в клітини кисень. Інші речовини, що забруднюють атмосферне повітря, можуть викликати порушення роботи бронхів і легенів, отруєння, загострення хронічних захворювань. Наприклад, при вдиханні чадного газу серце працює з підвищеним навантаженням, оскільки недостатньо кисню надходить до тканин. У цьому випадку можуть загостритися серцево-судинні хвороби. Ще більшу небезпеку становить поєднання монооксиду вуглецю із забруднювачами в промислових викидах, вихлопах транспорту.

Норми концентрації забруднювачів

Шкідливі викиди надходять від металургійних, вугільних, нафто- і газопереробних комбінатів, об`єктів енергетики, будівельної та комунальної галузей. Радіоактивні забруднення при вибухах на Чорнобильській атомній електростанції та АЕС в Японії поширилися в глобальних масштабах. Відзначається збільшення вмісту оксидів вуглецю, сірки, азоту, фреонів, радіоактивних та інших небезпечних викидів у різних точках нашої планети. Часом токсини виявляють далеко від місця, де знаходяться підприємства, що забруднюють повітря. Виникла ситуація є тривожною і важко розв`язуваної глобальною проблемою людства.

Ще в 1973 році профільний комітет Всесвітньої організації охорони здоров`я (ВООЗ) запропонував критерії оцінки якості атмосферного повітря в містах. Експерти з`ясували, що стан здоров`я людей на 15-20% залежить від екологічних умов. На підставі багатьох досліджень в XX столітті були визначені допустимі рівні вмісту головних забруднювачів, нешкідливі для населення. Наприклад, середньорічна концентрація в повітрі зважених часток повинна становити 40 мкг / м^₃. Вміст оксидів сірки не повинно перевищувати 60 мкг / м^₃ на рік. Для оксиду вуглецю відповідний середній показник - 10 мг / м^₃ протягом 8 годин.

Що таке гранично допустимі концентрації (ГДК)?

Постановою Головного державного санітарного лікаря РФ затверджено гігієнічний норматив вмісту майже 600 шкідливих сполук в атмосфері населених пунктів. Це ГДК забруднюючих речовин в повітрі, відповідність яким вказує на відсутність несприятливого впливу на людей та санітарно-побутові умови. У нормативі вказані класи небезпеки сполук, величини їх вмісту в повітрі (мг / м^₃). Ці показники уточнюються при появі нових даних про токсичність окремих речовин. Але і це ще не все. У документі присутній перелік 38 речовин, для яких введена заборона на викид через їх високої біологічної активності.

Як здійснюється держконтроль у галузі охорони атмосферного повітря?

Антропогенні зміни складу повітря призводять до негативних наслідків в економіці, погіршується здоров`я і скорочується тривалість життя людей. Проблеми збільшення надходження шкідливих сполук в атмосферу турбують як уряду, державні та муніципальні органи влади, так і громадськість, простих людей.

Законодавством багатьох країн передбачені інженерно-екологічні вишукування перед початком будівництва, реконструкції, модернізації практично всіх об`єктів економіки. Проводиться нормування забруднюючих речовин в повітрі, здійснюються заходи щодо охорони атмосфери. Вирішуються питання зниження антропогенного навантаження на навколишнє середовище, скорочення викидів і скидів забруднюючих речовин. У Росії прийняті федеральні закони про охорону навколишнього середовища, атмосферного повітря, інші законодавчі та нормативно-правові акти, що регулюють діяльність в екологічній сфері. Здійснюється державний екологічний контроль, лімітуються забруднюючі речовини, проводиться нормування викидів.

Що таке ПДВ?

Підприємства, що забруднюють повітря, повинні провести інвентаризацію джерел надходження шкідливих сполук у повітря. Зазвичай ця робота знаходить своє логічне продовження при визначенні гранично допустимих викидів (ГДВ). Необхідність отримання цього документа пов`язана з нормуванням техногенного навантаження на атмосферне повітря. На підставі відомостей, які включені в тому ГДВ, підприємство отримує дозвіл на викид забруднюючих речовин в атмосферу. Дані про нормативні викидах використовуються для розрахунку платежів за негативний вплив на навколишнє середовище.

Якщо томи ПДВ та дозволу немає, то за викиди із джерел забруднення, розташованих на території об`єкта промисловості або іншій галузі, підприємства платять в 2, 5, 10 разів більше. Нормування забруднюючих речовин у повітрі веде до скорочення негативного впливу на атмосферу. Є економічний стимул для виконання заходів з охорони природи від надходження в неї чужорідних сполук.

Платежі за забруднення середовища, що надходять від підприємств, акумулюються місцевими і федеральними органами влади в спеціально створених бюджетних екологічних фондах. Фінансові кошти витрачаються на природоохоронну діяльність.

Як очищають і охороняють повітря на промислових та інших об`єктах?

Очищення забрудненого повітря проводиться різними методами. На трубах котелень та переробних підприємств встановлені фільтри, є пило- та газоулавливающие установки. Завдяки використанню термічного розкладання і окислення, деякі токсичні речовини перетворюються в нешкідливі з`єднання. Уловлювання шкідливих газів у викидах проводять методами конденсації, використовуються сорбенти для поглинання домішок, каталізатори для очищення.

Перспективи діяльності в галузі охорони повітря пов`язані з роботою по скороченню надходження забруднювачів в атмосферу. Необхідно розвивати лабораторний контроль шкідливих викидів у містах, на жвавих транспортних магістралях. Повинна бути продовжена робота по впровадженню систем уловлювання твердих частинок з газоподібних сумішей на підприємствах. Потрібні дешеві сучасні пристрої для очищення викидів від токсичних аерозолів і газів. В області держконтролю потрібне збільшення числа постів для перевірки і регулювання токсичності вихлопних газів автомобілів. Підприємства енергетичної галузі та автотранспорт слід перевести на менш шкідливі, з точки зору екології, види пального (скажімо, природний газ, біопаливо). При їх згоранні менше виділяється твердих і рідких забруднювачів.

Яку роль відіграють зелені насадження в очищенні атмосферного повітря?

Важко переоцінити внесок рослин в поповнення запасів кисню на Землі, уловлювання забруднень. Ліси називають «зеленим золотом», «легенями планети» за здатність листя до фотосинтезу. Цей процес полягає в поглинанні вуглекислого газу і води, освіті кисню і крохмалю на світлі. Рослини виділяють у повітря фітонциди - речовини, що згубно діють на хвороботворні мікроби.

Збільшення площі зелених насаджень у містах - одне з найважливіших природоохоронних заходів. Висаджують дерева, чагарники, трави і квіти у дворах будинків, у парках, скверах і вздовж доріг. Озеленюють території шкіл та лікарень, промислових підприємств.

Вчені з`ясували, що найкраще поглинають пил і шкідливі газоподібні речовини з викидів підприємств, вихлопів транспорту такі рослини, як тополя, липа, соняшник. Найбільше фітонцидів виділяють хвойні насадження. Повітря в соснових, ялицевих, ялівцевих лісах є дуже чистим і цілющим.