ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА ПОПАДАЮЩИЕ В АТМОСФЕРУ НАЗЫВАЮТСЯ

Загрязняющие вещества несут для человека и природы угрозу. И чтобы понимать, о вреде какого уровня опасности идет речь, разберем понятие и информацию об этих антропогенных и природных агентах.

Работа промышленных предприятий всегда сопряжена с выбросами вредных веществ в атмосферу. Высокая концентрация токсических веществ в окружающей среде приводит к ухудшению экологического баланса – парниковый эффект, озоновые дыры, кислотные дожди.

Задача человека в этом вопросе – минимизировать негативный эффект своей деятельности. При несоблюдении нормативных предписаний локальные проблемы приведут к глобальным катастрофам.

Загрязнение атмосферы – экологическая катастрофа, затрагивающая все живое на планете. Задача человечества сегодня – сохранить воздушную оболочку, покрывающую Землю. Атмосферу называют «жизненно важным» элементом, за счет содержащегося в нем кислорода.

Без кислорода жизнь на планете невозможна, животные, растения, человек – все мы зависимы от него. Но с каждым годом концентрация опасных токсических соединений в атмосфере растет, что провоцирует тяжелые болезни.

Загрязнитель
 — любой природный или антропогенный агент, попадающий в окружающую природную среду
в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающий тем самым её загрязнение
(также загрязнителем
именуют и источник загрязнения, например, завод или полигон ТБО
). При этом «мерой» загрязнения данным агентом среды является степень отклонения от фоновых значений данного агента. Согласно этой (широкой) трактовке любой новый для среды агент (даже если он не токсичен по отношению к биоте
) рассматривается как загрязнитель.

В узком смысле «загрязнитель» — это физический, химический или биологический компонент, попавший в среду техногенным путём и оказывающий вредное токсическое действие на биоту (живые организмы).

Основные загрязнители окружающей среды (Таблица)

Загрязнение окружающей среды — это привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических факторов или превышение естественного среднего уровня содержания данных факторов в среде, приводящее к негативным последствиям (определение от ведущего эколога России РеймерсаН. Ф.)

Обычно, говоря о загрязнении, имеют в виду загрязнения, вызванные деятельностью человека (антропогенные), но загрязнение возникает иногда и вследствие естественных причин, например деятельность вулканой, когда в атмосферу поступают тысячи тонн различных веществ.

Основные загрязнители окружающей среды таблица

В справочной таблице приведены основные загрязнители окружающей среды, их основные источники и влияние на состояние атмосферы.

Основные вещества, загрязняющие атмосферу

Общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет 140 Гт/год, из которых только 9 Гт – масса изделий – отложенный отход
. Из 131 Гт отходов, 128 Гт составляют чисто техногенные отходы, из которых:

— 32 Гт (25%) – выбросы в атмосферу;

— 14 Гт (11%) – сливы со стоками в водоемы;

— 82 Гт (64%) – попадает на поверхность земли.

Большая часть техногенных выбросов в атмосферу – нетоксичные углекислый газ и вода, хотя с СО ₂
связаны другие экологические проблемы, не связанные с токсичностью. В атмосферу выбрасываются десятки тысяч различных веществ, однако наиболее распространенные (многотоннажные) немногочисленны. Их делят на 5 групп (табл. 3).

Кроме указанных в таблице, в атмосферу выбрасываются: NH ₃
, H ₂
S, CS ₂
, O ₃
, хлорфторуглероды (в т.ч. фреоны), диоксины, тяжелые металлы и их соединения (свинец – 260 тыс. т в год – ДВС, 89 тыс. т металлургия; ртуть, кадмий, мышьяк, сурьма и др.)

Особую группу загрязнителей атмосферы и окружающей среды в целом составляют тяжелые металлы и их соединения. Они приводят к нарушениям обмена веществ, кроветворной функции, различным тяжелым заболеваниям. Некоторые тяжелые металлы являются канцерогенами (Cr(VI) и его соединения), они относятся обычно к 1–2 классам опасности. Соединения тяжелых металлов обычно более опасны, чем сами металлы, они обычно и присутствуют в атмосфере в газообразном состоянии или в составе пыли.

Наиболее распространенные, «многотоннажные», загрязнители атмосферы

Предельно-допустимые концентрации некоторых загрязняющих атмосферу веществ представлены в таблице 4.

ПДК некоторых загрязнителей атмосферы мг/м ³
:

Основные источники

Выбросы в атмосферу подчиняются физическим законам турбулентности и зависят от следующих условий:

• текущее состояние атмосферы;
• географические особенности местности;
• высота источника сброса загрязняющих веществ;
• физико-химические свойства сброса.

Загрязняющие вещества двигаются в двух основных плоскостях – горизонтальной и вертикальной.

Рассматривают классификацию источников выброса загрязнения в атмосферу, основанную на расположении и организации:

1. [info-box type=»bold»]Точечные. [/info-box]
   

   Выводимые вещества сосредоточены в одной области. Такими источниками являются котельные трубы, шахты, вентиляторы на крышах, тепловозы в виде труб.

2. [info-box type=»bold»]Линейные. [/info-box]
   

   Отличаются от точечных протяженностью выброса – аэрационные фонари, открытые окна, несколько рядом расположенных вентиляторов на крыше

3. [info-box type=»bold»]Площадные. [/info-box]
   

   В эту группу включены однотипные организованные и рассредоточенные неорганизованные источники.

На основании классификации источников выброса были определены наиболее загрязняющие атмосферу деятельности и предприятия. На первое место вынесены тепловые электростанции, автотранспорт, промышленность.

Не менее опасными для экологии считаются отопительные котельные. Для уменьшения негативного эффекта от сброса рекомендуется модернизировать:

• перевод на газовое топливо;
• установка газогорелочных устройств, оснащенных автоматическими датчиками контроля;
• обучение сотрудников для качественной наладки оборудования.

Отдельный пункт в вопросе загрязнения атмосферы – аварийные сбросы. В этом случае поступление опасных, токсичных веществ не блокируется системами очистки.

Загрязнение
атмосферы – результат выбросов
загрязняющих веществ из различных
источников. Причинно-следственные связи
этого явления нужно искать в природе
земной атмосферы. Так, загрязнения
переносятся по воздуху от источников
появления к местам их разрушающего
воздействия; в атмосфере они могут
претерпевать изменения, включая
химические превращения одних загрязнений
в другие, еще более опасные вещества.

Атмосферные
загрязнители разделяют на первичные,
поступающие непосредственно в атмосферу,
и вторичные, являющиеся результатом
превращения последних. Основными
вредными примесями пирогенного
происхождения являются следующие:

а
)
Оксид углерода
.
Получается при неполном сгорании
углеродистых веществ. В воздух он
попадает в результате сжигания твердых
отходов, с выхлопными газами и выбросами
промышленных предприятий. Ежегодно
этого газа поступает в атмосферу не
менее 1250 млн.т. Оксид углерода является
соединением, активно реагирующим с
составными частями атмосферы и
способствует повышению температуры на
планете, и созданию парникового эффекта.

б)
Сернистый ангидрид.

Выделяется в процессе сгорания
серосодержащего топлива или переработки
сернистых руд.

в)
Серный ангидрид.

Образуется при окислении сернистого
ангидрида. Конечным продуктом реакции
является аэрозоль или раствор серной
кислоты в дождевой воде, который
подкисляет почву, обостряет заболевания
дыхательных путей человека. Выпадение
аэрозоля серной кислоты из дымовых
факелов химических предприятий отмечается
при низкой облачности и высокой влажности
воздуха. Листовые пластинки растений,
произрастающих на расстоянии менее 11
км. от таких предприятий, обычно бывают
густо усеяны мелкими некротическими
пятнами, образовавшихся в местах оседания
капель серной кислоты.

г)
Сероводород и сероуглерод.

Поступают в атмосферу раздельно
или вместе в другими соединениями серы.
Основными источниками выброса являются
предприятия по изготовлению
искусственного волокна, сахара,
коксохимические, нефтеперерабатывающие,
а также нефтепромыслы.

д)
Оксиды азота.

Основными источниками выброса являются
предприятия, производящие азотные
удобрения, азотную кислоту и нитраты,
анилиновые красители.

е)
Соединения фтора.

Фторсодержащие вещества поступают в
атмосферу в виде газообразных соединений
— фтороводорода или пыли фторида натрия
и кальция. Соединения характеризуются
токсическим эффектом. Производные
фтора являются сильными инсектицидами.

ж)
Соединения хлора.

Поступают в атмосферу от химических
предприятий, производящих соляную
кислоту. В атмосфере встречаются как
примесь молекулы хлора и паров соляной
кислоты.

ПДК вредных веществ

Для предупреждения возникновения угрозы здоровью человека, а также нанесения вреда окружающей природе, установлены показатели предельно допустимой концентрации вредных веществ. При их наличии в дозволенном количестве они не угрожают здоровью человека, его потомству и экосистеме в общем. Условием для установления гигиенических нормативов является пороговость действия загрязняющих веществ.

Нормирование загрязняющих веществ проводится для атмосферного воздуха, питьевой воды, водоемов и для почвенного слоя.

Фактическая концентрация вредных веществ в атмосфере не должна быть выше, чем предусмотренная в соответствии с пределами допустимой концентрации.

ПДК вредных веществ

Классификация атмосферного загрязнения

Классификация атмосферного загрязнения антропогенного происхождения основывается на природе явления. Выделяют химический, физический и биологический вариант:

1. [info-box type=»bold»]Химическое загрязнение.[/info-box]
   

   Сопровождается повышением концентрации углеводородов, тяжёлых металлов, диоксида серы, аммиака, альдегидов, окислов азота и углерода.

2. [info-box type=»bold»]Физическое загрязнение.[/info-box]
   

   К этой группе относится пыль, радионуклиды. Подгруппы физического воздействия – тепловые, шумовые и электромагнитные выбросы.

3. [info-box type=»bold»]Биологическое загрязнение.[/info-box]
   

   Бактерии, вирусы, продукты жизнедеятельности организмов смешиваются с воздухом, отравляя его.

https://youtube.com/watch?v=t1CdulT8Wos%3Ffeature%3Doembed

Для защиты атмосферного воздуха от всех видов опасных соединений вводят меры контроля, основанные на показателях загрязнения.

Классификация загрязняющих веществ

Загрязнение – это процесс, ухудшающий характеристики и показатели экологической системы. Оно внедряет в окружающую среду загрязнители, действия которых приводят к негативным последствиям. Это агенты природного или антропогенного происхождения.

Такое разъяснение понятия «загрязнение» стало основой для классификации загрязняющих веществ по токсичности и по способу воздействия на экологию, и проникновения в нее. Выделяют следующие виды загрязнения:

• механическое засорение природы;
• химическое – загрязнение химическими элементами, вызывающими интоксикацию жителей планеты, и негативно влияющими на совокупность компонентов окружающей нас среды;
• физическое – негативное воздействие из-за деятельности населения;
• радиационное – виды хозяйственной деятельности, в результате которой происходит радиоактивное излучение с недопустимым уровнем опасности для живых организмов и окружающей среды;
• биологическое – имеет широкую область воздействия.

Большую опасность представляет загрязнение химическими элементами. Его воздействие на все живое происходит на уровне генетики. Оно приводит к глобальным изменениям. Группы загрязняющих веществ:

• металлы;
• органические загрязнители;
• оксиды серы, азота и углерода.

Существует перечень специфических загрязняющих веществ. С его помощью контролируется состав атмосферы. В нем отображены данные этих химических элементов.

Максимальная концентрация загрязняющего вещества — это его допустимое содержание, которое не наносит вред здоровью.

Экологические проблемы атмосферы

Длительное негативное влияние газов свалок, автотранспорта, промышленных предприятий не могло оставаться без последствий. Человек сегодня столкнулся с рядом экологических проблем атмосферы, рассмотрим наиболее явные:

1. [info-box type=»bold»]Ухудшение качества воздуха.[/info-box]
   

   [info-box type=»italic»]В течение дня мы вдыхаем 20000 литров воздуха. Вместе с ним в легкие попадает 1-2 литра твердых примесей и 5-50 мг тяжелых металлов.[/info-box] Мелкодисперсные частицы не имеют возможности выйти из организма и остаются в легких, провоцируя бронхиты, обструктивные болезни. Тяжелые металлы оказывают прямое повреждающее воздействие на нервную систему. Они накапливаются в лимфатических узлах, костях, становясь источником хронического отравления. Последствия отравления многообразны – токсический шок, нарушение сна, пищеварения, двигательные дисфункции, галлюцинации.

2. [info-box type=»bold»]Фотохимический смог.[/info-box]
   

   Урбанизация привела к появлению фотохимического тумана, представляющее скопление газов, аэрозолей, оксидов серы и азота в нижних слоях атмосферы. Они оседают из-за влажности, температуры, солнечного излучения, формируя плотное облако над городом. Особенно страдают промышленные районы. В таком газопылевом облаке присутствуют токсические соединения. Они нарушают работы легких, замедляют фотосинтез растений.

3. [info-box type=»bold»]Кислотные дожди.[/info-box]
   

   Опасность кислотных осадков – повреждение сельскохозяйственных угодий, разрушение памятников истории под влиянием загрязнения атмосферы. Гибель лесных массивов. После таких агрессивных дождей на листьях появляются некротические участки, свидетельствующие о разрушении структуры. Появляются кислотные дожди после взаимодействия технических оксидов азота и серы с поднимающейся от земли влагой. За счет ветра облака, несущие такие дожди, перемещаются на отдаленные территории и способны оказать протяженное повреждение.

4. [info-box type=»bold»]Парниковый эффект.[/info-box]
   

   Углекислый газ, антропогенного происхождения, задерживается в нижних слоях атмосферы. Провоцирует парниковый эффект, приводящий к повышению температуры на планете, изменению климата. Резкие перепады температур от летней изнуряющей жары до раннего осеннего снега. Непривычно теплая зима и парадоксально холодная весна – также проявления парникового феномена.

Все изменения наносят вред здоровью человека. Риск исчезновения видов животных возрастает, они не успевают приспособиться к стремительно меняющимся условиям экологии. Загрязнение атмосферы снижает качество жизни в мегаполисах и густонаселенных районах планеты.

https://youtube.com/watch?v=32OP8Zilu7k%3Ffeature%3Doembed

Предупреждение вредных выбросов в атмосферу

Для предупреждения поступления вредных выбросов в атмосферу промышленные предприятия обязаны соблюдать нормативы ПДВ. При превышении показателей – внедрять дополнительные очистные установки, применять новые подходы очистки газовых смесей.

Для организаций, находящихся в фазе проектирования и строительства, требуется учитывать состояние атмосферного воздуха, прогнозировать влияние будущей деятельности.

Загрязняющее вещество
(также поллютант
) — один из видов загрязнителей, любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте окружающей природной среды
в количествах, превышающих фоновые значения и вызывающие тем самым химическое загрязнение
.

По происхождению загрязняющие вещества делятся на:

• загрязняющие вещества природного происхождения — попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример — загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана
  )
• загрязняющие вещества антропогенного происхождения

По характеру загрязняющие вещества делятся на:

• первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников загрязнения
  )
• вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результате биогенных и абиогенных трансформаций.

Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются:

• в атмосфере
   — кислые газы ( диоксид углерода
  , диоксид серы
  , оксиды азота
  ), взвешенные частицы ( сажа
  , аэрозоли
  кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения
  , в том числе формирующие фотохимический смог
  и разрушающие озоновый слой
  атмосферы, пары нефтепродуктов.
• в гидросфере
   — растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, нефтепродукты (следует отличать чистые сточные воды
  , например, после охлаждающих контуров теплообменной аппаратуры, не вызывающие химического, но вызывающие тепловое загрязнение)
• в литосфере
  (особенно в её верхнем плодородном слое — почве
  ) — соли тяжёлых металлов, нефтепродукты. Следует отличать инертные вещества (например, стекло), вызывающие лишь механическое загрязнение почв
• в биосфере наиболее опасны ксенобиотики
  , то есть вещества, не входящие в естественный обмен веществ
  в организме, например суперэкотоксиканты
  , из которых наиболее известны диоксины
  .

Меры по контролю загрязнения

Проблематика загрязнения воздуха сегодня носит глобальный характер. Для решения вопроса нормирования загрязнения атмосферы и предотвращения дальнейшего ухудшения положения страны государства тратят огромные средства. С целью мониторинга состояния окружающей среды введен комплексный показатель, характеризующий степень загрязнения атмосферы. Он отражает предельно допустимую концентрацию (ПДК) основных загрязняющих веществ в воздухе.

Учеными доказано негативное влияние серы и азота, соединений углерода на показатели здоровья человека. Но атмосфера сегодня представлена коктейлем из разнообразных компонентов, общее действие которых окончательно не изучено. Именно этот факт определяет потребность расчета индекса загрязнения атмосферы.

В странах с высоким уровнем промышленности вводятся программы, направленные на борьбу с загрязнением атмосферы. Для этого предприятия обязывают устанавливать очистные сооружения, за загрязнение атмосферы предусматривается уголовная ответственность. Дополнительно снижается интенсивность вырубки лесов, потому что они с помощью фотосинтеза продуцируют необходимый планете и человечеству кислород.

В отношении сельского хозяйства методы защиты атмосферы основываются на минимизации химических соединений для роста растений, пестицидов (особенно распыление силами авиации).

Загрязняющее вещество
 — химическое вещество, присутствующее в окружающей среде в количествах, превышающих фоновые значения.

Физические загрязнители
 — загрязнители, созданные различными физическими полями ( электромагнитное излучение
, шум
, радиоактивное излучение
).

Биологические загрязнители
 — биологические виды (в том числе микроорганизмы), не характерные для данного биогеоценоза
или находящиеся там в излишних, превышающих обычные, количествах.

Техногенные (антропогенные) загрязнители
 — агенты загрязнения, созданные человеком
.

Природные (естественные) загрязнители
 — агенты загрязнения, имеющие природное происхождение.

Последствия

Посещая город с высоким уровнем промышленности, бесчисленным количеством личного и общественного транспорта можно почувствовать загрязненный воздух. Он тяжелый, липкий, дышать в таком городе сложно. Хозяйки замечают, что свежевымытые окна на следующий день становятся пыльными, а жирная сажа со стекол плохо оттирается. Все это характеризует повышенную концентрацию загрязняющих веществ (выше санитарно-гигиенических показателей загрязнения атмосферы).

Пирамида эффектов — Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека

Среди последствий загрязнения атмосферы Земли стоит в первую очередь обратить внимание на следующие:

1. [info-box type=»bold»]Смог.[/info-box]
   

   Фотохимический туман образуется из частиц дыма, сажи, аэрозольных компонентов. Он плотным облаком висит над городом. Лучи солнца через смог проходят в недостаточном объеме. Дети, не получившие требуемый для развития ультрафиолет, болеют рахитов. Последствия для взрослых – гиповитаминоз, снижение работоспособности, повышенная усталость.

2. [info-box type=»bold»]Ухудшение качества воздуха.[/info-box]
   

   Окружающая среда переполнена токсическими соединениями в твердом или газообразном состоянии. Комплексные показатели загрязнения возрастают.

3. [info-box type=»bold»]Обострение хронических заболеваний.[/info-box]
   

   Первой страдает бронхолегочная система. При вдыхании пыль, сажа, частицы твердых металлов осаждаются на стенках бронхиол, вызывая постоянное раздражение. В результате частота бронхитов, астматических приступов в крупных городах увеличивается. Другой аспект – витающие в воздухе канцерогены, появившиеся при сгорании топлива. Они становятся провокаторами онкологических заболеваний. Дополнительно отмечается рост аллергических кожных состояний, обострения сердечно-сосудистых патологий. Длительное негативное влияние снижает защитные свойства организма, инфекционные и бактериальные агенты пронимают беспрепятственно.

4. [info-box type=»bold»]Глобальные климатические перестройки.[/info-box]
   

   К ним относятся спонтанно возникающие кислотные осадки, разрушение озонового слоя, формирование парникового эффекта. Для экологов в рамках текущей ситуации важна организация наблюдения, моделирование загрязнения атмосферы с учетом климатических факторов для оценки потенциального повреждения. Экологический прогноз при увеличении загрязнения атмосферы крайне неблагоприятный.

Меры по предотвращению загрязнения

Человечество осознает опасность дальнейшего загрязнения атмосферы. При сохранении данной тенденции риск экологического кризиса возрастает, что губительно для планеты. Задача ученых, занимающих вопросами экологии, — разработать меры по защите атмосферы от загрязнений.

Сокращение промышленных выбросов

Уменьшить токсические потенциально опасные отходы можно с помощью современных очистных сооружений. Средства очистки воздуха с несколькими последовательными уровнями (предварительная, основная, финальная) предотвращают попадание вредных веществ.

На промышленных предприятиях устанавливают специальные фильтры для очистки воздуха

Уровень негативного воздействия на окружающую среду снижается. Ученые сегодня работают над созданием подобных систем, обеспечивающих основные способы очистки атмосферы от пыли в сочетании с минимальной себестоимостью.

Контроль транспорта

Помимо автомобилей вклад в загрязнение атмосферы вносят самолеты. Уменьшение повреждающего воздействия на озоновый слой будет достигнуто при переходе на альтернативные виды топлива. Аналогичная ситуация в отношении предотвращения загрязнения атмосферы с судов. Только топливо с минимальным выбросом опасных соединений в состоянии решить проблему.

Программы утилизации мусора

Полигоны для складирования бытовых отходов, захоронение – нерациональный вариант использования ресурсов. Дополнительно разрастающиеся свалки загрязняют экологию, страдают водные источники, почва, воздух. Т БО могут стать источником сырья при правильной утилизации.

Бумагу, стекло, металл, пластик можно использовать не один раз. При переработке достигаются две цели. С одной стороны – получение вторичного сырья для производства товаров. С другой стороны – сокращение выбросов от мусоросжигающих заводов. Проблема внедрения практики утилизации – отсутствие привычки сортировать мусор.

В странах Европы, США, Японии дома оснащены раздельными контейнерами для разных типов отходов. С раннего возраста ребенок знает, что бумагу и пластик нельзя сбрасывать вместе. В России подобная практика находится на начальной стадии внедрения.

Использование альтернативных источников энергии

При сжигании угля, как основного источника энергии сегодня, в атмосферу выбрасывает огромное количество опасных продуктов горения. Но существуют технологические мероприятия, направленные на защиту атмосферного воздуха, за счет внедрения альтернативных, перспективных источников. Такими является солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергетика, биотопливо, криоэнергетика, геотермальная, гравитационная и грозовая энергетика. Они обеспечивают требуемой энергией без вреда для экологии.

Преимущество нетрадиционных вариантов заключается в возобновляемости ресурсов, в отличие от исчерпаемых видов топлива. Крупные корпорации, ответственно относящиеся к вопросам защиты атмосферного воздуха от выбросов, устанавливают на крышах зданий солнечные батареи. Сегодня солнечные электростанции функционируют в 80 странах мира. Автомобилестроение постепенно внедряет технологии эко-мобилей.

https://youtube.com/watch?v=wGtnOuyLN1g%3Ffeature%3Doembed

Уменьшение химических добавок в сельском хозяйстве

Достижение высоких показателей сельского хозяйства связано с использованием минеральных удобрений. Пестициды призваны защитить посадки от вредителей и болезней. С другой стороны массовое орошение полей с помощью авиации не может не отразиться на окружающей среде. Задача фермеров – сократить химикаты, а ученых – предотвратить загрязнение с помощью создания веществ с минимальным уровнем риска для экологии.

Чтобы передать приятные ощущение от посещения, мы используем фразу «хорошая атмосфера». Она отражает комфорт, спокойствие и уют. В отношении окружающей среды для достижения подобного состояния требуются силы, знания и инновации. Создать благоприятную, экологически чистую атмосферу возможно благодаря совместной работе ученых, руководителей предприятий, глав государств и каждого человека.

Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу

Загрязнение атмосферы происходит по причине двух типов агрегатных состояний веществ:

• газы;
• аэрозоли с мелкодисперсными взвесями.

Для возникновения газообразных выбросов вредных веществ в атмосферу требуется – горение, производственные процессы и естественные источники. Из них 90% приходится на деятельность человека – антропогенный характер.

Состав газообразных смесей многообразен – первичные вещества, продукты распада, варианты взаимодействия. Наиболее распространенные токсические соединения, обнаруженные в промышленных выбросах:

• ацетон;
• оксид углерода;
• фенол;
• серный и сернистый ангидрид;
• этилбензол и его производный – стирол;
• соединения фтора, хлора;
• окислы азота;
• этилмеркаптан.

Определение понятия загрязняющие вещества

Загрязняющие вещества – это элементы материи, которые по содержанию и степени концентрации превышают количественную оценку норм для химических (радиоактивных и прочих) элементов, а также для мельчайших животных или растительных организмов, пагубно воздействующих на экологию.

В 2014 году Всемирная организация здравоохранения сообщила, что в результате загрязнения воздуха в атмосфере и пространстве зданий умирает семь миллионов человек в год.

Международное агентство, изучающее онкологические заболевания, называет загрязнение причиной появления рака.

Американские ученые из университета Техаса пришли к выводу, что из-за загрязнения атмосферы во всем мире человек, по средним показателям, живет на один год меньше.

Коды загрязняющих веществ

Загрязнителям, несущим потенциальную угрозу здоровью человека, присваивается индивидуальный код. Код загрязняющего вещества – это цифровое обозначение. Первая пара цифр в нем – это номер соответствующей группы, к которой причислен элемент, следующая цифровая пара обозначает порядковый номер в этой группе. Группам, в которые входит элемент, превышающий по количеству число кодов для таких групп, присвоены дополнительные коды.

Таблицы кодов загрязняющих веществ

Токсичность выбросов в атмосферу

В отношении выброса специфических загрязняющих веществ важным моментом является их токсичность. Показатель определяет уровень негативного воздействия на человека, окружающую среду, флору и фауну. Величина токсичности обратно пропорциональна летальной дозе.

На основании этого показателя загрязняющие вещества бывают:

1. [info-box type=»bold»]Минимально токсичными. [/info-box]
   

   К группе относятся инертные газы, которые в стабильных условиях не представляют опасность. Но при повышении атмосферного давления действуют наркотически.

2. [info-box type=»bold»]Умеренно токсичными.[/info-box]
   • Фреоном заполняют системы охлаждения в холодильниках и кондиционерах. При неправильной утилизации происходит выброс фреона в атмосферу. При этом количество поступающего вещества равно заложенному в холодильнике объему. Попадая в атмосферу, в результате фотодиссоциации выделяется активный хлор. Он вступает в реакцию с озоном с образованием моноокиси хлора, разрушающего озоновый слой.
   • Если уровень выброса метана в атмосферу не превышает ПДК, то отравляющего воздействия не отмечается. Поэтому его условно относят к умеренно токсичным веществам.
3. [info-box type=»bold»]Высокотоксичными.[/info-box]
4. [info-box type=»bold»]Смертельно опасными.[/info-box]

Для определения уровня выброса загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях проводятся регулярные замеры. Контролируют ПДВ (предельно допустимый выброс) на организованных источниках – дымовые и вентиляционные трубы, шахты. Критерием введения дополнительных очистных сооружений служит превышение нормативных показателей.

Сброс загрязняющих веществ

Из-за сброса загрязнителей, в атмосферу поступают компоненты с определенным коэффициентом оседания в воздухе. Они наносят вред людям и экологии. Пожары в лесах, разрушения почвы и горных пород от потоков воды и ветра, запыления городского воздуха, воздействие ветровых потоков – причины их появления.

Перечень вредоных элементов для нормирования выбросов включает в себя итоговое количество засоряющих элементов, которые попали в воздушное пространство после проведения очистительных работ.

Все юридические лица и ИП проводят инвентаризацию выбросов вредоносных веществ в атмосферу. Помимо этого, разрабатывают предельно допустимые нормативы для негативного воздействия на воздух и предельно допустимые объемы выбросов. Для этого организациям понадобится получить справку о фоновых концентрациях.

Для субъектов хозяйственной и прочей деятельности установлены нормативы допустимых сбросов загрязняющих веществ. Они определяются согласно показателям массы химических элементов (радиоактивных в том числе). Нормативы затрагивают мельчайшие животные или растительные организмы, приемлемые для внедрения в природу без нанесения ей вреда. Существует методика расчета выбросов загрязнителей.

Квотирование выбросов загрязняющих веществ устанавливается государством. Организации несут ответственность за отсутствие сброса загрязняющих веществ.

Рассеивание вредных газовых выбросов в атмосфере

Загрязненность атмосферы обнаруживается:

• в городах;
• соседних территориях;
• фоновых районах.

Рассеивание вредных выбросов в атмосфере приводит к ухудшению экологической обстановки. Частота выпадения кислотных дождей, приводящих к закислению земель, растет.

Экологи обращают внимание на изначально безвредные для человека вещества. В частности – фреон, попадающий в верхние слои атмосферы, нарушает целостность озонового слоя. В результате на Землю попадают агрессивные солнечные лучи, провоцирующие рак кожи. Дополнительно фрагментарное разрушение озонового слоя в сочетании с выбросами парниковых газов приводит к постепенному повышению температуры.

Изменение климата не так безвредно, как представляется на первый взгляд. Происходит сокращение плодородных земель, что в ближайшем будущем отразится на количестве продуктов питания.

Нормирование выбросов в атмосферу

Нормирование загрязняющих выбросов регламентируется Федеральным законом №96 (04.05.1999) «Об охране атмосферного воздуха». Проводится для следующих видов промышленных объектов, обладающих стационарными источниками загрязнения:

• строящегося;
• проектируемого;
• находящегося в фазе реконструкции.

Цель нормирования – сохранение качества воздуха за счет контроля предельно допустимого содержания токсических веществ. Для определения ПДВ стационарного источника требуются:

• технические нормы выбросов;
• уровень фонового загрязнения.

В результате вычисляется максимальный сброс, не приводящий к снижению характеристик атмосферного воздуха и ухудшению экологической обстановки.

В отношении неорганизованных источников применяется ГОСТ Р 56162-2014. С помощью данного стандарта проводится расчет выброса загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортом. Для анализа берут следующие химические соединения выхлопных газов:

• оксид углерода;
• оксид азота;
• углеводород;
• сажа;
• диоксид серы;
• формальдегид;
• бензапирен.

Учет вредных выбросов в атмосферный воздух

С целью контроля выбросов в атмосферу руководители предприятий проверяют с помощью расчетных и аналитических методик окружающий воздух. Инвентаризация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу регламентируется Федеральным законом №96 (04.05.1999) «Об охране атмосферного воздуха». Полученные данные документируют и хранят для динамической оценки.

Регулярно учитывают ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных веществ в атмосферном воздухе на 18000 предприятий. По данным на 2010 год показатель составил 24,8 млн. тонн, что на 11,7% меньше, чем в 2009 году. При оценке отдельных регионов показатель возрос по причине нарушений технологических режимов, использования сырья низкого качества.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и России и мире

Вещества, загрязняющие атмосферу

Значительный вред представляют вещества, образующиеся в момент сгорания. Они становятся источниками кислотных дождей, парникового феномена, изменения климата на планете. Основными вредными веществами в атмосфере являются следующие:

• углеводороды в газообразном состоянии – метан;
• соединения азота – оксиды, аммиачные фракции;
• производные серы – серный и сернистый ангидрид;
• соединения углерода – угарный и углекислый газ.

Вещества, загязняющие атмосферу (таблица) — нажмите для Увеличения

Работающие двигатели производят частицы тяжелых металлов. Отрицательное воздействие атомной промышленности, испытаний ядерного оружия не представляет сомнений. В атмосфере оказываются радиоактивные вещества, способные глубоко проникать в ткани живых организмов, вызывая разрушительные изменения.

Как сделать воздух чище?

Чтобы предотвратить загрязнение атмосферы, следует позаботиться о «зеленых легких» — леса, парки, скверы. Именно они продуцируют кислород. Решить эту проблему можно несколькими путями:

• развивать парковые зоны в городах;
• уменьшать вырубку лесных массивов;
• вводить программы утилизации с повторной переработкой.

Очистка выбросов в атмосферу

Строгие требования ПДК обязывают предприятия использовать разные методики очистки выбросов в атмосферу. Существует сухие и мокрые способы очистки газовых выбросов в атмосферу.

В таблице указаны особенности сухих методов:

Мокрый метод очистки газовых выбросов в атмосферу базируется на промывании жидкостью с последующим охлаждением. Относится к универсальным, распространенным способам. Применяется на заключительном этапе.

Распространение загрязняющих веществ

К распространению загрязняющих веществ приводит взаимная связь химических соединений и примесей, их физическое и химическое взаимодействие с атмосферными элементами.

Химическое преобразование начинается, как только происходит выделение элементов в атмосферу. Для активации этого процесса необходимы определенные условия и наличие соответствующих исходных реактантов – элементов, явлений и факторов. Как пример рассматривают лучи солнца.

При одинаковом массовом валовом выбросе показатель степени концентрации загрязняющих веществ в околоземном пространстве от движимых и недвижимых объектов и транспорта меняется. Это обусловлено работой промышленных объектов и климатическими условиями.

Последствия загрязнения атмосферы.

1.

Смог
– Это
фотохимический туман, который представляет
собой многокомпонентную смесь газов и
аэрозольных частиц первичного и
вторичного происхождения.

Исследования
ученых показывают, что смог возникает
в результате сложных фотохимических
реакций в воздухе, загрязненном
углеводородами, пылью, сажей и окисями
азота под влиянием солнечного света,
повышенной температуры нижних слоев
воздуха и большого количества озона

(т.е. при большом количестве пыли и
газов, при длительном существовании
антициклонных условий погоды, когда
загрязнители концентрируются в приземном
слое)
. В сухом, загазованном и теплом
воздухе возникает прозрачный синеватый
туман, который неприятно пахнет,
раздражает глаза, горло, вызывает удушье,
бронхиальную астму, эмфизему легких.
Листва на деревьях вянет, покрывается
пятнами, желтеет.

Смоги
— нередкое явление над Лондоном, Парижем,
Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими
городами Европы и Америки. По своему
физиологическому воздействию на организм
человека они крайне опасны для дыхательной
и кровеносной системы и часто бывают
причиной преждевременной смерти
городских жителей с ослабленным
здоровьем.

Смоги могут носить
катастрофический характер. Так за 4дня
в 1952 г. в Лондоне погибло около 4 тыс.чел,
этот смог был назван «Великим смогом».

2.
Кислотные дожди
.
Окиси серы и азота, которые выбрасываются
в атмосферу вследствие работы тепловых
электростанций и автомобильных
двигателей, соединяются с атмосферной
влагой и образуют мелкие капельки серной
и азотной кислот, которые переносятся
ветрами в виде кислотного тумана и
выпадают на землю кислотными дождями
(рН=
4,5, в то время как норма – 5,6-5,7)
.
Эти дожди крайне вредно действуют на
окружающую среду:

• снижается
  урожайность
  большинства с/х культур
  вследствие повреждения листвы кислотами;

• вымывается
  из грунта кальций, калий, магний, который
  вызывает деградацию фауны и флоры;

• отравляется
  вода озер и прудов, где гибнет рыба,
  исчезают насекомые;

• исчезают
  водоплавающие птицы и животные, которые
  питаются насекомыми;

• гибнут
  леса, в том числе и в горных районах,
  что вызывает селевые потоки;

• ускоряется
  разрушение памятников архитектуры и
  жилищных зданий;

• увеличивается
  количество заболеваний людей.

В
большинстве промышленно развитых
районах рН осадков иногда составляет
2,7. Если бы такие дожди выпадали постоянно,
то всё живое погибло
бы.

3.
Разрушение озонового слоя (озоновая
дыра в атмосфере).

На
высоте 20-50 км воздух одержит повышенное
количество озона. Озон образуется в
стратосфере за счет молекул обычного,
двухатомного кислорода О ₂
,
который поглощает жесткое УФ излучение.
В последнее время ученые чрезвычайно
обеспокоены снижением содержания озона
в озоновом слое атмосферы, т.к. промышленные
выбросы нарушают озоновый слой.

Над Антарктидой обнаружена «дыра» в
этом слое, где содержание его меньше
обычного («озоновая
дыра» над Антарктитой существует не
всё время, а около месяца ежегодно – в
октябре). Озоновая
дыра обусловила усиление ультрафиолетового
фона в странах, размещенных в Южном
полушарии, прежде всего в Новой Зеландии.
Медики этой страны бьют тревогу,
констатируя значительное повышение
количества заболеваний, обусловленных
увеличенным ультрафиолетовым фоном,
таких, как рак кожи и катаракта глаз.

Причины разрушения
озонового слоя:

• взаимодействие
  оксидов азота с озоном;

• реакция антропогенного
  хлора с озоном;

• антропогенные
  фреоны вступают в реакцию с озоном.

4.
Парниковый эффект.

Климат Земли, который зависит главным
образом от состояния её атмосферы, на
протяжении геологической истории
периодически изменялся: чередовались
эпохи значительного похолодания, когда
большие территории покрывались ледниками,
и эпохи потепления. Но в последнее время
ученые метеорологи бьют тревогу: похоже
на то, что атмосфера Земли разогревается
значительно быстрее, чем когда-нибудь
в прошлом. Это обусловлено деятельностью
человека, которая, во-первых, разогревает
атмосферу путем сжигания большого
количества угля, нефти, газа, а также
работы атомных электростанций. Во-вторых,
и это главное, сжигание органического
топлива, а также уничтожение лесов
приводит к накоплению в атмосфере
большого количества углекислого газа.
За последние 120 лет содержание этого
газа в воздухе увеличилось на 17 %.

В
земной атмосфере углекислый газ действует
как стекло в теплице или парнике: он
свободно пропускает к поверхности Земли
солнечные лучи, но удерживает тепло
нагретой Солнцем поверхности Земли.
Это вызывает разогревание атмосферы,
известное как парниковый эффект. По
подсчетам ученых, в ближайшие десятилетия
среднегодовая температура на Земле за
счет парникового эффекта может увеличиться
на 1,5 – 2 С.

Проблема
изменения климата в результате эмиссии
парниковых газов должна рассматриваться
как одна из самых важных современных
проблем, связанных с долгосрочными
воздействиями на окружающую среду, и
рассматривать её нужно в совокупности
с другими проблемами, вызванными
антропогенными воздействиями на природу.

Поступление загрязняющих веществ в организм человека

Вредные соединения, загрязняющие экологию, оказывают негативное воздействие, попадая в организм человека и нарушают его нормальную работу. Под угрозу попадают и представители будущих поколений.

Существует три пути поступления загрязняющих веществ в организм человека:

• дыхательная система;
• система пищеварения (желудочно-кишечный тракт);
• попадание в организм через неповрежденные кожные покровы.

Самым опасным считается проникновение химических вредителей через дыхательную систему. Физиологическое строение легких обуславливает свободное поступление диффузным путем в кровь испарений, газов и частиц пыли.

Химическая активность вредных элементов отвечает за то, как они распределятся и преобразуются в организме. В перечне таких веществ есть несколько видов паров и газов, которые еще называют «нереагирующими». Из-за низкой активности химических реакций они неизменяемы, вследствие чего их скопление в крови происходит очень быстро. К этим нереагирующим относятся пары углеводородов жирного и ароматического ряда, и производные этих элементов.

Сернистый газ, окислы азота и аммиак входят в состав другой группы реагирующих элементов. Их отличает способность легко растворяться в биологических жидкостях организма.

Не меньшую опасность представляет собой интоксикация пылевыми частицами. Тяжесть этого процесса зависит от способности к растворению загрязнителей, содержащихся в пыли. Процесс всасывания начинается в самом начале, то есть в верхнем отделе дыхательных путей. Если при этом человек находится состоянии повышенной активности, происходит увеличение объема вдыхаемого кислорода, что сильно ускоряет поглощение вредных соединений.

Проникновение отравляющих элементов через систему пищеварения происходит из-за попадания веществ с едой или выпиваемой жидкостью. Причиной этого становится грязь на руках (курение, контакт с едой и предметами, попадающими в рот).

Яркий пример – свинец – очень тяжелый мягкий металл. Он с трудом удаляется с кожных покровов при мытье водой. Поэтому, оставаясь на руках, проникает в организм с едой или при употреблении табачных изделий.

Всасывание химических загрязнителей в ЖКТ происходит сложнее из-за меньшей, в отличие от легких, площадью поверхности. Элементы с хорошей растворимостью в жирах усваиваются тканями кишечника быстрее и проще. Большинство химических элементов всасывает тонкий кишечник.

Обезвреживание вредных частиц организмом возможно при попадании элементов в печень через венозный ствол. Он транспортирует в нее всю кровь от непарных органов в брюшной полости.

Неповрежденная кожа может пропускать химические элементы с высокой растворимостью в жирах. Примером могут быть лекарственные препараты и вещества, входящие в нафталиновый ряд.

Способность всасываться и ее скорость зависят от агрегатного состояния загрязняющих веществ. В отличие от твердых загрязняющих веществ, газообразные и жидкие могут быстро или мгновенно испаряться, не успев проникнуть через кожный покров.

Информация о возможных вариантах попадания токсинов в организм помогает провести необходимые мероприятия предупреждения интоксикации.

Источники загрязнения

Если посмотреть на вопрос источников глобально, то выделяют искусственные (техногенные, антропогенные) и природные загрязнители атмосферы. Рассмотрим отличительные черты каждого вида:

1. [info-box type=»bold»]Естественные.[/info-box]
   

   Обусловлены природными изменениями, не зависят от деятельности человека. Возникают локально, оказывают ограниченное и кратковременное воздействие на экологию. Происходит самоочищение атмосферы в результате активации природы собственных сил.

2. [info-box type=»bold»]Искусственные.[/info-box]
   

   Промышленные предприятия, транспорт, электростанции, системы отопления выбрасывают тонны опасных загрязняющих веществ. Повреждение экологии носит протяженный и многосторонний характер, затрагивающее все живое на планете.

Среди техногенных источников на первое место выносят влияние автотранспорта, количество которого в крупных городах экспоненциально растет. На втором месте закрепилась химическая промышленность и системы отопления домов.

Источники загрязнения атмосферного воздуха (кликабельно)

• Ивантер Э. В. Медведев Н. В. « Экологическая токсикология природных популяций птиц и млекопитающих Севера» М. Наука. 2007. 229 с.
• Rand G., Petrocelli S. Fundamental of Aquatic Toxicology. New York et al.: Hemisphere Publishing Corporation, 1985, 666 p. ISBN 0-89116-382-4
  .
• Королёв В. А
  .
  Очистка грунтов от загрязнений. — М., МАИК Наука/ Интерпериодика, 2001, 365 с.
• Рустембекова С. А., Барабошкина Т. А. Микроэлементозы и факторы экологического риска. // Под ред. В. В. Горшкова. — М.: Университетская книга, Логос, 2006, 112 с.

Разрешение на сброс загрязняющих веществ

Для осуществления сброса загрязнителей предприятиям необходимо согласовать на государственном уровне нормативы допустимых выбросов тех веществ, которые в результате поступят в окружающую природную среду.

Основанием для получения разрешения на сброс является согласование Проекта нормативов допустимых выбросов.