Одно из главных условий сохранности здоровья и долголетия человека – чистый воздух. К сожалению, в современных реалиях во многих уголках планеты добиться соблюдения этого ключевого требования кажется невыполнимой миссией. Но так ли невозможно сделать воздух, которым мы дышим, чище? И что именно загрязняет атмосферу больше всего?

Все источники, негативным образом влияющие на состояние воздушного бассейна, экологи разделяют на антропогенные и естественные. Наибольший урон окружающей среде наносит именно первая категория – факторы, связанные с деятельностью человека. Загрязнения атмосферного воздуха, происходящие по естественным причинам, не только незначительны по мировым масштабам, но и являются самоустраняющимися по своей природе.

Промышленность, которая убивает

Источником загрязнения воздуха «номер один» в развивающихся и некоторых развитых странах является промышленность. Львиная доля выбросов в атмосферу приходится на предприятия энергетики, цветной и чёрной металлургии. Менее вредными для воздушного бассейна, но всё-таки опасными считаются такие отрасли, как нефтедобыча и нефтепереработка, машиностроение. В местах концентрации промышленного производства в атмосфере в значительных количествах присутствуют фенолы, углеводороды, ртуть, свинец, смолы, оксид и диоксид серы.

В развитых странах загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами стало насущной проблемой ещё столетие назад. Именно поэтому процесс создания экологического законодательства там начался раньше, чем в других государствах. Так, первыми отслеживать выбросы предприятий начали Нидерланды, приняв соответствующие законы в 1875–1896 годах. В США за акт, контролирующий чистоту воздуха, проголосовали в 1955 году. В Японии закон о мониторинге и ограничении вредных выбросов появился в 1967, в Германии (ФРГ) – 1972.

Когда прелести цивилизации вредят?

Транспорт, будучи необходимым условием функционирования современного общества, одновременно является и главной угрозой здоровью человека. Все машины, использующие для работы разные виды топлива, в той или иной степени загрязняют атмосферу. Например, автомобиль активно поглощает кислород из воздуха. Взамен же он выделяет углекислый газ, водяной пар и токсичные вещества (окись углерода, углеводороды, окислы азота, альдегиды, сажу, бензапирен, двуокись серы). Тот вклад, который вносят в загрязнение воздуха отдельные виды транспорта, выглядит следующим образом:

• 85% вредных выхлопов приходится на легковые и грузовые автомобили;
• 5,3% – на речные и морские суда;
• 3,7% и 3,5% на воздушные и железнодорожные транспортные средства соответственно:
• меньше всех (2,5%) атмосферу загрязняют сельскохозяйственные машины (сеялки, сажалки, комбайны, трактора, пахотная техника).

Каждая страна по-своему решает проблему, связанную с загрязнением атмосферного воздуха. Показательным в этом плане является опыт Дании. После Второй Мировой войны жители маленькой скандинавской страны, улицы которой наводнили автомобили, стали возмущаться загазованностью. Когда же грянул нефтяной кризис 70-х годов, датским властям ничего не оставалось, как пойти на поводу у общественности. В стране была создана развитая велосипедная инфраструктура, на покупку и пользование автомобилем введён огромный налог. Идея пришлась местным жителям по душе: массовыми стали акции «Копенгаген без машин» и «Воскресенья без авто». Сейчас Дания – самая велосипедная страна мира, входящая в тройку наиболее чистых и благополучных для человека государств.

Ветер, солнце и вода – наши лучшие друзья?

Масштабное загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами вызвано работой теплоэнергетических предприятий. Функционирование энергоустановок на угле, дизеле, мазуте, керосине и бензине сопровождается выбросом опасных соединений тяжёлых металлов, угарного газа, углерода, азота. За городом, как правило, скапливаются отвалы золы, оставшейся при сжигании угля.

Уменьшить золообразование позволяет использование жидкого топлива, но на количестве выбросов азота и оксида серы подобная замена никак не сказывается. На атомных электростанциях происходит загрязнение воздуха аэрозолями, радиоактивными газами и йодом. Все виды традиционного топлива, безусловно, вредные. Пожалуй, условно безобидным является газ.

Как избежать ? Сделать воздух чище позволяют альтернативные энергоисточники. В пользу использования энергии приливов-отливов, ветра и солнца говорит и другой аргумент – ограниченность запасов газа и нефти. Передовым опытом в области энергетики могут похвастаться Китай, Индия, США, Япония, ЕС. На альтернативные источники в этих странах приходится до 20% всего объёма выработки энергии. В прибрежных регионах строят приливные электростанции, в южных странах – солнечные. ГеоТЭС, вырабатывающие энергию из природного тепла планеты, размещают у термальных источников.

Будущее за экофермами

Сельскохозяйственное производство наносит больший урон водоёмам, земле и деревьям, чем воздуху, но всё-таки считается одним из основных источников . В результате использования в животноводческих фирмах навоза происходит выброс аммиака. Опасность для человека, животных и растений представляют также применяемые в сельском хозяйстве ядохимикаты. Решением проблемы могли бы стать агрокомплексы нового типа, работающие без использования гербицидов и пестицидов. Внедрение концепции экологически чистых ферм полным ходом идёт в европейских странах, Канаде, США. Успешные хозяйства по производству здоровой продукции действуют в России.

Загрязнение пыльными бурями

Среди естественных источников наибольший вклад в загрязнение воздуха вносит явление выветривания почвы. Сильная запылённость характерна для территорий с низкой степенью увлажнённости земли и слабо развитой растительностью. Глобальное загрязнение воздуха пылью происходит в пустыне Такла-Макан, Гоби, Сахара, локальное – в монгольском и среднеазиатском регионе. В Европе пылевые облака, меняющие состав и качество пограничного слоя атмосферы, доминируют в юго-восточной и восточной части. Скорость и ареал распространения загрязнения зависит от размера частиц. Мелкая пыль удерживается в воздухе 1,5–3 недели, разносится по всему полушарию. Крупные частицы распространяются на сотни километров, оседают в течение нескольких часов или дней.

Как выветривание почвы влияет на здоровье человека? Если крупные частицы наш организм способен отфильтровывать, то мелкая пыль без труда проникает через верхние дыхательные пути и оседает в лёгких. Согласно исследованиям ВОЗ, повышение в воздухе содержания взвешенных частиц на 10 мкг/м 3 приводит к росту смертности на 0,5–1 %.

Пыльные бури вредят не только человеку. Они опасны для всей планеты. Скопление сотен тысяч пылевых частиц мешает нормальному оттоку избыточного тепла от Земли. Как решают проблему ветровой эрозии почв? Для предотвращения пыльных бурь создают систему ветрозащитных кулис и лесополос, проводят сельскохозяйственные мероприятия с целью повышения сцепления частиц почвы.

Вулканизм и лесные пожары

Извержение вулкана – редкое явление, сопровождающееся катастрофическими последствиями. Ежегодно в ходе стихийного бедствия атмосфера пополняется 40 млн т веществ. Среди газов, выделяемых вулканами, большая часть приходится на водяной пар. Извержения являются одной из причин повышения концентрации двуокиси углерода в атмосфере. Загрязнённый воздух опасен и тем, что выделяемый вулканом оксид серы, вступая в реакцию с водой, превращается в серную кислоту.

В жаркий период остро стоит проблема лесных пожаров. Причиной возгорания может быть как солнечная активность, так и несоблюдение правил безопасности человеком. В ходе стихийного бедствия происходит загрязнение атмосферного воздуха аэрозолями, парами, токсичными газами. Лесные пожары – второй после океана источник выброса хлористого метила. Происходит и опосредованное загрязнение воздуха: из-за уничтожения растительного покрова уменьшается продуцирование кислорода.

Остальные источники загрязнения

Незначительно на степень загрязнённости воздуха в мире влияют океаны и моря. В процессе испарения в атмосферу из воды попадают кристаллы морских солей (бромистый калий, хлористые кальций, магний, натрий). Доля веществ, обогащающих воздушные массы, заметно возрастает во время шторма. Само по себе испарение морских солей не опасно, однако вместе с ними в воде могут быть и другие, токсичные, соединения. Таким образом, загрязнение воздуха неразрывно связано с экологическим состоянием океана.

Помимо веществ, имеющих земное происхождение, в атмосфере присутствует и космическая пыль. Учёные подсчитали, что каждый год на нашей планете оседает 40 тысяч тонн таких частиц. Это значит, что пыль из космоса – мизерный источник загрязнения воздуха, не вызывающий серьёзных проблем. Впрочем, если её количество возрастёт, она сможет существенно влиять на климатические условия Земли.

Наконец, как бы банально это ни звучало, воздух ежедневно загрязняется под воздействием курящих людей. В состав сигарет входит порядка 400 веществ, среди которых аммиак, нитробензол, формальдегид, толуол и многие другие токсичные соединения. Все они неизбежно попадают в воздух вместе с табачным дымом и не растворяются, а оседают, к примеру, на почве. Можно провести аналогию с и заключить, что от него страдает наша планета, и выход тут единственный – уже зависимым людям и не допустить вовлечения в этот процесс подрастающих поколений.

Итак, основные источники загрязнения атмосферного воздуха связаны с деятельностью человека. К антропогенным факторам, ухудшающим состояние воздушного бассейна, относится промышленное производство, транспорт, теплоэнергетика. Степень влияния каждой из этих причин в разных регионах в мире заметно отличается. Среди природных источников экологическому состоянию атмосферы больше всего грозит выветривание почвы.

Влияние на здоровье людей. Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Но воздействие загрязнителей воздуха может перегрузить или разрушить эти естественные защитные механизмы, вызвав множество болезней дыхательной системы, таких как рак легких, хронические бронхиты и эмфизема легких, или способствуя развитию этих болезней. Пожилые люди, дети, беременные женщины и люди, страдающие болезнями сердца, астмой или другими респираторными заболеваниями, особенно чувствительны к загрязнению воздуха.

Организм человека, так же как и большинство живых организмов, способен без вреда для себя переносить присутствие определенного количества заг­рязняющих веществ. Содержа­ние их, ниже которого болезнен­ные реакции не наблюдаются, называют пороговым уровнем. При больших количествах про­являются последствия для здо­ровья. Они зависят как от кон­центрации вещества, так и от длительности его воздействия (экспозиции). При короткой экспозиции переносимы более высокие уровни загрязнителей, т.е. порого­вые для них значения могут быть выше при коротком воздействии и пони­жаться при более длительном

В периоды, когда загрязнение достигает высокого уровня, многие люди жалуются на головные боли, раздражения глаз и носоглотки, тошноту и об­щее плохое самочувствие. Присутствие взвеси кислоты, главным образом серной, коррелирует с учащением приступов астмы, а из-за угарного газа возникают ослабление мыслительной деятельности, сонливость и головные боли. С высокими уровнями аэрозолей, действующими в течение длитель­ного времени, связывают респираторные заболевания и рак легких.

Влияние на растительность. Растения гораздо чувствительнее к зага­зованности воздуха, чем люди. Это касается как сельскохозяйственных культур, так и дикорастущих видов.

Постоянное воздействие загрязнителей воздуха препятствует фотосин­тезу и росту растений, поглощению питательных веществ и приводит к тому, что листья и хвоя желтеют и опадают. Хвойные деревья, особенно на больших высотах, очень чувствительны к воздействию загрязнителей воз­духа вследствие большой продолжительности жизни и круглосуточного воздействия загрязненного воздуха на их иглы.

Кроме того леса, испытывающие воздействие загрязнителей, стано­вятся более чувствительными к поражению насекомыми и патогенами. Например, гибель сосен Желтой и Жеффрея в США вызывают, в основном, сосновые жуки-лубоеды, поселяющиеся на ослабленных деревьях. Даже обычно безобидные насекомые в сочетании с угнетением, обусловленным загрязнением, могут стать смертельно опасными.

Даже если не произойдет катастрофического отмирания растительно­сти, снижение первичной продуктивности, безусловно, должно сказаться на остальной экосистеме, в том числе и на почвах. Когда чувствительные виды гибнут, их место в ходе экологической сукцессии занимают более устойчивые.

В чистом воздухе растения вырастают значительно крупнее, чем в за­грязненном. Это свидетельствует о том, что существующие уровни загряз­нения подавляют их рост без очевидных признаков повреждений или от­клонения от нормы. Так, по некоторым данным, урожайность без загрязнения озоном повышается: у кукурузы - на 3 %, у пшеницы - на 8 %, у сои - на 17 %, у арахиса - на 30 %.

Следует отметить, что ответные реакции растений на действие загряз­нителей, используются при интегральной оценке качества среды - биоте­стировании.

Влияние на материалы. Стены, окна и другие поверхности становятся серыми и грязными, когда на них оседают взвеси. Краски и облицовочные материалы быстрее стареют. Без соответствующего ухода и покраски та­кие материалы, как железо и сталь, используемые для изготовления же­лезнодорожных рельсов, опор мостов и эстакад, корродируют и теряют прочность из-за загрязнения воздуха. Различные загрязнители воздуха ухудшают качество кожи, резины, бумаги, краски и ткани, особенно тка­ней из хлопка, вискозы и нейлона. Бесценные мраморные статуи, истори­ческие здания и витражи во всем мире подвергаются пагубному воздей­ствию загрязненного воздуха (кислотные дожди).

Кроме того, ясное синее небо и хорошая видимость вместо завесы смога имеют свою эстетическую ценность и психологическое значение.

Разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой защищает от агрессив­ного воздействия ультрафиолетового излучения поверхность Земли. Это слой расположен на высотах от 10 до 50 км, с максимумом концентрации от 18 до 30 км. Содержание озона в атмосфере очень мало - менее 4-10 -6 %. Для сравнения можно привести следующий пример: количество озона атмосфе­ры эквивалентно сплошному слою этого газа вокруг Земли, расположенного на этой же высоте, с толщиной слоя менее одного сантиметра.

Современная промышленность наряду с другими негативными воздей­ствиями на атмосферу своими выбросами воздействует и на эту компонен­ту атмосферы, что проявляется в сокращении общего количества озона ат­мосферы. В результате происходит уменьшение толщины озонового слоя над отдельными территориями (и даже континентами), что в итоге отража­ется на здоровье населения. В соответствии с официальными данными ООН, сокращение озонного слоя на 1 % означает появление во всем мире 100 тыс. новых случаев катаракты глаз и 10 тыс. случаев рака. С этим явле­нием связывают и рост легочных, иммунных, аллергических и других забо­леваний. Кроме этого, уменьшение в атмосфере озона приводит к усиле­нию «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почвы.

Озон – едкий, ядовитый газ. В нижних слоях атмосферы он является серьезным загрязнителем. Однако благодаря тому, что нижние слои ат­мосферы и стратосфера не перемешиваются, озон как загрязнитель в ниж­них слоях атмосферы и как существенный компонент стратосферы – с практической точки зрения совершенно разные вещи. Озон в стратосфе­ре – это продукт воздействия самого ультрафиолета на молекулы кисло­рода (О 2). В результате некоторые из них распадаются на свободные ато­мы, а те в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О 3). Однако весь кислород не превращается в озон, так как свободные атомы кислорода (О), реагируя с молекулами озона, дают две молекулы кислорода (О 2). Таким образом, количество озона в стратос­фере не статично, оно представляет собой результат равновесия между эти­ми двумя реакциями.

Сегодня известно более ста реакций, влияющих на концентрацию озо­на в атмосфере. Наиболее эффективным катализатором разрушения озона оказался атом хлора, возможность влияния которого на озоновый слой вы­явилась еще в 70-е годы прошлого столетия. А люди невольно поставляют такие атомы в стратосферу десятилетиями. Основным источником атомов хлора являются хлорфторуглероды (ХФУ или фреоны), то есть обыкновенные углеводо­родные молекулы, в которых некоторые атомы водорода замещены хлором и фтором. Эти газы нашли широкое применение в промышленности. Ког­да-то они рассматривались как идеальные для практического применения вещества, поскольку очень стабильны и неактивны, а значит, не токсичны. Как это не парадоксально, но именно инертность этих соединений делает их врагами стратосферного озона. Инертные газы не распадаются быстро в тропосфере и проникают в стратосферу, верхняя граница которой на высо­те 50 км. Когда молекулы этих веществ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсив­ному воздействию ультрафиолетовой радиации, которая не проникает на меньшие высоты из-за блокирующего действия озона.

Озон образуется в верхних слоях стратосферы и нижних слоях мезос-феры в результате протекающих реакций:

Озон и атомарный кислород могут реагировать в кислородной атмос­фере согласно реакциям:

О 3 = О 2 + О

О 3 + О = 2О 2

Эти реакции образуют так называемый цикл Чепмена, являющийся одним из основных процессов разрушения озона. В этот процесс включа­ются и другие озоноразрушающие вещества, например, те же самые фреоны (ХФУ). Разрушаясь под действием жесткого ультрафиолета, ХФУ вы­деляют в стратосферу атомарный хлор, который включается в реакцию с озоном, разрушает его и восстанавливается до атомарного хлора:

Сl + О 3 = СlO + О 2

СlO + О = С1 + О 2

Таким образом, разложение ХФУ солнечным излучением создает ка­талитическую цепную реакцию, согласно которой один атом хлора спосо­бен разрушить до 100 000 молекул озона.

Поскольку в атмосферу выбрасываются тонны хлорфторуглеродов, то этот процесс может привести к накоплению этих веществ в стратос­фере в концентрации, достаточной для серьезных повреждений озоно­вого экрана.

За последние годы содержание озона, поглощающего ультрафиолет, уменьшилось на 3-8 %. Слово «озоновая дыра» звучит как сигнал обще­ственной тревоги. Абсолютный минимум содержания озона обнаружен над Санкт-Петербургом – 45 %, над Антарктидой – 50 % ниже нормы.

В соответствии с Монреальским протоколом (1987 год), к концу 1994 года было снижено производство ХФУ на 20 %, а к 1999 году - еще на 30 %. В 1990 году была достигнута договоренность о полном прекращении про­изводства ХФУ к 2000 году.

Необходимо отметить, что в последнее время появилось множество дру­гих гипотез, объясняющих причину уменьшения озонового слоя Земли и появления озоновых дыр. Однако официально признанной версией явля­ется «фреоновая».

Кислотные осадки. Уже более ста лет кислотные осадки признаются серь­езной проблемой в индустриальных и прилегающих к ним районах, но их влияние на экосистемы было отмечено только в 50-х годах XX века, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяции рыбы во многих озерах Швеции, провинции Онтарио (Канада) и гор Адирондак (штат Нью-Йорк). В поисках причины этого были предложены разнообразные гипотезы. Швед­ские ученые первыми определили, что все дело в повышенной кислотности воды, и связали ее с ненормально низкими значениями рН осадков. С тех пор, по мере распространения экологического ущерба, выяснились различ­ные пути разрушительного влияния осадков на экосистемы.

Кислотными называют любые осадки - дожди, туманы, снег, для ко­торых водородный показатель рН < 5,6. К ним также относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, иногда называемых кислотными от­ложениями. По существу, кислотный дождь представляет собой следствие взаимного воздействия друг на друга различных сфер Земли (атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы).

Установлено, что из-за углекислого газа, находящегося в атмосфере, и попавших туда естественным путем микроэлементов, осадки могут быть кислыми и без воздействия человека (рН = 5,6), то есть существует «естествен­ный кислотный дождь». Деятельность же человека накладывается на есте­ственный «базис». Проблема возникает из-за того, что эмиссия загрязня­ющих среду веществ ограничена относительно узкой территорией. Большая часть загрязняющих веществ высвобождается над наиболее загрязненны­ми территориями Европы и Северной Америки, что составляет примерно 5 % суши. Кое-где искусственная эмиссия в 5-20 раз превышает естествен­ную. В этих районах, простирающихся на сотни и тысячи километров, ок­ружающая среда уже не может выдерживать дополнительных нагрузок, не изменяясь.

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной и азотной кислот. Обычно кислотность на две трети обусловлена первой из них и на одну треть - второй. Присутствие в этих формулах серы и азота показывает, что проблема связана с выбросом этих элементов в воздух.

К наиболее важным соединениям серы, находящимся в атмосфере и определяющим кислотность, относятся диоксид серы, серооксид углеро­да, сероуглерод, сероводород и диметилсульфид. К наиболее важным со­единениям азота относятся: оксиды азота, аммиак, азотная кислота. В це­лом, количество естественных и искусственных выбросов соединений азота приблизительно одинаково, однако последние, так же как и выбросы соединений серы, подвергаются меньшему разбавлению и сосредотачивают­ся на ограниченных территориях Земли.

Согласно данным об общих объемах выбросов диоксида серы и окси­дов азота из разных источников, кислотные осадки связаны в первую оче­редь с работой тепловых электростанций, транспорта и промышленных предприятий. Так как кислотность осадков на две трети обусловлена ди­оксидом серы, а три четверти этого вещества выбрасываются в воздух топ­ливными тепловыми электростанциями, их работой объясняется более 50 % кислотных осадков.

Влияние кислотных осадков на окружающую среду проявляется в сле­дующем.

1. Влияние на водные экосистемы.

Значение рН среды чрезвычайно важно, так как от него зависит дея­тельность почти всех ферментов, гормонов и других белков, регулирую­щих метаболизм, рост и развитие в организмах водных живых существ.

2. Влияние на леса.

Кислотные осадки, как и озон, являются одной из важнейших причин деградации растительности, и в первую очередь лесов. Обнаружены сле­дующие пути влияния кислотных осадков на растительность:

нарушение их защитной поверхности при прямом контакте. Кис­лоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов;

вымывание биогенов. Ионы водорода легко вытесняют ионы биогенов с частиц почвы и гумуса;

концентрирование алюминия и других токсичных элементов. Токсичные элементы, в том числе алюминий, ртуть и свинец, могут концентрироваться при подкислении среды.

3. Влияние на людей и изделия.

Одно из наиболее ощутимых послед­ствий кислотных осадков – разрушение произведений искусства. Извест­няк и мрамор – излюбленные материалы для оформления фасадов зда­ний и сооружения памятников. Взаимодействие кислоты и известняка приводит к их очень быстрому выветриванию и эрозии. Памятники и зда­ния, простоявшие сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными из­менениями, сейчас растворяются и рассыпаются в крошево.

Глобальное потепление. Световая энергия, проникающая сквозь атмос­феру, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в тепловую энер­гию и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ и некоторые другие газы, называемые парниковыми (метан, хлорфторуглероды, оксид азота), в отличие от других природных компонентов ат­мосферы вторично поглощают инфракрасное излучение земной поверхности. При этом они нагреваются и в свою очередь нагревают атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней парниковых газов, тем больше инфра­красных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.

Температура и климат, к которому мы привыкли, обеспечиваются кон­центрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03 %. При этом содержание углекислого газа в воздухе в естественных условиях (без антро­погенного добавления его в атмосферу) поддерживалось на одном уровне, так как его поступление в атмосферу за счет дыхания и горения и вулкани­ческих выбросов в среднем равнялось его поглощению из атмосферы фотосинтезирующими растениями.

В настоящее время это равновесие нарушено. Интенсивно уничтожая леса и используя ископаемое топливо, человечество включило одновремен­но два мощнейших процесса, способствующих быстрому росту концент­рации атмосферного углекислого газа. При сжигании ископаемого топли­ва масса выделяемого углекислого газа утраивается, поскольку каждый атом углерода топлива в процессе горения и превращения в углекислый газ при­соединяет два атома кислорода. Каждый год сжигается около 2 млрд. т ископаемого топлива, значит, в атмосферу поступает почти 5,5 млрд. т угле­кислого газа. Еще приблизительно 1,7 млрд. т его поступает за счет сведения лесов и окисления органического вещества почвы - гумуса.

В результате концентрация углекислого газа в атмосфере, составлявшая в начале XX в. около 0,029 %, к настоящему времени достигла 0,035 %, то есть выросла на 28 %. По оценкам МГЭИК (Межправительственной группы эк­спертов по изменению климата) предполагается, что если не будет принято каких-либо мер по сокращению эмиссии, будет удвоение содержания СО 2 к 2060-2080 годам. При этом может произойти повышение средней глобальной температуры приземной атмосферы примерно от 1,5 до 4,5 °С, что вызовет подъем уровня океана по разным оценкам от 0,3 до 1 м. Это повышение температуры будет неравномерным: в два раза ниже в тропиках и в два раза выше в высоких широтах. Значительные разногласия возникают по вопросу о том, к чему приведет это потепление. Однако саму возможность потепле­ния никто не отрицает.

Другие парниковые газы (метан, хлорфторуглероды (ХФУ) и оксиды азота) поглощают инфракрасное излучение в 50-100 раз интенсивнее, чем углекислый газ. Следовательно, хотя их содержание в воздухе значитель­но ниже, они также могут значительно влиять на температурный режим планеты.

В настоящее время ожидаемыми последствиями потепления считаются:

Затопление обширных густонаселенных зон и образование милли­онов экологических беженцев;

Более сильное потепление на полюсах вызовет ослабление циркуля­ции атмосферы, что изменит распределение осадков - увеличение их количества в Северной Африке и уменьшение - в Северной Америке;

Виды флоры и фауны не будут успевать адаптироваться к быстро ме­няющимся климатическим условиям;

Изменение привычного климата на климат более неустойчивый, что нанесет вред сельскому хозяйству многих стран мира и неблагоприятно скажется на здоровье населения этих стран.

В 1992 году в Рио-де-Жанейро мировое сообщество приняло Конвенцию об изменении климата. Цель - добиться такой стабилизации выброса пар­никовых газов, чтобы не допускалось опасного воздействия на климати­ческую систему. Страны договорились к 2000 году стабилизировать эмиссию парниковых газов на уровне 1990 года (по всему миру выброс углерода со­ставлял 6 гигатонн в год). Конвенция вступила в действие в 1994 году. В 1997 году в Киото состоялась международная конференция стран-участников Конвенции ООН об изменении климата. Результаты пятилет­ней борьбы с парниковыми газами оказались плачевными. США планиру­ет достичь уровня эмиссии лишь к 2008 году. Причем на долю США прихо­дится 25 % от всего выброса углекислого газа и стабилизация его выброса обойдется в 9 млрд. долларов. В Канаде за пять лет выбросы парниковых газов увеличились на 15 %. В Японии за 1996 год эмиссия выросла на 8,3 %. Внутри Евросоюза ситуация также неоднозначна. Если в Люксембурге, Германии, Дании, Нидерландах и Великобритании выбросы уменьшились, то Португалия, Греция, Испания и Швеция, наоборот, намерены их уве­личить. Китай, Индия и другие развивающиеся страны, ссылаясь на бед­ность, не принимали и не принимают на себя каких-либо обязательств, несмотря на то, что одной из первых от потепления может пострадать имен­но Индия. Итоговый протокол зафиксировал обязательства стран ЕС со­кратить к 2010 году выбросы на 8 % по сравнению с 1990 годом. США оговорили для себя рубеж в 7 % и Япония - в 6 %. В США сразу же охарактеризовали данное обязательство как политически неприемлемое, угрожающее наци­ональной безопасности.

Одним из механизмов выполнения обязательств по сокращению эмис­сии парниковых газов может стать предложенная США международная система торговли квотами. Предприятия и компании, не имеющие техно­логической возможности уменьшить выбросы, в этом случае могли бы по­купать неиспользованные разрешения на выброс у организаций, перевы­полнивших свои обязательства.

Таким образом, антропогенная деятельность привела к разнообразным, сложным проблемам экологического характера.

Атмосфера земли является газовой оболочкой планеты. Данная оболочка имеет послойное строение и относительно стабильный газовый состав. Атмосферный воздух включает азот (более 78%), кислород (более 20%) и около 1% других газов, в том числе углекислого газа, неона, аргона, метана, гелия, водорода, т.д. Воздух – это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете.

В настоящее время вследствие хозяйственной деятельности человека происходит интенсивное загрязнение атмосферы. Это искусственное, или антропогенное загрязнение. Также ученые выделяют естественное загрязнение воздушной оболочки в связи с воздействием факторов неживой природы. Понятие «загрязнение атмосферы» подразумевает привнесение в воздух каких-либо не характерных для него химических, физических и биологических веществ, либо повышение их концентрации. Соответственно, загрязнение может быть трех видов: химическое, физическое и биологическое.

Физическое загрязнение включает механическое (твердые частички, пыль), электромагнитное (разные типы электромагнитных волн, включая радиоволны), радиоактивное (изотопы и радиоактивные лучи), тепловое (выбросы теплых воздушных масс, др.), шумовое (шум, низкочастотные колебания воздуха).

Химическое загрязнение подразумевает загрязнение воздуха газообразными летучими веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями воздуха считаются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, диоксид серы, тяжелые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и атмосферная пыль. Из тяжелых металлов наибольшей концентрации в промышленных регионах достигают соединения свинца, меди, цинка, хрома, кадмия.

Биологическое загрязнение атмосферы, в большинстве случаев, микробной природы. Примером может служить загрязнение воздуха спорами и вегетативными формами грибов и бактерий, вирусами, в том числе их продуктами жизнедеятельности.

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон). Интенсивное загрязнение атмосферы обусловлено работой промышленных предприятий черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических комбинатов, строительной индустрии, энергетической и целюлозно-бумажной промышленности. Основные источники загрязнения воздуха – тепловые электростанции, так как от этих предприятий в атмосферу поступает дым с углекислым и сернистым газом. Металлургические заводы выбрасывают в атмосферу сероводород, окиды азота, фтор, хлор, аммиак, соединения фтора, мышьяка, ртути. Цементные и химические предприятия наносят не меньший урон газовой оболочке планеты. Большое количество опасных газов поступают в атмосферу вследствие сжигания топлива для потребностей промышленности и отопления помещений, в результате работы двигателей транспортных средств и при переработке промышленных отходов.

Похожие матери алы:

Загрязнение атмосферы, источники, последствия, пути решения экологического кризиса очень активно изучаются современными учеными. На внутригосударственном и межправительственном уровнях принимаются различные нормативные акты, направленные на улучшение ситуации в мире. Рассмотрим далее, какое влияние оказывает на планету загрязнение атмосферы. Источники, последствия, пути решения проблем также будут описаны в статье.

Актуальность вопроса

Хозяйственная деятельность людей на протяжении последнего столетия вызвала серьезное загрязнение атмосферы. Пути решения сегодня существуют различные. В воздушном бассейне, воде, почве во многих местностях присутствуют токсичные вещества, содержание которых значительно превышает ПДК (допустимую норму). Это, в свою очередь, негативно сказывается на здоровье населения, состояние экосистем.

Экологический кризис

Это понятие в последние несколько десятилетий стало использоваться очень часто. Экологический кризис может быть локальным или глобальным. Первый выражен в повышении уровня электромагнитного, теплового, шумового, химического загрязнения вследствие функционирования одного либо нескольких источников, расположенных близко друг к другу. Локальный кризис может преодолеваться относительно легко за счет принятия экономических либо административных мер. К примеру, принимается решение о необходимости совершенствования технологического процесса, перепрофилировании предприятия или его закрытии. Большую опасность представляет глобальный кризис. Это явление - следствие совокупной деятельности всего человечества. Проявляется глобальный кризис изменением характеристик естественной среды на всей планете. Соответственно, он опасен для всего населения. С глобальным кризисом бороться намного сложнее, чем с локальным. Проблему можно будет считать решенной при минимизации загрязнений до уровня, с которым природная среда будет способна справиться самостоятельно. Для этого проводятся международные встречи на высшем уровне. Последняя, в частности, состоялась в 2016 г. в Париже.

Негативные факторы

Рассматривая загрязнение атмосферы, причины и пути решения экологического кризиса, ученые анализируют различные объекты, виды деятельности человека. Анализ позволяет установить наиболее опасные из них и выработать методы, снижающие или исключающие их негативное воздействие на природу. Все источники загрязнений разделяются на две крупные категории. К первой относят естественные объекты и явления:

1. Извержения вулканов.
2. Торфяные, лесные пожары, возникающие без участия людей.
3. Выделение метана при разложении органических остатков.
4. Песочные, пылевые бури.
5. Естественную радиацию.
6. Процессы выветривания.
7. Распространение растительной пыльцы.

Более пагубное воздействие на среду оказывают:

1. Испытания ядерного оружия.
2. Работа теплоэлектростанций.
3. Выбросы ядовитых газов с предприятий.
4. Работа котельных.
5. Разложение мусора и отходов на свалках.
6. Пожары, возникающие по вине людей.
7. Выхлопные газы транспортных средств.
8. Полеты реактивных летательных аппаратов.

Результаты негативного воздействия

Вследствие необдуманной хозяйственной деятельности в верхние слои воздушной оболочки выбрасывается колоссальный объем ядовитых соединений, копоти и тепла. Это приводит к истощению озонового слоя и появлению в нем дыр. Сквозь них активно проходит радиация. Температура на планете постоянно повышается. Это приводит к таянию ледников, увеличению объема воды в Мировом океане. Вследствие повышения температуры начинают исчезать ареалы обитания множества животных.

Отрицательное влияние на здоровье

В последнее время особенно активно осуществляется промышленно-городское загрязнение атмосферы. Пути решения экологического кризиса локального характера необходимо активно искать в рамках межведомственного взаимодействия. Промедление в этом вопросе недопустимо, поскольку речь идет о состоянии здоровья людей и среды их обитания. По статистике в среднем за одни сутки человек вдыхает до 20 тыс. л воздуха. При этом вместе с кислородом в организм попадают частицы пепла и копоти, а также ядовитые пары. Все это оседает в легких, постепенно отравляя человека. Продолжительное воздействие смога ухудшает самочувствие, приводит к головным болям, тошноте, раздражению слизистых. У людей возникают сердечно-сосудистые заболевания, патологии других внутренних органов. В отсутствии адекватных мер активное действие отравляющих веществ может привести к смертельному исходу. Истощение озонового слоя создает условия для облучения планеты. Ультрафиолет начинает сильнее действовать на человека и животных. Негативное радиационное воздействие снижает иммунитет, провоцирует развитие тяжелых заболеваний, в числе которых рак слизистых и кожи, катаракта и пр.

Парниковый эффект

Он является следствием вырубки леса и разрушения озонового слоя. Дыры, присутствующие в верхних воздушных слоях, начинают пропускать больше радиации, прогреваются нижние пласты атмосферы, а затем и поверхность Земли. Исходящее от планеты тепло не поднимается вверх. Причина, по которой оно не возвращается, заключается в накоплении в нижних слоях, делая их слишком плотными. Парниковый эффект приводит к другой серьезной проблеме - потеплению. В связи с задержкой излучения, на поверхности Земли начинает повышаться температура. Это, как выше было сказано, провоцирует таяние ледников и прочим проблемам. Ученые уже сегодня наблюдают затопления ряда прибрежных зон. Если не остановить парниковый эффект, могут погибнуть многие животные, растения и люди.

Кислотные дожди

Такое явление - следствие вредных соединений в большом объеме. Кислоту в воздухе образуют оксиды хлористого водорода, серы, азота, взаимодействующие с парами воды. Осадки, содержащие ее, приводят к серьезным негативным последствиям. В частности, разрушению подвергаются кирпичные и бетонные сооружения, трубы, внешняя отделка фасадов, крыши. За несколько десятилетий повредили множество культурно-исторических памятников. Такие осадки разрушают металл, стекло, резину. Автомобили, попавшие под кислотный дождь, как правило, становятся непригодными к эксплуатации. Существенно страдает почвенный покров. Повышается кислотность грунта, снижается плодородие. Кислотные дожди опустошают участки с зелеными насаждениями, принося огромные убытки сельскохозяйственному сектору. Отборный урожай погибает, деревья начинают гнить. Отравленная трава попадает в корм животным, вследствие чего у них развиваются тяжелые заболевания, нередко приводящие к смерти. Кислотные дожди вызывают гибель экосистем.

Смог

Им обычно называют сильное загрязнение воздуха в крупных мегаполисах. В безветренную погоду верхние слои сильнее нагреваются. Из-за этого газы, поднимающиеся от земли не могут выйти в верхние пласты и оседают, образуя едкую пелену. Под влиянием света в смоге начинают образовываться неустойчивые, однако очень токсичные соединения.

Фотохимический туман

Он представлен в виде многокомпонентной смеси первичных и вторичных аэрозольных частиц и газов. В составе фотохимического тумана присутствуют оксиды азота и серы, разнообразные органические вещества перекисной природы. В комплексе они именуются фотооксидантами. Такой туман появляется вследствие химических реакций при наличии ряда условий. В качестве определяющих факторов выступает высокая концентрация в воздухе углеводорода, оксида азота, прочих веществ, интенсивная радиация, безветрие или слабый обмен воздуха в пределах приземного слоя при мощной инверсии в течение суток.

Загрязнение атмосферы: пути решения проблемы

Как видно из сказанного выше, экологический кризис требует незамедлительных действий. При этом необходимо сказать, что в выполнение мероприятий по снижению пагубного влияния деятельности человека должен включаться каждый человек. Искать - дело абсолютно всех людей. Особая роль, безусловно, принадлежит ученым. Они, анализируя ситуацию, находят наиболее рациональные и эффективные варианты снижения негативного влияния выбросов. В настоящее время выработаны следующие основны е пути решения проблемы загрязнения воздуха :

Пути решения загрязнения атмосферы, кратко говоря, - меры, направленные на снижение опасных выбросов. При разработке тех или иных мероприятий необходимо принимать во внимание экономическую составляющую. Методы борьбы с загрязнениями должны быть максимально эффективными и минимально затратными.

Комплексные меры

В настоящее время ученые предлагают сочетать . Так, например, на многих предприятиях работают фильтрационные установки разных типов. В одних устанавливаются фильтры, в других используются специальные безсвинцовые добавки, каталитические нейтрализаторы. В результате газы проходят несколько ступеней очистки. Рассматривая основные пути решения загрязнения атмосферы, нельзя не сказать о новых разработках в области автомобилестроения. Как известно, транспорт считается одним из главных поставщиков ядовитых веществ в воздух. Сегодня выпускаются новые модели, оснащенные системами фильтрации выхлопов. В ряде стран общественный транспорт работает исключительно на электричестве и биотопливе.

Организационные мероприятия

В последнее время на правительственном уровне поднимается вопрос, касающийся обустройства крупных мегаполисов. Обсуждаются мероприятия, направленные на отделение аэропортов, автотрасс, предприятий, заводов от жилой застройки. В качестве границы между этими зонами будет выступать лесополоса. Она станет естественным фильтром и Вырабатывая , ученые и чиновники обращают внимание на систему обработки мусора. Большинство высказывается за необходимость ее реформирования. Обсуждаются варианты, при которых можно было бы сократить площадь свалок. Для этого необходимо производство, осуществляющее вторичную обработку сырья.

Дополнительно

Предлагая , ученые рекомендуют отказаться в сельскохозяйственной деятельности от использования химикатов. Они отравляют не только непосредственно почву, но и воздух. Одной из ключевых задач современного человечества является сохранение леса. В этой связи на правительственном уровне приняты законы, регламентирующие вырубку, использование естественных ландшафтов населением. Таковы на сегодня главные .

В конце 2016 года практически по всему миру пронеслась новость – Всемирная Организация Здравоохранения назвала воздух планеты смертельно опасным для человека. В чем причина сложившейся ситуации и что именно загрязняет атмосферу Земли?

Все источники загрязнения воздуха можно разделить на две большие группы: естественные и созданные человеком. Самим страшным словом «загрязнение» называют любые изменения состава воздуха, которые оказывают воздействие на состояние природы, животного мира и на человека. Пожалуй, главное здесь – понять, что воздух загрязнялся всегда, с момента формирования планеты такой, какая она есть. Он сам по себе неоднороден и включает в себя различные газы и частицы, что обусловлено его экологической задачей – смесь веществ в воздухе защищает планету от холода Космоса и излучения Солнца. При этом существует и система самоочистки воздуха – перемешивание слоев за счет атмосферных явлений, оседание тяжелых частиц на поверхности, естественная мойка воздуха осадками. И до появления человека и антропогенных загрязнителей, система работала достаточно слаженно. Однако свой след на планете мы оставляем каждый день, что и стало причиной сложившейся ситуации и заявления ВОЗ. Но обо всем по порядку.

Источники загрязнения атмосферного воздуха природного происхождения были определены уже давно. Первая по количеству загрязняющих воздух частиц – пыль, появившаяся из-за постоянного воздействия ветра на почву или ветровая эрозия. Этот процесс особенно распространен в степях и пустынях, где ветром фактически выдувает частицы почвы и уносит их в атмосферу, затем пылинки оседают обратно на поверхность земли. Согласно расчетам ученых, каждый год такой круговорот проходят от 4,6 млрд тонн пыли.

Также в основные источники загрязнения воздуха естественного происхождения попадают вулканы. Они ежегодно добавляют в воздух от 4 млн тонн пепла и газов, которые затем также оседают в почве на расстоянии до 1000 км.

Следующее место в списке природных загрязнителей воздуха занимают растения. Помимо того, что зеленые жители планеты постоянно производят кислород, однако кроме этого они также создают молекулярный азот, сероводород, сульфаты и метан. Кроме того, растения поставляют в воздух огромное количество пыльцы, облака которой могут подниматься до 12 тысяч километров.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха включают в себя и лесные пожары, испарение солей с поверхности морей и океанов, а также космическую пыль.

Деятельность человека каждый день создает огромное количество разнообразных отходов, которыми мы щедро делимся с атмосферой. Сегодня в крупных промышленных городах можно наблюдать по-своему красивые, но в то же время ужасные явления – воздух с оттенками всех цветов радуги, оранжевые дожди или просто химические туманы. Источники загрязнения воздуха в городе тесно связаны с его жизнью: автотранспорт, электростанции, заводы и фабрики.
Стационарными источниками загрязнения воздуха называются все элементы промышленности, находящиеся на определенной территории и постоянно или регулярно выбрасывающие в атмосферу свои отходы. Для нашего государства наиболее актуальны из таких загрязнителей электростанции, в основном, тепловые, котельные, предприятия черной и цветной металлургии и т.д. Стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха сейчас находятся в любом крупном и развитом городе, так как обеспечить полноценную жизнедеятельность без них пока невозможно.
Также отдельно нужно упомянуть такие источники загрязнения атмосферы и воздуха, как автомобильный транспорт. Сегодня плотность трафика в крупных городах настолько высока, что транспортные артерии уже не справляются с потоком. Кроме этого, функционирует городской автотранспорт, а так как электромобили еще не распространились широко, а значит, городской воздух каждый день пополняется выхлопными газами.

Разбирая источники загрязнения атмосферного воздуха города по частям, можно выделить три большие группы: механические, химические и радиоактивные.
К первому виду прежде всего относится механическая пыль, которая образуется в процессе обработки различных материалов или их измельчения.

Также к механическим загрязнителям относятся возгоны, которые образуются при конденсации паров жидкостей, использующихся для охлаждения заводской техники, зола, которую создают минеральные примеси при сгорании и сажа. Все эти частицы образуют мельчайшие пылинки, которые потом перемещаются в городском воздухе, смешиваясь с естественной пылью, и попадают в наши дома. Наиболее опасны самые мелкие частицы , о которых мы уже писали в блоге.

Источники химического загрязнения воздуха также распространены больше, чем кажется. Фактически, каждый городской житель вдыхает полноценный коктейль из элементов периодической таблицы Менделеева.
. Подробнее о его роли и опасности мы уже писали в этой статье, повторяться не будем.
Угарный газ. При вдыхании связывает гемоглобин в крови и препятствует поступлению кислорода в кровь, а значит – и снабжению им всех органов.
. Бесцветный газ с неприятным запахом тухлых яиц, при вдыхании может вызывать жжение в горле, покраснение глаз, нарушения дыхания, головную боль и другие неприятные симптомы.

На каждого жителя России сейчас приходится около 200 кг распыленных в воздухе химических соединений.

Диоксид серы. Образуется от сгорания угля и переработки руды, при длительном воздействии лишает человека вкусовых ощущений, а потом ведет к воспалению дыхательных путей и нарушениям в работе сердечно-сосудистой системы.
Озон. Сильный окислитель, который способствует развитию окислительного стресса.
Углеводороды. Продукты нефтепромышленность, как добывающей, так и обрабатывающей, больше всего их содержится в остатках топлива, химических бытовых средствах и промышленных очистителях.
Свинец. Ядовит в любом виде, сейчас используется в кислотных аккумуляторах, красках, в том числе – типографской, и даже боеприпасах.

Источники загрязнения воздуха в населенных пунктах сейчас уже редко включают в себя радиоактивные материалы, однако недобросовестные компании не всегда соблюдают правила их захоронения, и некоторые частицы проникают в грунтовые воды, а затем вместе с испарениями – в воздух. Сейчас уже ведется активная политика по борьбе с радиоактивными загрязнениями почвы, воды и воздуха, так как такие загрязнители крайне опасны и способны вызвать множество смертельных заболеваний.