Загрязнение атмосферы Земли: классификация по виду и составу, основные источники нарушения экологического равновесия
Загрязнение атмосферы означает попадание в воздух избыточного количества токсичных и канцерогенных веществ в результате антропогенной и природной нагрузки. Это приводит к увеличению заболеваемости, смертности и нарушению экологического баланса.
Основные причины загрязнения атмосферы
К основным источникам загрязнения относится антропогенный фактор. Поэтому главной причиной можно назвать деятельность человека в ходе масштабной индустриализации и развития промышленных и транспортных структур. Основные факторы, неблагоприятно воздействующие на экологическую обстановку:
- увеличение числа мусорных полигонов, мусоросжигающих и металлургических заводов;
- рост автопарка, личного и общественного транспорта, а, соответственно, спроса на бензиновое и дизельное топливо;
- низкое качество топливного и перерабатываемого сырья;
- экономия на системах фильтрации и улавливания отходов в промышленности;
- увеличение числа населения, растущий спрос на электроэнергию;
- изменение климатических условий по естественным и искусственным причинам.
Загрязнение водоемов, почвы и атмосферы приводят к климатическим изменениям. В результате образуются естественные факторы, способствующие ухудшению экологической обстановки (кислотные дожди, пыль и смог). Многие канцерогенные и токсичные вещества способны сотнями лет накапливаться в почве, приводя к изменению ее химического состава.
Классификация загрязнения атмосферы по виду
В научном сообществе принята классификация, по которой разделяют источники загрязнения атмосферы. Они классифицируются по виду и по составу. В первом случае выделяют антропогенные (искусственные) и природные (естественные) загрязнители.
Искусственные источники
К искусственным, или антропогенным источникам относят те, что образуются при непосредственном участии человека. Они возникли в ходе индустриализации, развития промышленной и аграрной инфраструктур. Источники антропогенного загрязнения:
- тепловые и атомные электростанции;
- котельные установки;
- химическая промышленность;
- черная и цветная металлургия;
- сельское хозяйство (животноводство, птицеводство);
- автотранспортные выхлопы;
- мусоросжигающие заводы;
- угольная и нефтедобывающая промышленность.
При сжигании твердого топлива в процессе переработки отходов, эксплуатации предприятий или производства в атмосферу выделяются угарный, инертные газы, твердые частицы (пыль, сажа, смола), а также тяжелые металлы и бензапирен.
Парогазовые смеси аммиака, формальдегида, фенола, выбросы диоксидов серы и углерода — основная проблема черной и цветной металлургии.
Естественные
К естественным источникам относятся природные загрязнители, которые присутствуют в атмосфере независимо от участия человека. В воздухе всегда содержится небольшое количество твердых частиц и химических соединений, которые оказывают неблагоприятное воздействие на экологическую обстановку. Природные факторы загрязнения:
- ветровая эрозия, выветривание почвы;
- вулканические выбросы;
- песчаные бури;
- лесные и степные пожары;
- космическая пыль;
- атмосферная пыль;
- пыльца растений;
- продукты жизнедеятельности (выделения, экскременты);
- аэропланктон, споры, цисты и бактерии;
- вихри, смерчи и торнадо;
- морские и океанические испарения.
Основная часть загрязнителей представлена природными аэрозолями. Они образуются в результате естественных процессов жизнедеятельности живых организмов, а также изменения климатических условий. Для южных регионов с открытой почвой характерно высокое содержание аэропланктона, который включает цисты и споры простейших, папоротников, мхов, мелкие бактерии, споры грибов. В процессе гниения органики в атмосферу поступают: углекислый газ, оксиды серы, углерода и азота, аммиак и сероводород.
Классификация загрязнения атмосферы по составу
По составу загрязнители классифицируются в зависимости от специфики их негативного воздействия и особенностей вещества или газа. По общему консенсусу выделяют механические, химические и радиоактивные источники. В отдельных классификациях биологические загрязнители выводят в отдельную группу.
Механическое
Механические загрязнители представляют взвешенные твердые частицы, которые попадают в атмосферу и измеряются в микронах. Наиболее опасна пыль с частицами до 2,5 микрон, так как они способны не только проникать в дыхательные пути, но и всасываться в кровь, оказывая комплексное патологическое воздействие. К механическим загрязнителям относятся:
- пыль, сажа, копоть естественного и искусственного происхождения;
- солевые туманы и пары, поднимающиеся над поверхностью морей и океанов;
- пыльца растений, грибные споры, крупные бактерии;
- дым и смог при горении синтетических или натуральных материалов.
Частицы более 2,5 микрон могут вызывать астму, аллергию или рак легких, менее — дополнительно атеросклероз и сердечную недостаточность. Мелкие компоненты способны годами задерживаться в атмосфере, не оседая на горизонтальных поверхностях.
Химические загрязнители
К источникам химического загрязнения относятся деятельность энергетических установок, предприятий цветной и черной металлургии, химической промышленности и нефтепереработки. Негативное воздействие обусловлено поступлением в атмосферу вредоносных газов, паров, аэрозолей и химических соединений:
- оксида серы, серного и сернистого ангидрида;
- оксида азота;
- органических соединений углерода (этилен, бензапирен, парафин, бензол);
- соединений тяжелых металлов (ртуть, кадмий, ванадий, свинец);
- парниковых газов (углекислый, метан, аммиак).
Большую опасность представляют диоксины, которые способны накапливаться в почве сотни лет, меняя ее химический состав и выделяя канцерогенные пары. Они характерны для деятельности мусоросжигающих заводов.
Радиоактивные загрязнители
Радиоактивное загрязнение имеет техногенное происхождение и обусловлено экспериментальными ядерными испытаниями, работой атомных электростанций, использованием радиоактивных веществ в производстве. К естественным источникам относят выход на поверхность радиоактивных руд (урана, гранита, пегматита). Распадающиеся изотопы стронция, тетраэтилсвинца, иных радиоактивных веществ создают излучение, оказывающие губительное воздействие на живые организмы и растения.
Биологические загрязнители
Биологическое загрязнение атмосферы представлено микробиологическими и биохимическими факторами. Они обусловлены присутствием в воздухе микроорганизмов, а также продуктов их жизнедеятельности. К микробиологическим загрязнителям относятся споры, цисты грибов и простейших, бактерии, к биохимическим — продукты разложения экскрементов. К антропогенным источникам относят результаты деятельности сельского хозяйства (животноводческие фермы и птицефабрики).
Основные источники загрязнения атмосферы
Основную долю загрязнения составляют антропогенные источники. Для большинства отраслей производства и промышленности характерны выбросы вредоносных отходов, химических и радиоактивных веществ.
Газы и вещества, которые относятся к основным загрязнителям
Рекордсменом в загрязнении атмосферного воздуха на густонаселенных территориях считается бензапирен. По данным Минприроды, коэффициент его содержания превышен во всех городах с загрязненным воздухом. Образуется при сжигании углеводородного топлива или материала. Другие вредоносные газы и вещества:
- оксид углерода (угарный газ);
- двуокись углерода (углекислый парниковый газ);
- диоксид серы, серный и сернистый ангидриды;
- оксид и диоксиды азота;
- углеводороды;
- тяжелые металлы (свинец, кадмий, ртуть, железо, цинк);
- атмосферная и механическая пыль, частицы PM 2,5;
- аммиак, химические соединения.
На нижних слоях атмосферы образуется большое количество формальдегида и озона. Вблизи промышленных предприятий увеличены выбросы диоксинов, ртути и твердых частиц.
Наиболее опасными загрязнителями считаются оксиды серы, азота и углерода. Они образуются в результате работы металлургических заводов, электростанций и эксплуатации автотранспорта.
Основные отрасли производства, загрязняющие атмосферу
Основная доля загрязнения приходится на работу атомных и тепловых электростанций (порядка 30%). Однако в густонаселенных и урбанизированных районах до 60% патогенных выбросов характеризуется испарениями автомоторного топлива. Остальные отрасли, загрязняющие атмосферу, в порядке убывания по проценту вредоносного воздействия:
- цветная металлургия;
- черная металлургия;
- нефтедобыча;
- нефтепереработка;
- угольная промышленность;
- машиностроение;
- газовая промышленность;
- производство стройматериалов;
- химическая промышленность.
Последние места делят пилорамы и предприятия по деревообработке (2,4%), пищевая (1,3%), атомная (0,7%) и пищевая промышленности (0,3%). На территориях сельскохозяйственных, животноводческих ферм и птицефабрик наблюдаются выбросы сероводорода, метана и аммиака. Растениеводческие хозяйства загрязняют атмосферу парами минеральных удобрений и пестицидов.
Негативные последствия
Антропогенное и естественное загрязнение атмосферы приводит к негативным последствиям. К ним относятся ухудшение здоровья и качества жизни людей, нарушение озонового слоя, парниковый эффект и смог.
Ухудшение здоровья и качества жизни
Негативное влияние атмосферного загрязнения характеризуется увеличением смертности и заболеваемости населения. Дети, граждане со слабым здоровьем, курильщики, работники предприятий с повышенными условиями опасности находятся в основной группе риска.
По оценкам экспертов ВОЗ, загрязнение атмосферы приводит к сокращению продолжительности жизни примерно на 3-5 лет.
Отдаленными последствиями являются образование злокачественных образований, нарушение наследственности и эмбриогенеза. Текущими — увеличение риска сердечной недостаточности, атеросклероза и болезней дыхательных путей.
Парниковый эффект
Парниковый эффект приводит к нагреву воздуха в нижних слоях атмосферы, что приводит к повышению температуры на поверхности земли. Основным источником служат выбросы парниковых газов в результате сжигания углеводородного топлива и естественные процессы жизнедеятельности живых организмов. Парниковый эффект является главной причиной климатических изменений, которые могут привести к наводнениям, иссушениям водоемов, засухе и продовольственному кризису.
Нарушение озонового слоя
Озоновый слой защищает планету от губительного воздействия ультрафиолета. Выбросы фреонов, хлорфторуглеродов, реактивных двигателей и самолетов, горение углеводородного топлива и материалов повышают риск образования озоновых дыр. В результате увеличивается риск кожных заболеваний и катаракты глаз, снижается иммунитет, образуются мутации в ДНК.
Смог
Смог характеризуется высокой концентрацией в атмосфере твердых частиц PM 2,5, которые вызывают заболевания дыхательных путей. Мелкие частицы в пределах 1 микрон способны всасываться в кровь и повышать риск сердечной недостаточности и развития атеросклероза. Он особенно опасен для детей, пожилых людей и граждан с патологиями легких и сердца. Вызывает воспаление слизистых и учащает смертность от респираторных заболеваний.
Меры профилактики
К основным источникам борьбы с атмосферными загрязнениями относятся разработка и внедрение очистных фильтров для промышленных предприятий. Другие меры по предотвращению загрязнения:
- очистка и переработка промышленных отходов;
- развитие безотходных технологий производства;
- переход на экологически безопасные источники энергии;
- внедрение фильтров для очистки выхлопных газов;
- озеленение городов и промышленных территорий;
- мониторинг степени загрязнения и контроль радиационной обстановки.
Правительством РФ разработан ряд нормативных актов и ГОСТов, регламентирующих выбросы токсичных и загрязняющих веществ в атмосферу. Помимо прочего, политика государства направлена на стимуляцию развития газомоторного топлива для автомобилей, снижающего негативные последствия от выброса парниковых и выхлопных газов.
https://www.youtube.com/watch?v=4joWV4v8jt0
