Загрязнение атмосферы Украины

Введение 

Одной из глобальных проблем научно - технического прогресса является загрязнение  окружающей среды. Приобретая красивый комфортный автомобиль, человек вряд ли задумываемся о том, сколько вредных  веществ он выбрасывает. Загрязнения  окружающей среды приводят не только к глобальному изменению климата, но и к увеличению количества опасных заболеваний. Статья 50 Конституции Украины указывает, что каждый человек имеет право на безопасную для жизни и здоровья окружающую среду и на возмещение вреда, причиненного нарушением этого права. Тем не менее, несмотря на декларации, специалисты-экологи называют экологическую ситуацию в стране катастрофической.

     Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей  веществами  химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители  промышленно-бытового происхождения.  Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную  тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете и , как результат ,  изменение климатических условий в целом , что несомненно скажется на здоровье и жизнедеятельности человека. Страна накопила 30 миллиардов тонн отходов, из которых 5 миллиардов - высокотоксичные. Непомерная техногенная нагрузка уже привела к тому, что украинцы живут в среднем на 11 лет меньше, чем жители других стран Европы. 

                                      ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 
 

1. Химическое загрязнение  атмосферы

Начнём с тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы -  атмосферы .  Человек загрязняет атмосфе-ру уже тысячелетиями, однако  последствия  употребления  огня,  которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось  мириться с  тем,  что  дым  мешал дыханию и что сажа ложилась  черным покровом на потолке и стенах жилища.  Получаемое тепло было для  человека важнее,  чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры.  Это начальное загрязнение воздуха не представля-ло проблемы,  ибо  люди  обитали тогда небольшими группами,  занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение  людей  на сравнительно небольшой  территории, как это было в классической древности,  не сопровождалось еще  серьезными  последствиями.

     Так было вплоть до начала  девятнадцатого  века.  Лишь  за  последние сто  лет развитие  промышленности "одарило"  нас  такими производственными процессами,  последствия которых  вначале  человек  еще не мог себе представить.  Возникли

города-миллионеры, рост которых остановить нельзя.  Все  это  результат великих  изобретений и завоеваний человека.

     В основном существуют три  основных  источника  загрязнения  атмосферы: промышленность, бытовые  котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что  наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство.

    Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с  дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в  воздух оксиды  азота,  сероводород,  хлор,  фтор,  аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути  и мышьяка;  химические и цементные заводы. Вредные газы попа  дают в  воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,  работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,  поступающие непосредственно  в  атмосферу, и  вторичные,  являющиеся  результатом превращения  последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисля-

ется  до  серного ангидрида,  который  взаимодействует с парами  воды и образует капельки серной кислоты.  При  взаимодействии  серного ангидрида  с  аммиаком  образуются кристаллы сульфата  аммония. Подобным образом, в результате химических,  фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы,  образуются  другие  вторичные  признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170%  0ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

     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 серусодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд  (до   170 млн.т. в год).  Часть  соединений  серы выделяется при горении  органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество  выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило  65 процентов  от общемирового выброса.

      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  влаж-  ности 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.  Пирометаллургические  предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу  десятки миллионов тонн  серного ангидрида.

       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.  В атмосфере при взаимодейс-

твии  с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного  ангидрида.

        д) Оксиды  азота. .Основными  источниками выброса являются  предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту  и нитраты,  анилиновые красители,  нитросоединения, вискозный  шелк, целлулоид.  Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет  20 млн.т.  в год.

        е) Соединения фтора.  Источниками  загрязнения  являются  предприятия по производству алюминия,  эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие 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,  хлоросодержащие  пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную  известь, соду.  В атмосфере встречаются как примесь  молекулы  хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется  видом соединений и их концентрацией.  В металлургической про-

мышленности при  выплавке чугуна  и при переработке его на  сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на  11 т.  передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг.  сернистого газа и 14,5 кг.  пылевых частиц,  определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы,  свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных  веществ и цианистого водорода. 

2. Аэрозольное загрязнение атмосферы 

     Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,  находящиеся во  взвешенном состоянии  в воздухе.  Твердые компоненты аэрозолей  в ряде случаев особенно опасны для организмов,  а у людей вызывают специфические заболевания.  В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная  часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с  водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет  11-51мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб.км.  пылевидных частиц искусственного  происхождения.  Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей.   

       ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС  ВЫБРОС  ПЫЛИ,МЛН.Т./ГОД 

   11. Сжигание  каменного угля                      93,60

   12. Выплавка  чугуна                              20,21

   13. Выплавка  меди (без очистки)                   6,23

   14. Выплавка цинка                                0,18

   15. Выплавка  олова (без очистки)                 0,004

   16. Выплавка  свинца                               0,13

   17. Производство  цемента                         53,37 
 

Основными источниками  искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС,  которые потребляют  уголь  высокой  зольности, обогатительные фабрики,  металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. 

Источником  пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.  Так, в результате  одного среднего по массе взрыва ( 1250-3000 тонн  взрывчатых  веществ) в атмосферу выбрасывается около  12 тыс.куб.м.  условного  оксида углерода и более  1150 т. пыли.  Производство  цемента  и  других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.  Основные технологические  процессы  этих производств  -  измельчение и химическая обработка шихт,  полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов  всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ  в атмосферу.  К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные,  включающие от  11 до 13  атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации,  взаимодействуя  с  другими  атмосферными  загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией.  В  ре-

зультате  этих реакций образуются перекисные соединения,  свободные радикалы,  соединения углеводородов с оксидами азота и  серы часто в виде аэрозольных  частиц.  При некоторых погодных  условиях могут образовываться особо большие скопления вредных  газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. 

  3. Автотранспорт

 
За последние десятилетия существенно  увеличилась доля выбросов, поступающих  в атмосферу от легковых и грузовых автомобилей. В крупных городах на долю автотранспорта приходится от 30 до 70% общей массы выбросов. В целом автотранспорт выбрасывает в воздух более 40 химических веществ, причем каждое из них в различной степени вредно для организма человека. К основным ингредиентам относятся окись углерода (до 70%), канцерогенные ароматические углеводороды (около 19%) и окислы азота (около 9%). Сжигание 1 т топлива бензиновым двигателем автомобиля приводит к образованию в среднем 600 кг окиси углерода. В отличие от бензиновых, дизельные двигатели выбрасывают значительно больше дыма, состоящего в основном из несгоревшего углерода. Кроме того, работа двигателей внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу соединений тяжелых металлов. В первую очередь это свинец, образующийся при использовании этилированного бензина. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине , затем самолеты , автомобили с дизельными двигателями , тракторы и другие сельскохозяйственные машины , железнодорожный и водный транспорт. Оксид углерода (CO) и оксиды азота (N0x) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды (HnСm) поступают как вместе с выхлопными газами , так и из картера, топливного бака и карбюратора; твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами и из картера.

4.   Шумы 

Шумы  относятся к числу вредных  для человека загрязнений атмомсферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплощными спектарми менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибельшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

Работа  в условиях повышенного шума на первых порях вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ модет произойти разрыв барабанных перепонок.