Осваивая новые источники энергии и открывая новые предприятия, человек стремился улучшить условия своей жизни в искусственной городской экосистеме. При этом он не задумывался о побочных последствиях своей деятельности. В результате человек выпустил "джина из бутылки" в виде ядовитого коктейля газов.
Состав атмосферного воздуха
В соответствии с Федеральным Законом "Об охране атмосферного воздуха" под атмосферным воздухом понимается "жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений".
Чистый воздух состоит из смеси газов: на долю азота (по объему) приходится 78%, кислорода - 21% . Кроме этого, в небольших концентрациях в воздушную смесь входят аргон, водяной пар, углекислый газ, неон, гелий, метан, водород и ряд других газов. Воздух мегаполисов содержит дополнительные примеси, которые поступают в атмосферу из разных источников загрязнения.
Каковы основные источники загрязнения атмосферного воздуха?
Существуют два вида загрязнения атмосферы: естественное и искусственное. Последнюю группу часто называют антропогенными или техногенными загрязнениями.
К естественным источникам загрязнения относят пыльные бури, зеленые насаждения в период цветения, лесные и степные пожары, извержения вулканов.
Загрязняющие вещества естественных источников включают в себя различную пыль растительного и вулканического происхождения, взвешенные вещества и газы от лесных и степных пожаров, а также продукты эрозии почвы. Естественные источники загрязнения локализованы на какой-то определенной площади, и их загрязняющее действие кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками рассматривается как фоновый. Он мало меняется с течением времени.
Антропогенные источники загрязнения поступают в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и автотранспорта. Они отличаются большим разнообразием. Согласно статистике, 37% загрязнений приходится на долю автотранспорта, 32% вносит промышленность и 31 % - прочие источники.
Степень загрязнения атмосферы характеризуется количеством выбросов загрязняющих веществ (ЗВ), их химическим составом и зависит от высоты, на которой производятся выбросы, от климатических условий, переноса и рассеивания.
Что выбрасывается в атмосферу?
В выбросах промышленных предприятий и автотранспорта имеется большое число ЗВ. Практически из всех источников в атмосферу выбрасывается пыль, диоксид серы (сернистый газ) (SO2), оксид углерода (угарный газ) (CO), оксиды азота (NO, NO2). Очень много ЗВ образуется при сжигании топлива. Например, тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу около половины сернистых соединений, много угарного газа, оксидов азота, сажи и золы.
При сжигании твердого и жидкого топлива происходит также выброс в атмосферу таких веществ, как хлористый натрий и магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция, ртуть и ряд других ЗВ.
При сжигании газообразного топлива в атмосферу поступают в основном оксиды азота. Если газ сжигается при недостаточном количестве воздуха, в атмосферу выбрасываются углеводороды, при этом могут выделяться и полиароматические углеводороды (ПАУ), некоторые из них относятся к сильным канцерогенам.
Большое количество топлива используется автомобильным, железнодорожным, авиационным и водным транспортом. С выхлопными газами двигателей в воздушную среду выбрасывается угарный газ, оксиды азота, различные углеводороды, в том числе и канцерогенные и другие ЗВ. Двигатели, работающие на бензине, "обогащают" атмосферу свинцом, хлором, бромом. При работе дизельных двигателей образуется много сажи.
Свой весомый вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия черной металлургии. На долю этой отрасли приходится от 10 до 15% общих промышленных выбросов в нашей стране! В составе выбросов можно найти: сернистый газ, оксиды азота, сероводород, фенол, бенз(а)пирен, сероуглерод и много других вредных химических соединений.
Приведу в качестве примера, чем снабжает атмосферу наша родная химическая промышленность. От ее деятельности ЗВ поступают в атмосферу в основном в газообразном состоянии. При производстве серной кислоты в атмосферу выбрасываются сернистые соединения, оксиды азота, аммиак и угарный газ. При изготовлении целлюлозы и бумаги в воздух поступают сернистый газ, дисульфид, сероводород, сероуглерод, хлор, формальдегид и меркаптаны, т.е. соединения, содержащие ртуть.
Это печальное перечисление по отраслям промышленности можно продолжить...
Как подразделяются источники загрязнений?
Для характеристики типа источника загрязнения (ИЗ) используются его геометрические размеры, температура выбросов и особенности поступления в атмосферу газо-воздушной смеси.
По мощности выбросов все источники загрязнения атмосферы подразделяются на мощные, крупные и мелкие. Мощные источники загрязнения - это, например, металлургические и химические предприятия. Мелкие источники - небольшие местные котельные, предприятия пищевой промышленности. Много мелких источников загрязнения могут очень сильно отравить жизнь целого города.
Выделяют низкие ИЗ, которые выбрасывают ЗВ с высоты меньше 50 м и высокие ИЗ, у которых выброс осуществляется выше 50 м. Линейными ИЗ являются автотрассы. Пример площадных ИЗ - источники бытового отопления с большим количеством труб. Существует специальная документация, позволяющая определить тип ИЗ по их геометрическим характеристикам.
Температура выхода газо-воздушной смеси позволяет выделить горячие (с температурой выхода свыше 50 №С) и холодные ИЗ, с температурой ниже указанной.
По характеру выхода газо-воздушной смеси ИЗ подразделяются на стационарные и нестационарные. Стационарность источника определяется его типом и метеоусловиями. Если произошел залповый выброс ЗВ при малом ветре, то ИЗ относится к нестационарному типу. Большинство ИЗ относятся к стационарному типу.
ИЗ подразделяются на организованные и неорганизованные. Это связано с уровнем очистки выбросов и контроля за этим процессом. Организованный ИЗ выпускает ЗВ в атмосферу через специальные трубы и воздуховоды. Неорганизованный ИЗ характеризуется отсутствием специального оборудования по отсосу пыли и газов с места погрузки или хранения продукта. Примером неорганизованных ИЗ являются автостоянки и склады ГСМ.
Итак, в результате своей хозяйственной деятельности человек, с одной стороны, улучшил качество городской жизни, с другой - создал новые экологические проблемы: вместо свежего воздуха над городами висит смог, а дышать приходится смесью ядовитых газов. Что ж, за все в этой жизни надо платить!