Источники загрязнения атмосферы, гидросферы

Источники загрязнения атмосферы условно делятся на естественные (природные) и искусственные (антропогенные). Природные источники – извержения вулканов; лесные и степные пожары; горение торфяников; сильные ветры – бури, вихри, тайфуны; насыщение воздуха солями, пыльцой, выделениями животных; землетрясения, наводнения, смерчи; космическая пыль. Искусственные источники связаны с деятельностью человека: теплоцентрали; автотранспорт; промпредприятия; сельское хозяйство; бытовая деятельность. Различные загрязнители – контаминанты постепенно рассеиваются в воздухе, благодаря вертикальным и горизонтальным перемещениям воздушных потоков, циклонов и антициклонов. Иногда в приземном слое создается инверсия. Это необычное состояние сопровождается повышением температуры воздуха в тропосфере выше приземного слоя. Более холодный воздух располагается ниже более теплого, он не может подняться вверх и рассеяться в атмосфере. Этим объясняется скопление загрязнителей в приземном слое. Инверсии обычно возникают осенью в холодные, безоблачные ночи, но могут возникнуть весной, летом к 2-5 часам утра.

Утренняя деятельность автомашин, промпредприятий способствует увеличению концентрации контаминантов в приземном слое атмосферы. Для разрушения устойчивого нижнего холодного слоя необходимы сильные ветры. Инверсии могут оказаться смертельно опасными, они создают фотохимический смог, дымку, туманы, воздух становится густым, плотным.

Загрязнение воздуха окислами серы и твердыми частицами происходит при сжигании нефти и угля. Соединения серы поступают в воздух в основном при сжигании богатых серой видов горючего – уголь, мазут. Сера содержится также в сырой нефти, при ее перегонке сера удаляется и как отход производства она сжигается – горящие вершины труб нефтеперегонных предприятий. Однако большая часть серы переходит в мазут, бензин же и керосин содержат серы меньше. В отличие от нефти и угля природный газ практически не содержит серы. Соединения серы попадают в воздух также от очистных и литейных предприятий. Двуокись серы переходит в трехокись, реагирует с водяным паром, образуя серную кислоту H2SO4. Серная кислота присутствует в воздухе в виде легкого тумана, состоящего из крошечных капель. Этот туман разъедает металл, мрамор, известь, ткань, одежду. Двуокись серы образует сернистую кислоту H2SO3. При сжигании топлива образуются также окислы Ca и Fe, соединяясь с серной кислотой образуется сульфат кальция, железа. При содержании серной кислоты порядка 3000 мкг/м3 растительные ткани – листья, хвоя выглядят побелевшими, вид обожженных, приобретают коричнево-красноватый оттенок и опадают. У людей отмечается рост заболеваний дыхательных путей (сернистый ангидрид ПДК 365 мкг/м3), затрудняется дыхание. Кроме того, это главный фактор образования кислотных осадков. Путь уменьшения выбросов окислов серы в атмосферу – очистка топлива до сжигания. При сжигании топлива образуются также и твердые частицы, которые разнородны по химическому составу (среднесуточная ПДК 0,05 мкг/м3). Но два вида частиц обладают особыми свойствами – это свинец и асбест. Твердые частицы золы – силикат кальция и частицы углерода – сажа. При сжигании бензина и дизельного топлива в воздух попадают капли жидкого горючего – углеводороды. Углеводороды вступают в реакцию с окисью азота. Образуется смог, который смертельно опасен при инверсиях. Для повышения октавного числа в бензин добавляют свинец. Окислы серы и твердые частицы обладают эффектом потенцирования и большие их концентрации смертельно опасны, и считаются коканцерогенами - полициклические ароматические углеводороды (бензпирен). Меры снижения выбросов – пылеуловители.

Источники загрязнения CO – оксида углерода и фотохимических загрязнений является автотранспорт – выхлопные газы – окислы азота и углеводороды, и курение. Окись углерода – CO поступает в кровь и конкурирует с кислородом за молекулы гемоглобина. CO – оксид углерода соединяется с молекулами гемоглобина прочнее, чем O2 и представляет собой смертельно опасный яд. Даже у слабо курящего 3% гемоглобина связано с CO, а у сильно курящих людей может наступить удушье – большая концентрация карбоксигемоглобина – 10-12%. Кроме того, CO может за счет гипоксии провоцировать приступы стенокардии.

Фотохимические загрязнения воздуха происходят при вступлении в реакции окислов азота и углеводородов. В результате образуются вторичные загрязнители – озон, альдегиды, органические соединения. Эти новые загрязнители в сумме определяют фотохимическое загрязнение (контаминирование).

Окислы азота и углеводороды – побочные продукты горения. Кроме того окись азота образуется при лесных пожарах, сгорании любых видов топлива – природного угля, газа, бензина, мазута.

Автомобили и другие виды моторного транспорта вносят 40% выбросов от общего объема. Окислы азота образуются при производстве взрывчатых веществ, азотной кислоты. Углеводороды (например, метан) попадают в воздух из природных источников – болот, месторождений угля, газа, нефти. Болотный газ самовозгорается – блуждающие огни на болотах.

Углеводороды реагируя с двуокисью азота образуют пероксиацилнитраты (ПАН). Все они являются окислителями (ПДК 240 мкг/м3). Двуокись азота оказывает раздражающее действие на слизистую носа, носоглотки, ослабляет ночное зрение, обоняние – сенсорный эффект. Функциональный эффект – затрудняет дыхание. Газообразная двуокись азота может связываться с гемоглобином, образуя метгемоголбин.

Газообразные соединения свинца обладают кумуляцией материальной в костной ткани, снижают скорость образования эритроцитов, блокируют синтез гемоглобина (5 мкг/м3).

В результате фотохимических реакций под влиянием УФ-лучей образуются новые продукты – фотооксиданты, обладающие сильными окислительными свойствами, оказывают общетоксическое и раздражающее действие.

Источниками загрязнения атмосферного воздуха в сельской местности являются полевые работы, животноводство, полеводство, птицеводство, промышленные комплексы по производству молока, мяса, шерсти, использование ядохимикатов, пестицидов (слайды 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).