Zmiana składu gazowego atmosfery jest wynikiem połączenia naturalnych zjawisk występujących w przyrodzie i działalności człowieka. Ale który z tych procesów panuje obecnie? Aby się tego dowiedzieć, najpierw wyjaśniamy, co zanieczyszcza powietrze. Jego stosunkowo stały skład ulegał w ostatnich latach znacznym wahaniom. Przyjrzyjmy się głównym zagadnieniom kontroli emisji i zanieczyszczenia powietrza na przykładzie tej pracy w miastach.
Czy zmienia się skład atmosfery?
Zanieczyszczenie powietrza jest uważane przez ekologów za zmianę jego średnich wartości zebranych w długim okresie obserwacji. Powstają one w wyniku różnego rodzaju oddziaływań społeczeństwa na środowisko, a także w wyniku procesów naturalnych. Na przykład substancje, które zanieczyszczają powietrze i zmieniają skład gazowy atmosfery, powstają w wyniku oddychania, foto- i chemosyntezy w komórkach organizmów żywych.
Oprócz naturalnego, istnieje zanieczyszczenie antropogeniczne. Jego źródłem mogą być emisje dowolnychzakłady produkcyjne, odpady gazowe z przemysłu krajowego, emisje z transportu. To właśnie zanieczyszcza powietrze, zagraża zdrowiu i samopoczuciu ludzi, stanowi całego środowiska. Główne wskaźniki składu atmosfery powinny pozostać niezmienione, tak jak na poniższym schemacie.
Zawartość niektórych składników w atmosferze jest nieznaczna, ale bierze się ją pod uwagę przy podejmowaniu decyzji, które substancje zanieczyszczają powietrze, a które są nieszkodliwe dla żywych organizmów. Poniższa tabela, oprócz głównych, zawiera również stałe składniki środowiska powietrza, których zawartość wzrasta podczas wulkanizacji, działalności gospodarczej ludności (dwutlenek węgla i azotu, metan).
Co nie zanieczyszcza powietrza?
Skład gazowy atmosfery nad oceanami, morzami, lasami i łąkami, rezerwatami biosfery zmienia się mniej niż w miastach. Oczywiście substancje dostają się również do środowiska powyżej powyższych obiektów naturalnych. Wymiana gazowa w biosferze trwa. Ale w ekosystemach dominuje proces, który nie zanieczyszcza powietrza. Na przykład w lasach - fotosynteza, nad zbiornikami wodnymi - parowanie. Bakterie wiążą azot z powietrza, rośliny uwalniają i pochłaniają dwutlenek węgla. Atmosfera nad oceanami i morzami jest nasycona parą wodną, jodem, bromem, chlorem.
Co zanieczyszcza powietrze?
Związki niebezpieczne dla organizmów żywych są bardzosą zróżnicowane, łącznie znanych jest ponad 20 000 zanieczyszczeń biosfery. W atmosferze megamiast, ośrodków przemysłowych i transportowych występują proste i złożone substancje gazowe, aerozole, drobne cząstki stałe. Wymieńmy jakie substancje zanieczyszczają powietrze:
- tlenek węgla i dwutlenek węgla (mono- i dwutlenek węgla);
- bezwodniki siarki i siarki (di- i tritlenek siarki);
- związki azotu (tlenki i amoniak);
- metan i inne gazowe węglowodory;
- kurz, sadza i cząstki zawieszone, takie jak rudy w kopalniach.
Jakie są źródła emisji?
Szkodliwe zanieczyszczenia powietrza dostają się do atmosfery nie tylko w postaci gazu i pary, ale także w postaci drobnych kropelek, cząstek stałych o różnej wielkości. Rozliczanie zanieczyszczeń pochodzących z przedsiębiorstw i transportu prowadzone jest dla poszczególnych związków, ich grup (stałych, gazowych, ciekłych).
Stężenie stałych i zmiennych składników powietrza zmienia się w ciągu dnia, w zależności od pór roku. Przy obliczaniu zawartości zanieczyszczeń bierze się pod uwagę ciśnienie atmosferyczne, temperaturę, kierunek wiatru, ponieważ warunki meteorologiczne wpływają na skład wierzchniej warstwy atmosfery. Zmiany stężeń większości składników, takich jak dwutlenek węgla, zachodzą nie tylko w ciągu roku. W ciągu ostatnich stu lat nastąpił wzrost ilości CO2 (efekt cieplarniany). W niektórych przypadkach zmiany stężeń substancji wynikają ze zjawisk naturalnych. To mogą być erupcje wulkanówspontaniczne uwalnianie trujących związków z ziemi lub wody na niektórych obszarach. Częściej jednak działalność człowieka prowadzi do niekorzystnych zmian w składzie atmosfery.
Co zanieczyszcza powietrze na Ziemi? Naturalne i antropogeniczne źródła emisji związków szkodliwych. Te ostatnie są stacjonarne (rury przedsiębiorstw, kotłownie, dystrybutory paliwa na stacjach benzynowych) i mobilne (różne rodzaje transportu). Oto główne źródła zanieczyszczeń powietrza:
- działające przedsiębiorstwa w wielu branżach;
- kamieniołomy;
- samochody (zanieczyszczające powietrze podczas spalania paliw pochodzących z ropy naftowej, gazu i innych substancji zawierających węgiel);
- stacje paliw gazowych i płynnych;
- kotłownie wykorzystujące palne skamieniałości i produkty ich przetwarzania;
- wysypiska i składowiska odpadów, na których w wyniku gnicia, rozkładu odpadów przemysłowych i domowych powstają zanieczyszczenia powietrza.
Grunty rolne, takie jak pola, sady, sady również przyczyniają się do negatywnej zmiany składu atmosfery. Wynika to z pracy maszyn, nawożenia, opryskiwania pestycydami.
Jakie jest główne źródło zanieczyszczenia powietrza?
Wiele szkodliwych związków jest uwalnianych do atmosfery podczas startów rakiet, spalania odpadów, pożarów osiedli, lasów, pól i stepów. W gęsto zaludnionych regionach większośćtransport samochodowy w istotny sposób przyczynia się do zmiany składu wierzchniej warstwy atmosfery. Według różnych szacunków odpowiada za 60 do 95% wszystkich emisji gazowych.
Co zanieczyszcza powietrze w mieście? Ludność krajów zurbanizowanych jest szczególnie dotknięta toksycznymi produktami spalania i spalania paliw. Skład szkodliwych emisji zawiera cząstki stałe, takie jak sadza i ołów, związki ciekłe i gazowe: dwutlenek siarki, tlenek węgla, tlenki azotu, węglowodory i ich pochodne.
Fabryki zanieczyszczają powietrze w regionach przemysłowych, gdzie rozwija się przemysł przetwarzający rudy metali, sole, ropę naftową, węgiel i gaz ziemny. Skład emisji różni się w zależności od zbioru branż w danym regionie kraju. Zanieczyszczone powietrze w miastach często zawiera produkty spalania, wśród nich jest wiele czynników rakotwórczych, takich jak dioksyny. Dym powstaje w wyniku pożarów lasów, stepów i torfu, palących się liści i gruzu. Częściej płoną plantacje drzew i odpady w okolicach miast, ale zdarza się, że nawet bezpośrednio na ulicach podpalają liście i trawę.
Jakie substancje są emitowane przez przemysł i transport?
Co zanieczyszcza powietrze w mieście? W ośrodkach przemysłowych działają przedsiębiorstwa przemysłowe, transportowe, komunalne i budowlane. Każdy obiekt indywidualnie i zbiorowo ma technogeniczny wpływ na środowisko. Często zanieczyszczenia wchodzą ze sobą w interakcje. Częstow kropelkach wody rozpuszczają się tlenki niemetali - tak powstają "kwaśne" mgły i deszcze. Powodują nieodwracalne szkody w przyrodzie, zdrowiu ludzkim i arcydziełach architektury.
Emisje zanieczyszczeń brutto w miastach sięgają setek i tysięcy ton. Najwięcej toksycznych związków pochodzi z przedsiębiorstw przemysłu metalurgicznego, paliwowo-energetycznego, chemicznego i transportowego. Fabryki zanieczyszczają powietrze substancjami toksycznymi: amoniakiem, benzapirenem, dwutlenkiem siarki, formaldehydem, merkaptanem, fenolem. Emisje dużego przedsiębiorstwa przemysłowego zawierają od 20 do 120 rodzajów związków. W mniejszym stopniu szkodliwe związki powstają w zakładach przemysłu spożywczego i lekkiego, w placówkach oświatowych, zdrowotnych i kulturalnych.
Czy produkty spalania odpadów organicznych są niebezpieczne?
Zabrania się spalania opadłych liści, trawy, ścinków gałęzi, opakowań, materiałów budowlanych i innych odpadów przemysłowych i domowych w miastach. Kwaśny dym zawiera substancje zanieczyszczające powietrze. Szkodzą zdrowiu ludzi i ogólnie pogarszają jakość środowiska.
Niepokojące jest to, że poszczególni obywatele i pracownicy przedsiębiorstw nie rozumieją, że naruszają zasady doskonalenia, pogarszają i tak już niekorzystną sytuację środowiskową, paląc śmietniki i obornik na swoich działkach, na podwórkach wielopiętrowych budynki podpalają do śmieci w kontenerach. Bardzo często w śmieciach znajdują się plastikowe butelki, folia. Ten dym jest szczególnie szkodliwy z powoduprodukty rozkładu termicznego polimerów. W Federacji Rosyjskiej obowiązują kary za palenie śmieci na terenie osiedla.
Gdy części roślin, kości, skóry zwierząt, polimery i inne produkty syntezy organicznej ulegają spaleniu, uwalniają się tlenki węgla, para wodna i niektóre związki azotu. Ale to nie wszystkie substancje zanieczyszczające powietrze, które powstają podczas spalania lub tlenia się odpadów, domowych śmieci. Jeśli liście, gałązki, trawa i inne materiały są mokre, uwalnia się więcej toksycznych substancji niż nieszkodliwa para wodna. Na przykład tlące się 1 tony wilgotnych liści uwalnia około 30 kg tlenku węgla (tlenku węgla).
Stanie obok tlącego się stosu śmieci jest jak przebywanie na najbardziej ruchliwej ulicy w metropolii. Niebezpieczeństwo tlenku węgla polega na tym, że wiąże on hemoglobinę we krwi. Powstała karboksyhemoglobina nie może już dostarczać tlenu do komórek. Inne substancje zanieczyszczające powietrze atmosferyczne mogą powodować rozerwanie oskrzeli i płuc, zatrucie, zaostrzenie chorób przewlekłych. Na przykład, gdy wdychany jest tlenek węgla, serce pracuje ze zwiększonym obciążeniem, ponieważ do tkanek dostarczana jest niewystarczająca ilość tlenu. W takim przypadku choroba sercowo-naczyniowa może się pogorszyć. Jeszcze większym niebezpieczeństwem jest połączenie tlenku węgla z zanieczyszczeniami w emisjach przemysłowych, spalinach samochodowych.
Standardy stężenia zanieczyszczeń
Szkodliwe emisje pochodzą z hutnictwa, węgla, ropy izakłady przetwarzania gazu, obiekty energetyczne, przemysł budowlany i użyteczności publicznej. Skażenie radioaktywne spowodowane wybuchami w elektrowni jądrowej w Czarnobylu i elektrowniach jądrowych w Japonii rozprzestrzeniło się na skalę globalną. W różnych częściach naszej planety wzrasta zawartość tlenków węgla, siarki, azotu, freonów, radioaktywnych i innych niebezpiecznych emisji. Czasami toksyny znajdują się daleko od miejsca, w którym znajdują się przedsiębiorstwa zanieczyszczające powietrze. Zaistniała sytuacja jest alarmującym i trudnym do rozwiązania globalnym problemem ludzkości.
W 1973 roku odpowiedni komitet Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) zaproponował kryteria oceny jakości powietrza atmosferycznego w miastach. Eksperci ustalili, że stan zdrowia ludzi jest w 15-20% zależny od warunków środowiskowych. Na podstawie wielu badań z XX wieku określono dopuszczalne poziomy głównych zanieczyszczeń nieszkodliwych dla populacji. Na przykład średnie roczne stężenie zawieszonych cząstek w powietrzu powinno wynosić 40 µg/m3. Zawartość tlenków siarki nie powinna przekraczać 60 µg/m3 rocznie. W przypadku tlenku węgla odpowiednia średnia wynosi 10 mg/m3 przez 8 godzin.
Jakie są maksymalne dopuszczalne stężenia (MAC)?
Dekretem Głównego Państwowego Lekarza Sanitarnego Federacji Rosyjskiej zatwierdził normę higieniczną na zawartość prawie 600 szkodliwych związków w atmosferze osiedli. Jest to MPC zanieczyszczeń w powietrzu, którego spełnieniewskazuje na brak niekorzystnego wpływu na ludzi i warunki sanitarne. Norma określa klasy zagrożenia związków, ich zawartość w powietrzu (mg/m3). Wskaźniki te są aktualizowane, gdy dostępne są nowe dane dotyczące toksyczności poszczególnych substancji. Ale to nie wszystko. Dokument zawiera listę 38 substancji, dla których wprowadzono zakaz uwalniania ze względu na ich wysoką aktywność biologiczną.
Jak prowadzona jest państwowa kontrola w zakresie ochrony powietrza atmosferycznego?
Antropogeniczne zmiany w składzie powietrza prowadzą do negatywnych konsekwencji w gospodarce, pogarszając stan zdrowia i skracając średnią długość życia. Problemy zwiększonego uwalniania szkodliwych związków do atmosfery dotyczą zarówno rządów, władz państwowych i gminnych, jak i społeczeństwa, zwykłych ludzi.
Prawodawstwo wielu krajów przewiduje badania inżynieryjne i środowiskowe przed rozpoczęciem budowy, przebudowy, modernizacji prawie wszystkich obiektów gospodarczych. Prowadzone jest racjonowanie zanieczyszczeń w powietrzu, podejmowane są działania mające na celu ochronę atmosfery. Podejmowane są zagadnienia redukcji antropogenicznego obciążenia środowiska, redukcji emisji i zrzutów zanieczyszczeń. Rosja przyjęła federalne ustawy o ochronie środowiska, powietrza atmosferycznego oraz inne ustawowe i regulacyjne akty prawne regulujące działalność w sferze środowiska. Prowadzona jest państwowa kontrola środowiska, ograniczane są zanieczyszczenia,emisje są racjonowane.
Co to jest MPE?
Przedsiębiorstwa zanieczyszczające powietrze powinny sporządzić spis źródeł szkodliwych związków dostających się do powietrza. Zwykle praca ta znajduje swoją logiczną kontynuację przy określaniu maksymalnej dopuszczalnej emisji (MAE). Konieczność uzyskania tego dokumentu związana jest z regulacją antropogenicznego obciążenia powietrza atmosferycznego. Na podstawie informacji zawartych w MPE firma otrzymuje zezwolenie na wprowadzanie zanieczyszczeń do atmosfery. Do obliczania opłat za wpływ na środowisko wykorzystywane są regulacyjne dane dotyczące emisji.
Jeśli nie ma ilości MPE i pozwolenia, to za emisje ze źródeł zanieczyszczeń zlokalizowanych na terenie zakładu przemysłowego lub innego przemysłu przedsiębiorstwa płacą 2, 5, 10 razy więcej. Racjonowanie zanieczyszczeń w powietrzu prowadzi do zmniejszenia negatywnego wpływu na atmosferę. Istnieje bodziec ekonomiczny do podjęcia działań mających na celu ochronę przyrody przed wnikaniem do niej obcych związków.
Opłaty za zanieczyszczenia od przedsiębiorstw są gromadzone przez władze lokalne i federalne w specjalnie utworzonych budżetowych funduszach ochrony środowiska. Fundusze są wydawane na działania związane z ochroną środowiska.
Jak oczyszczane i chronione jest powietrze w obiektach przemysłowych i innych?
Oczyszczanie zanieczyszczonego powietrza odbywa się różnymi metodami. Filtry są instalowane na rurach kotłowni i zakładów przetwórczych, istnieją instalacje do wychwytywania pyłu i gazu. Poprzez zastosowanie rozkładu termicznegoi utlenianie, niektóre substancje toksyczne są przekształcane w nieszkodliwe związki. Wychwytywanie szkodliwych gazów w emisjach odbywa się metodami kondensacji, sorbenty służą do pochłaniania zanieczyszczeń, katalizatory do oczyszczania.
Perspektywy działań w zakresie ochrony powietrza wiążą się z pracami na rzecz ograniczenia uwalniania zanieczyszczeń do atmosfery. Konieczne jest opracowanie laboratoryjnej kontroli szkodliwych emisji w miastach, na ruchliwych autostradach. Należy kontynuować prace nad wprowadzeniem systemów wychwytywania cząstek stałych z mieszanin gazowych w przedsiębiorstwach. Potrzebujemy tanich nowoczesnych urządzeń do oczyszczania emisji toksycznych aerozoli i gazów. W zakresie kontroli państwowej wymagane jest zwiększenie liczby stanowisk kontroli i regulacji toksyczności spalin samochodowych. Przedsiębiorstwa przemysłu energetycznego i pojazdów należy przestawić na mniej szkodliwe z punktu widzenia środowiska rodzaje paliw (np. gaz ziemny, biopaliwa). Ich spalanie uwalnia mniej zanieczyszczeń stałych i ciekłych.
Jaką rolę w oczyszczaniu powietrza odgrywają tereny zielone?
Trudno przecenić wkład roślin w uzupełnianie tlenu na Ziemi, wychwytywanie zanieczyszczeń. Lasy nazywane są „zielonym złotem”, „płucami planety” ze względu na zdolność liści do fotosyntezy. Proces ten polega na absorpcji dwutlenku węgla i wody, tworzeniu tlenu i skrobi w świetle. Rośliny emitują do powietrza fitoncydy - substancje, które mają szkodliwy wpływ na patogenne drobnoustroje.
Zwiększenie powierzchni zieleninasadzenia w miastach to jeden z najważniejszych środków ochrony środowiska. Drzewa, krzewy, zioła i kwiaty sadzi się na dziedzińcach domów, w parkach, na skwerach i przy drogach. Zagospodarowanie terenu szkół i szpitali, przedsiębiorstw przemysłowych.
Naukowcy odkryli, że rośliny takie jak topola, lipa, słonecznik najlepiej pochłaniają pył i szkodliwe substancje gazowe z emisji przedsiębiorstw, spalin transportowych. Plantacje iglaste emitują najwięcej fitoncydów. Powietrze w lasach sosnowych, jodłowych, jałowcowych jest bardzo czyste i lecznicze.
