10 причин загрязнения воздуха

10 причин загрязнения воздуха

Каждый день, взаимодействуя с окружающим миром, люди неизбежно на него влияют. По мере того как население Земли приближается к 8 миллиардам, воздействие человеческой деятельности на экосистему, включая гидросферу, атмосферу, литосферу и биосферу, неизмеримо возрастает.

Мы влияем на экосистемы как непосредственно, так и косвенно, и последствия от этого могут быть как минимальными, так и катастрофическими. В результате сжигания ископаемого топлива люди нарушили состав пригодного для дыхания воздуха, изменили качество почвы и воды, видоизменили типы и распределение флоры и фауны по всему миру.

Содержание:

Любой процесс, в результате которого образуются вещества, которые достаточно малы и легки, чтобы переноситься в воздухе, или же если они являются газами, может способствовать загрязнению воздуха. Источники загрязнения воздуха могут быть естественными или искусственными и возникать все сразу или постепенно с течением времени. Источником загрязнения может быть, например, одно конкретное промышленное предприятие, или же таких источников может быть множество, например, автомобили.

Загрязнение воздуха может оказать серьезное воздействие на людей. Если вы подвергаетесь воздействию загрязнителями воздуха с очень высокой концентрацией, вы можете испытать раздражение глаз, носа и горла, одышку, кашель, возникнут проблемы с дыханием, повысится риск сердечных заболеваний. Больше всего подвержены риску люди с астмой или аллергией.

Естественными источниками загрязнения воздуха выступают извержения вулканов, лесные пожары, пылевые бури, процессы выветривания, разложения органических веществ.

Искусственные (антропогенные) источники загрязнения воздуха включают промышленные и тепловые электростанции, транспорт, системы отопления жилых домов, сельское хозяйство и бытовые отходы.

Источники загрязнения

Основной причиной антропогенного загрязнения воздуха является сжигание нефти, угля, бензина и других ископаемых видов топлива.

Природные загрязнители воздуха — это радон, озон, пепел, сажа, туманы, вулканические газы. Радон — это радиоактивный газ, который просачивается из-под земли в некоторых районах. Озон, химическое вещество, образующееся естественным путем в результате взаимодействия солнечного света с кислородом, является загрязнителем воздуха в приземном слое атмосферы, но, тем не менее, он крайне полезен в верхних слоях атмосферы. Молекула озона, состоящая из трех атомов кислорода, защищает Землю от вредных ультрафиолетовых лучей солнца, но повреждает растения и вызывает проблемы с дыханием в нижних слоях атмосферы.

Извержения вулканов, лесные, болотные и травяные пожары выбрасывают сажу и пепел в атмосферу, что препятствует прохождению солнечного света и способствует падению температуры. Кроме того, извержения и пожары также производят углекислый газ, угарный газ и много других загрязняющих газов.

Как естественное так и антропогенное загрязнение воздуха наносит вред людям и окружающей среде. Сажа и пепел от сжигания древесины и ископаемого топлива оседают в легких, вызывая проблемы с дыханием, покрывают тонкой пленкой здания, деревья и сельскохозяйственные культуры. Окись углерода (CO) нарушает способность крови переносить кислород и вызывает головные боли, болезни сердца и даже смерть. Диоксид серы (SO2), являющийся продуктом сжигания угля, раздражает глаза, повреждает легкие и делает дождь кислотным. Кислотные дожди наносят ущерб зданиям и лесам и пагубно влияют на водную жизнь.

Еще одним фактором, способствующим кислотным дождям, является диоксид азота (NO₂), выделяемый транспортными средствами, промышленно-отопительными котельными и другими производственными процессами.

Свинец, выделяемый в результате сжигания этилированного бензина, электростанциями и заводами по переработке металлов загрязняет сельскохозяйственные культуры и домашний скот и вызывает нарушения в работе головного мозга и повреждение почек.

Загрязнение воздуха промышленностью

ТЭС

Почти все распространенные антропогенные загрязнители воздуха образовываются в результате промышленного производства. Фабрики нуждаются в источнике энергии для обеспечения своих производственных процессов. В частности, электроэнергия часто вырабатывается при сжигании ископаемого топлива, в частности угля.

Загрязнители воздуха, выделяемые угольными электростанциями, включают оксиды азота и серы, газы, содержащие хлористый и фтористый водород, а также мышьяк, свинец и другие металлы. Выработка электроэнергии таким способом может привести даже к большему загрязнению воздуха, чем сами производственные процессы.

Заводской дым

За один год типичная электростанция, работающая на угле, производит 500 тонн аэрозольных частиц, которые могут усугубить астму и вызвать бронхит, 720 тонн окиси углерода и 3,7 миллиона тонн двуокиси углерода. Угольные электростанции также способствуют возникновению экологических опасностей, включая смог и кислотные дожди.

По всему миру пылают тысячи подземных пожаров. Эти пожары могут начинаться на поверхности, например, лесные пожары, (вызванные молнией или другой причиной), затем горение переходит под землю, поджигая угольные пласты или торф. Негативное влияние подземных пожаров не ограничивается тем пространством, где произошло возгорание. Оно охватывает большие территории, вызывая длительное задымление в городах и поселках, мешает движению на автомагистралях и нарушает работу аэропортов. Подземные пожары загрязняют атмосферу токсичными продуктами задымления. Это обстоятельство является причиной заболевания людей, живущих за много километров от места пожара.

При сжигании ископаемого топлива в атмосферу выделяется самый вредный парниковый газ — углекислый газ. И в значительной степени выбросу углекислого газа в атмосферу способствуют заводские выбросы. На долю промышленности и предприятий, производящих электроэнергию, приходится более 50 % выбросов парниковых газов.

Дым от производства

Содержание парниковых газов, вызывающих глобальное потепление, увеличились в атмосфере на 31 % по сравнению с доиндустриальными временами. Углекислый газ и другие газы задерживают тепло в атмосфере, вызывая повышение глобальной температуры. Хотя углекислый газ имеет и естественные источники возникновения, такие как извержения вулканов, человеческая деятельность привела к увеличению его концентрации с 280 частей на миллион, которое было до интенсивного развития промышленности, до 370 частей на миллион сегодня. Другие парниковые газы — метан и окись азота, также образующиеся в результате деятельности человека, способствовали повышению глобальной температуры воздуха на поверхности Земли на 0,6 °C за последние десятилетия.

Взвешенные частицы, представляющие собой смесь золы, пыли, дыма, сажи, нитратов, сульфатов и других веществ, от транспортных средств, заводов, пожаров и извержений вулканов охлаждают атмосферу, но есть 90-процентная вероятность того, что деятельность человека приведет к повышению глобальной температуры от 1,7 до 4,9 °C к 2100 году.

Вред атмосфере

Справедливости ради, надо отметить, что далеко не все ученые придерживаются мнения, что именно человеческая деятельность влияет на изменения глобального климата. По их мнению, климатические модели, построенные на имеющихся в арсенале ученых данных, имеют слишком большие погрешности. Такие большие, что прогнозирование по этим моделям теряет всякий смысл. (Выдержка из записи Международной онлайн-конференции 24.07.2021 «Глобальный Кризис. Это уже касается каждого»)

Лидеры по выбросам углекислого газа в атмосферу (2020 г):

1. Китай — 10668 мегатонн CO₂
2. США — 4713 мегатонн CO₂
3. Индия — 2442 мегатонн CO₂
4. Россия — 1577 мегатонн CO₂
5. Япония —1031 мегатонн CO₂.

Ежегодные выбросы CO₂ на душу населения составляют в России 11 тонны на человека, в Казахстане — 16, в Беларуси — 6,1, в Украине — 4,9, в Литве – 5,1, Эстонии – 7,9, Латвии – 3,6.

Самый высокий уровень выбросов CO₂ на душу населения отмечается в Катаре (37 тонн на человека), Новая Каледония (30 тонн на человека), Монголия (27 тонн на человека), Тринидад и Тобаго (25 тонн на человека), Бруней (23 тонн на человека), Кувейт (21 тонн на человека). (Данные за 2020 год).

В среднем на каждого жителя Земли приходится 4,5 тонны выбросов CO₂.

Общие выбросы CO₂ на Земле в результате сжигания ископаемого топлива составляют 34807 мегатонн. (Источник: отчёт энергетической статистики США, 2020 г.).

Еще одним вредным газом, образующимся в результате использования ископаемого топлива, является диоксид серы (SO2), ключевой компонент для образования кислотных дождей.

Основным источником выбросов диоксида серы являются угольные электростанции, при этом, в частности, на сжигание угля приходится 50 % годовых выбросов. Сжигание же нефти приносит дополнительно еще 25-30 %. Кроме того, в меньших количествах, диоксид серы выделяется в результате промышленных процессов. Это такие операции как извлечение из руды металлов, сжигание топлива с высоким содержанием серы тепловозами, крупными судами и другой техникой.

Угольная электростанция
Угольная электростанция в Южной Африке

Кислотные дожди, состоящие из нескольких кислотообразующих соединений, образуются, когда диоксид серы (SO2) и диоксид азота (NO2) вступают в реакцию в атмосфере с водой, кислородом и другими химическими веществами. Ветер переносит эти соединения в воздухе, и позже они выпадают на землю с осадками.

Кислотные дожди снижают рН воды, что мешает рыбам поглощать кислород и питательные вещества. Низкий уровень рН препятствует усвоению кальция. Неправильный баланс кальция в организмах рыб означает, что их икра будет развиваться ненормально. Дефицит кальция также приводит к недостаточному развитию костному скелету у рыб и слабому экзоскелету у раков.

Трубы чадят

Кислотные дожди также вымывают алюминий из почвы, препятствуя размножению ракообразных и рыб. Помимо этого, когда рН падает ниже 6, насекомые, такие как подёнки и веснянки, погибают, что влияет на пищевую цепочку. Кислотный дождь также вызывает коррозию зданий и может раздражать глаза и дыхательные пути.

Но надо отметить, что влияние диоксида серы на экологию неоднозначно. Хотя он в значительной степени способствует кислотным дождям, его присутствие в атмосфере помогает охлаждать воздух, противодействуя нагреву, вызванному углекислым газом.

Наименее загрязняющим ископаемым топливом для производства электроэнергии является природный газ. При горении он также выделяет оксиды азота и углекислый газ, но в гораздо меньших количествах, чем уголь.

Пищевая промышленность использует широкий спектр методов приготовления и упаковки пищевых продуктов, в результате которых выделяются мелкие дисперсные частицы в атмосферу. При обработке сыпучих материалов из зерна и муки образуется пыль. В процессе жарки и копчения в воздух выделяется сажа. При обработке и промывке на предприятиях по переработке мяса и рыбы образуются большие объемы жидких отходов, которые содержат плесень и различные бактерии, также загрязняющие воздух.

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ транспортом

Дым от автомобилей

Распространенные виды транспорта, такие как автомобили, самолеты и корабли, как правило, используют сжигание ископаемого топлива.

Автомобильный транспорт является одним из наиболее опасных источников загрязнения воздуха. В 1900 году в мире насчитывалось 11 тысяч автомобилей, в 1950 году — 48 миллионов, в 1970 году — 181 миллион, в 1982 году — 330 миллионов, в 2015 (по данным Международной ассоциации автопроизводителей OICA) — 947 млн. легковых и 335 млн. коммерческих автомобилей. По прогнозам специалистов аналитической компании Navigant Research, в ближайшем будущем годовые продажи легковых автомобилей могут вырасти до 126,9 млн. штук. При таком показателе уже к 2035 году мировой автопарк достигнет 2 миллиардов, а к 2050 прогнозируется рост количества машин до 2,5 миллиардов.

Стоянка автомобилей

Машины сжигают сотни миллионов тонн нефтепродуктов. В частности, только в Западной Европе автомобили (с двигателем внутреннего сгорания) потребляют около 45 % от всего количества потребляемой нефти. Подсчитано, что один автомобиль в год выбрасывает в атмосферу 600-800 кг окиси углерода, около 200 кг несгоревших углеводородов и около 40 кг оксидов азота. Выхлопные газы автомобилей содержат около 280 вредных компонентов, некоторые из которых обладают канцерогенными свойствами.

Автомобильный транспорт становится одним из основных источников загрязнения окружающей среды. В ряде зарубежных стран (Франция, США, Германия) на автомобильный транспорт приходится более 50-60 % всего загрязнения воздуха. В России объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от транспорта составляет 16,5 млн. тонн в год, в том числе от автомобильного транспорта — 13,5 млн. тонн. В процессе горения топлива в воздух выбрасываются такие загрязняющие вещества, как свинец и его соединения, а также вещества, которые быстро превращаются в оксиды азота и озон, являющимися одними из важнейших загрязнителей воздуха.

Вред от выхлопов автомобилей

Выброс соединений свинца в воздух происходит из-за того, что в дизельное топливо и бензин добавляют тетраэтилсвинец (ТЭС) для повышения эффективности двигателей внутреннего сгорания. В выбросах автомобильных моторов неорганические соединения свинца составляют 74 % от его общего содержания. В результате при сжигании 1 литра такого бензина в воздух выделяется 200-400 мг свинца. Его ежегодный выброс в окружающую среду составляет 230000 тонн. С начала 30-х годов, когда ТЭС начали добавлять в топливо транспортных средств, авиационные, автомобильные, судовые и дизельные двигатели начали выделять свинец во все возрастающем количестве. Большинство этих частиц свинца имеют размер, не превышающий 1 микрона.

Увеличение концентрации ионов свинца в крови человека до 80 мкг/100мл вызывает тяжелое отравление: анемию, головную и мышечную боль, потерю сознания. Многочисленными исследователями свинец рассматривается как профессиональный яд. Изучение проблемы профессиональной гигиены, проведенное ВОЗ, показало, что из 3370 рабочих, обследованных в Колумбии, США, подвергшихся воздействию свинца, 4,3 % страдали свинцовым отравлением. Из 20 плавильщиков и литейщиков у 16 концентрация свинца в крови составляла 70 мкг/100 мл и больше.

Концентрация свинца в атмосферном воздухе варьируется от 2–10 мкг/м3 в больших городах с интенсивным движением автотранспорта, до 0,2 мкг/м3 и менее в большинстве пригородных зон и в сельской местности. Свинец, который выбрасывается в воздух в районах с высоким движением автотранспорта, выпадает, главным образом, внутри этой городской зоны. В США большую тревогу вызвало выявление ненормально повышенных уровней свинца в крови у значительного числа детей, играющих на асфальте мостовых в городских кварталах, поскольку выхлопные газы тяжелее воздуха и накапливаются в его приземном слое, которым дышат дети. Содержание свинца у них достигало 40–80 мкг/100 мл.

Атмосферный воздух в непосредственной близости от сталеплавильных заводов, в гаражах может быть ощутимо загрязнен (24,0–80,0 мкг/м3 и 11,7 мкг/м3 соответственно), и вредно воздействовать на население в целом. От 13 до 30 % детей, живущих в радиусе 300 м от труб сталелитейных заводов, имели уровень свинца в крови более 40 мкг /100 мл.

Сталелитейный завод

Принятые в РФ фоновые значения уровня свинца в крови 20 мкг/100мл. Допустимый уровень свинца в цельной крови у детей равен 8-10 мкг/100 мл, взрослых– 40 мкг/100 мл.

Высокая концентрация выхлопных газов вблизи автодорог также отрицательно сказывается на растениях, вызывая пожелтение и опадание листьев, и в конечном итоге приводит к их гибели.

Оксиды азота, как и оксиды серы, образуются в основном в результате процесса горения либо на заводах, либо, чаще, в результате сгорания топлива, используемого в транспортных средствах. Из-за высокой концентрации оксидов азота образуется красновато-коричневая дымка смога, которая видна над крупными мегаполисами. Оксиды азота также вступают в реакцию с летучими органическими соединениями под воздействием солнечного света и тепла, образуя озон, который в больших концентрациях является еще одним вредным газом.

Озон — это голубоватый газ с резким специфическим запахом.  Озон состоит из трех атомов кислорода, что на один атом больше, чем необходимо для кислорода, пригодного нам для дыхания. Третий атом создает агрессивный кислород, который может повредить легкие.

В стратосфере, на высоте от 20 до 40 км, озоновый слой является поглотителем жесткого ультрафиолетового солнечного излучения, но в тропосфере — нижнем слое атмосферы, является загрязнителем, который негативно сказывается на здоровье людей и животных, а также повреждает растения.

В умеренных концентрациях озон не представляет опасности. Однако высокая окислительная способность озона и образование свободных радикалов кислорода во многих реакциях с его участием делают его токсичным (в высоких концентрациях).

Загрязнение воздуха заводами и транспортными средствами повышает концентрацию озона в приземном слое воздуха. Приземный озон и взвешенные в воздухе твердые частицы усугубляют симптомы и провоцируют приступы астмы. Смог вреден для пожилых людей, страдающих хроническими болезнями легких, болезнями сердца, эмфиземой легких и бронхитом. Оксид азота снижает сопротивляемость человека инфекциям и может вызвать проблемы с сердцем и легкими.

Дети и воздух

Дети подвержены еще большему риску, потому что у них более частое дыхание, чем у взрослых и, следовательно, они вдыхают больше плохого воздуха. Более того, летом они, как правило, много времени проводят на свежем воздухе.

Воздействие озона может привести к преждевременной смерти. При превышении концентрации в воздухе, он вызывает тяжёлые поражения организма вплоть до летального исхода. Кроме того, озон относится к канцерогенам — веществам, провоцирующим раковые заболевания.

Когда антропогенный смог накапливается над городом с большим населением, может произойти катастрофа. Известны два серьезных случая, связанных с загрязнением, которые показывают, насколько сильно загрязнение может повлиять на людей за очень короткий период.

Первый случай произошел в Доноре, штат Пенсильвания, США в 1948 году. В течение нескольких дней погодная система высокого давления удерживала большую массу застоявшегося воздуха над городом, что привело к опасной концентрации смога. Дыму от производства стало просто некуда деваться и он накапливался в воздухе, что привело к 20 смертям и 6000 случаям заболеваний.

10 причин загрязнения воздуха
Смог

Но самое страшное событие за всю историю наблюдений произошло в декабре 1952 года в Лондоне. «Великий смог» возник во время холодной погоды, когда больше людей, чем обычно, топили камины, чтобы согреться. Большой инверсионный слой над городом не позволил дыму рассеяться, и он стал таким густым, что видимость упала практически до нуля, невозможно было увидеть противоположную сторону улицы. Официальное число погибших составило 4000 человек, а 12000, возможно, умерли в результате воздействия смога.

Люди, погибшие во время смога, умерли по четырем основным причинам: сердечные приступы, бронхит, пневмония или туберкулез. Содержащаяся в смоге смола повреждает легкие, в то время как кислотный воздух усугубляет уже существующие проблемы с дыханием. У тех, кто не умирает во время смога, возникают проблемы со здоровьем, включая воспаление легких и необратимое повреждение легких, снижается в них содержание кислорода из-за повышенного уровня окиси углерода и появляется повышенный риск развития рака. По данным The Guardian, смог может способствовать преждевременной смерти 29000 человек в год в одной только Великобритании.

Хотя болезни и смерти от загрязнения воздуха обычно не происходят за такой короткий промежуток времени, это примеры наихудших сценариев, которые могут повториться, если загрязнение воздуха будет продолжаться.

Такие газы, как оксиды азота, озон и пероксиацетилнитрат (ПАН), которые являются основными компонентами загрязнителей воздуха, могут оказывать вредное воздействие на растения. Они подавляют процесс фотосинтеза в растениях, что останавливает или уменьшает рост растений. ПАН даже более токсичен для растений, чем озон.

Смог также может оказывать разрушительное воздействие на различные материалы. Озон, основная часть фотохимического смога, приводит к растрескиванию резины и повреждению произведений искусства на открытом воздухе. Снижается прочность холстов у картин, выцветают краски.

Вредные выбросы сельского хозяйства

Свиноводческая ферма
Свиноферма

В сельском хозяйстве используется техника, работающая на ископаемом топливе, для вспашки полей и сбора урожая, а животные, которые выращиваются в огромных количествах, также вносят свой собственный вклад в загрязнение воздуха. Метан – это газ, который способствует парниковому эффекту, способствующему глобальному потеплению. Он возникает из кишечного газа, выделяемого домашним скотом.

Существует особый вид животноводческих фабрик, занимающихся интенсивным откармливанием и выращиванием домашнего скота, птицы и рыбы. Это так называемое интенсивное животноводство или промышленное животноводство, также известное как фабричное сельское хозяйство — тип интенсивного сельского хозяйства, в частности подход к животноводству, направленный на максимизацию производства при минимизации затрат. Для достижения этой цели специализированные сельскохозяйственные предприятия содержат крупный рогатый скот, домашнюю птицу и рыбу в огромных количествах и с высокой плотностью, используя современное оборудование и биотехнологии.

Большая птицефабрика
Птицефабрика

Интенсивное производство мяса домашнего скота и птицы широко распространено в развитых странах. Эти фабрики в больших количествах производят мясные или молочные продукты. В процессе этого производства выделяются такие газы, как метан, сероводород, аммиак и другие, которые загрязняют воздух и вредны для здоровья.

Объем выбросов газов во многом зависит от размера животноводческой фабрики. Основной причиной выбросов газов в атмосферу является разложение хранящегося в больших количествах навоза животных и выделение газов в процессе кишечной ферментации. На животноводство приходится почти 30% мировых антропогенных выбросов метана.

Последствия загрязнения воздуха, связанные с выбросами с крупных животноводческих ферм, включают астму, головные боли, проблемы с дыханием, раздражение глаз, тошноту, слабость и ощущение стеснения в груди. Эти симптомы испытывают работники ферм и близлежащие жители, включая детей. У многих работников ферм наблюдаются множественные респираторные заболевания.

Ферма
Животноводческая ферма

Хотя на многих крупных животноводческих фермах работает всего несколько работников для ухода за тысячами животных, длительное пребывание и тесный контакт с животными подвергают сотрудников этих ферм повышенному риску. Например, повышается риск заражения такими заболеваниями, как грипп H1N1 (более известный как «свиной грипп»), который разразился во всем мире весной 2009 года, или MRSA (Meticillin-resistant sthaphylococcus aureus — золотистый стафилококк, устойчивый к метициллину), штамм бактерий, устойчивых к антибиотикам. В частности, MRSA был обнаружен в носовых полостях работников ферм, на стенах помещений, в которых они работают, и у животных, за которыми они ухаживают. Лица, работающие на крупных животноводческих фермах, подвержены риску хронических воспалительных заболеваний дыхательных путей.

Отходы животноводства с этих фабрик часто попадают в грунтовые воды, загрязняя ручьи и озера такими вредными бактериями, как кишечная палочка. Отходы также могут просачиваться в грунтовые воды через почву, при их использовании на сельскохозяйственных полях в качестве удобрения.

Домашнее отопление

Поддержание тепла в домах обычно зависит от использования ископаемых видов топлива, таких как нефть, газ и уголь. Их сжигание означает, что отопление домов является важным источником поступления таких загрязняющих веществ в воздух, как диоксид серы. Очень много электростанций, производящих электричество для обогрева домов, работают на ископаемом топливе.

Приготовление пищи

Котелок

Энергия, используемая для приготовления пищи, также может поступать от энергетических установок, и в этом случае загрязнение воздуха возникает на стадии сжигания топлива на этих электростанциях. А вот, например, в развивающихся странах, в домашней кухне применяется прямое сжигание древесины или угля, что приводит к загрязнению мелкими дисперсными частицами в местах сжигания этого топлива.

При использовании в домах, к примеру, для приготовления пищи, природного газа, возникает окись углерода (угарный газ) — токсичный газ без цвета и без запаха, образующийся при сгорании топлива. Поскольку угарный газ является быстрым и бесшумным убийцей, в домах часто ставят детекторы угарного газа. Вдыхание окиси углерода может привести к смерти, например, из-за работы двигателя автомобиля в закрытом гараже. Этот газ связывается с гемоглобином крови, медленно удушая людей при дыхании. Окись углерода особенно опасна в помещении зимой, потому что она образуется из несгоревшего топлива и оседает близко к земле в холодное время года.

Углекислый газ (двуокись углерода) не оказывает такого же воздействия, как окись углерода. Углекислый газ широко известен тем, что работает как парниковый газ, а также может влиять на образование кислотных дождей.

Загрязнение воздуха вулканами, пыльными бурями

Извержение вулкана
Извержение вулкана Эйяфьядлайёкюдль в Исландии (2010 г.) 

Иногда люди думают, что загрязнение воздуха полностью вызвано человеком. На самом деле, много загрязняющих веществ выделяется в воздух от естественных природных процессов.

Естественными источниками загрязнения воздуха являются такие опасные природные явления, как извержения вулканов и пылевые бури. Обычно они носят катастрофический характер. Во время извержений вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, водяного пара, твердых частиц, пепла, сажи и пыли. Так, в результате извержения вулкана Кракатау в 1883 году в атмосферу было выброшено около 150 миллиардов тонн пыли и пепла. Над вулканом поднялось черное облако высотой около 27 км. Взрывы продолжались всю ночь и были слышны на расстоянии 160 км от вулкана. Вулканические газы, пар, фрагменты породы, пепел и пыль поднялись на высоту 70-80 км и рассеялись на площади более 827 000 км2.

Во время извержения вулкана Катмай на Аляске в 1912 году в воздух было выброшено около 20 миллиардов тонн пыли, которая долгое время витала в атмосфере. При извержении вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году в воздух выбросило более 20 миллионов тонн диоксида серы.

Точно так же выделяют в атмосферу диоксид серы горячие источники. Кроме этого, диоксид серы может образовываться в результате реакции сероводорода с кислородом в атмосфере. Сероводород выделяется из болот и районов, в которых происходит биологическое разложение.

Фумарола
Геотермальные фумаролы в геотермальном поле Намаскард в районе Майватн на севере Исландии. Фумарола (лат. fumus, дым) — это отверстие в земной коре, часто по соседству с вулканами, из которого выделяется пар и такие газы, как как двуокись углерода, диоксид серы, соляная кислота и сероводород.

Загрязнение воздуха в виде диоксида серы оказывает пагубное воздействие на здоровье человека. Возникают проблемы с дыханием, особенно у астматиков. При кратковременном воздействии SO₂ возникает ощущение стеснения в груди, появляется кашель и хрипы. Длительное воздействие диоксида серы приводит к угнетению иммунной системы легких и обострению существующих сердечно — сосудистых заболеваний.

Пыльная буря
Пылевая буря

Пыльные бури возникают в связи с переносом мельчайших частиц почвы, поднятых с поверхности земли сильным ветром. Во время сильных бурь в атмосферу поднимается до 50 миллионов тонн пыли. Причинами пыльных бурь выступают засуха, сухие ветры. Их провоцирует интенсивная вспашка, выпас скота, вырубка лесов и кустарников. Пыльные бури наиболее часто происходят в степных, полупустынных и пустынных регионах. В России катастрофические пыльные бури наблюдались в 1928, 1960, 1969, 1989 годах.

Загрязнение воздуха лесными пожарами

Лесной пожар

В результате лесных пожаров образуется огромное количество частичек сажи, которые, обладая малыми размерами, достаточно просто проникают в легкие, повреждая их и сердце.

Как правило, в глобальном масштабе только около 4 % всех лесных пожаров происходят от естественных причин, таких как молния. Во всех остальных случаях за пожары несут ответственность люди – будь то прямо или косвенно, преднамеренно или по неосторожности.

В России центральная и восточная части страны больше всего страдают от лесных пожаров, где они бушуют в основном в безлюдных регионах. Сибирские пожары в настоящее время превосходят все другие пожары, происходящие в мире, вместе взятые. Каждый год в этих регионах сгорает несколько миллионов гектаров лесов. В немалой степени этому способствует удаленность и труднодоступность регионов.

Наибольшая доля пожаров в России также вызвана деятельностью человека. Пожары часто устраиваются намеренно, чтобы скрыть доказательства незаконной вырубки леса или создать новые места для заготовки древесины под ложным предлогом расчистки выгоревших участков. Активисты в Сибири и на Дальнем Востоке утверждают, что такие поджоги вызваны высоким спросом на древесину на колоссальном китайском рынке, и призывают к полному запрету экспорта древесины в Китай. Официальные лица признали проблему и пообещали ужесточить надзор, но обширная территория России и пробелы в законодательстве затрудняют пресечение незаконной деятельности.

Пожар в лесу
Лесной пожар

В 2010 году лесные пожары произошли в густонаселенном районе России вокруг Москвы. Хотя площадь пожара, составлявшая от 300 000 до 400 000 Га, была сравнительно небольшой (до августа 2010 года в России в том году уже сгорело в общей сложности около 5 миллионов Га), политики и общественность встревожились, когда густые облака дыма опустились на столицу России. Пожары унесли более 50 жизней, и около 2500 домов были сожжены пламенем, которое быстро распространялось благодаря сильным ветрам.

Сильные пожары 2010 года были вызваны потоками горячих воздушных масс, идущих из Сахары в западную Россию. Это вызвало самую сильную жару и засуху за 130 лет. Это экстремальное погодное явление создало идеальные условия для высокой воспламеняемости и быстрого распространения лесных пожаров. Тем не менее, большинство пожаров происходят не от природных факторов, а из-за деятельности людей, например, во время сельскохозяйственных, лесных работ и особенно из-за разведения в лесу костров.

Пожар

Только на севере России пожары в основном происходят из-за молний.

Загрязнение воздуха табачным дымом

Табачный дым

В развивающихся странах в домах может присутствовать дым, исходящий от огня, применяемого для приготовления пищи и обогрева дома. А в развитых странах, как правило, единственным видом загрязнения воздуха, создаваемым внутри дома является табачный дым.

Табачный дым состоит примерно из 5000 химических соединений. Вот только некоторые из них: никотин, синильная кислота, стирол, угарный газ, нервно-сердечные яды, радиоактивные компоненты — полоний-210, свинец-210, калий-40, радий-226, радий-228 и торий-228, канцерогены, полициклические ароматические углеводороды (в простонародье – «смола»), гармалин и тетрагармалин,  обладающие галлюциногенным эффектом, диоксид азота, металлы — никель, кадмий, мышьяк, хром, свинец, железо (насчитываются до 76).

1 кубический сантиметр табачного дыма содержит до 600 тысяч частиц сажи. Человек, который ежедневно выкуривает 20 сигарет в течение двадцати лет, «откладывает» в своих легких около 6 килограммов (!!!) сажи, в которой содержатся такие опасные канцерогены, как бензпирен (C₂₀H₁₂), бензатрацен (C₁₈H₁₂), а также радиоактивный элемент полоний-210.

Подсчитано, что население земного шара ежегодно выкуривает 12 биллионов папирос и сигарет (то есть, 12х1012).

Курящие ежегодно выбрасывают в атмосферу:

720000 тонн синильной кислоты,
384000 тонн аммиака,
108000 тонн никотина,
600000 тонн дегтя
и более 550000 тонн угарного газа и других составных частей табачного дыма.

Исследования показали, что табачный дым создает значительно большее загрязнение воздуха и намного опаснее, чем выхлопные газы автомобилей. Исследователи проанализировали качество воздуха в гараже после запуска дизельного двигателя Ford Mondeo в течение получаса и сравнили его с загрязнением, создаваемым тремя сигаретами с фильтром, которые последовательно зажигались одна за другой и тлели в общей сложности полчаса. Было установлено, что загрязнители в виде взвешенных твердых частиц, образовавшиеся в результате сгорания трех сигарет, в 10 раз превысили выбросы таких частиц из автомобиля, работающего на холостом ходу.

Если же говорить о концентрациях мельчайших частиц (менее 2,5 мкм), которые наиболее опасны для здоровья, то разница была еще более заметной. При максимальной  концентрации выхлопных газов, концентрациях мельчайших частиц была в два раза выше в помещении, чем на открытом воздухе. Концентрация же компонентов табачного дыма достигла значений в 15 раз (!!!) выше той, которая наблюдались на открытом воздухе.

Смерть от табака

По оценкам ВОЗ, около 5 миллионов человек ежегодно умирают от болезней, связанных с табаком. Если нынешняя тенденция в области курения сохранится, к 2030 году табак будет убивать 10 миллионов человек ежегодно.

Загрязнение воздуха металлургическими заводами

Сталеплавильный завод

Конкретные отрасли промышленности производят особые виды загрязняющих веществ, и основным источником таких загрязняющих веществ, как свинец, является выплавка металлов. Из металлов изготавливаются компоненты машин, транспортные средства, инструменты, оборудование заводов.

Металлургические заводы, которые перерабатывают минеральные руды и металлолом, создают кварцевую и металлическую пыль во время предварительного дробления и измельчения. Процессы нагрева и плавки руды приводят к выбросам серы, оксида углерода, диоксида серы и фтористого водорода. При выплавке алюминия могут выделяться частицы мышьяка, в то время как при работе со свинцом и золотом присутствуют ртуть и цианиды.

Работники плавильных заводов ежедневно подвергаются воздействию токсичных химических веществ. Хотя нанесенный ущерб окружающей среде может дорого обойтись населению близлежащих населенных пунктов, рабочие заводов, вдыхая токсичные химические вещества, образующиеся при выплавке металлов, подвергаются более высокому уровню воздействия отравляющих веществ.

Аэрозоли и ХФУ

Баллончики

Как считают многие ученые, хлорфторуглероды (ХФУ) в аэрозолях были основной причиной разрушения озонового слоя, и их производство было ограничено во всем мире с 1995 года. Несмотря на такие запреты, ХФУ обладают способностью сохраняться в атмосфере в течение столетий, где они продолжают наносить вред. Озоновый же слой помогает защитить планету от опасных ультрафиолетовых лучей.

Хотя большинство стран практически прекратили производство ХФУ, но ряд специализированных продуктов все еще содержат ХФУ. Хладагенты являются наиболее распространенным источником ХФУ, особенно те, которые использовались после 1930-х годов. Бренд Dupont назвал свой новый продукт “Фреон”, а различные другие торговые марки производили свои хладагенты на основе ХФУ. Когда охлаждающая жидкость, используемая в старых холодильниках, автомобилях, кондиционерах и других устройствах, неправильно утилизируется, это приводит к утечке ХФУ в атмосферу при их испарении или попадании в почву.

Авиационные правила в некоторых странах по-прежнему требуют, чтобы системы пожаротушения были оснащены хладоном, хладагентом, содержащим ХФУ. По состоянию на 2011 год безопасной и эффективной альтернативы этому не существует. Должны соблюдаться определенные меры безопасности, чтобы правильно утилизировать это опасное химическое вещество.

Долгое время газы, содержащие ХФУ, использовались в аэрозольных баллончиках и жидкостях для топлива. В 1999 году они были сняты с производства и в баллончиках стали использоваться менее вредные вещества.

По мере того как хладагенты и аэрозольные баллончики, содержащие ХФУ, устаревают и становятся ненужными, люди, как правило, забывают о них, часто выбрасывают, тем самым способствуя дальнейшей утечки из них газов и загрязнению атмосферы. Ученые работают над методами точного определения местных источников загрязнения ХФУ, таких как старые холодильники, содержащие ХФУ. Они анализируют пробы воздуха из стратосферы, используя масс-спектрометры для определения химического состава загрязнения ХФУ.

Вдыхание ХФУ влияет на центральную нервную систему. Результатом является интоксикация, аналогичная алкогольной, включая головокружение, головные боли, тремор и судороги. Также вдыхание ХФУ нарушает сердечный ритм, что может привести к смерти. Воздействие большого количества ХФУ потенциально может вызвать удушье.

Люди также могут пострадать от ХФУ в результате случайного проглатывания или попадания его на кожу. После контакта кожи с ХФУ у некоторых людей может возникнуть раздражение кожи или дерматит. Воздействие ХФУ, находящегося под давлением, например, в результате утечки хладагента, может привести к обморожению кожи. Прием ХФУ внутрь может вызвать тошноту, рвоту, диарею или другие проблемы с пищеварительным трактом.

Как вывод

Проблема ухудшения качества воздуха сегодня не менее актуальна, чем гонка вооружений или борьба с мировой террористической угрозой. Если мировое сообщество способно самостоятельно справиться со смертоносными видами оружия и терроризмом, то загрязнение атмосферы создает угрозу полного вымирания человечества. Эта проблема носит затяжной, глобальный характер, ставя под угрозу существование будущих поколений.

Основная опасность заключается в том, что в результате попадания вредных веществ и компонентов в воздушную оболочку планеты меняется химический состав воздуха. Это приводит к тому, что существенно меняются условия жизни человека и живых организмов, катастрофически меняется климатическая ситуация на планете.

Если говорить о роли человека в несомненном ухудшении качества воздуха, то в этом виновата быстро развивающаяся промышленность. Деятельность человека, направленная главным образом на создание цивилизационных благ, привела к искусственному загрязнению атмосферы.

Существует несколько способов минимизировать и даже обратить вспять антропогенные неблагоприятные последствия. «Зеленые» технологии, помогут снизить зависимость от ископаемого топлива, уменьшить количество отходов, уменьшить выбросы углерода и могут существенно повлиять на качество многих экосистем. Например, использование общественного транспорта и автомобилей, использующих электротягу, позволит снизить выбросы углекислого газа, альтернативные источники энергии произведут меньше загрязняющих веществ, а сокращение зависимости от интенсивного крупномасштабного сельского хозяйства может помочь снизить выбросы аммиака и уменьшить загрязнение почвы и воды за счет минимизации чрезмерного использования синтетических удобрений. Также может помочь уменьшить парниковый эффект сохранение городских зеленых насаждений и создание новых зеленых насаждений.


c-sin






Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *