Хімічний склад антропогенних забруднень

У загальній масі антропогенних забруднень повітря найбільш значну частку становлять оксиди вуглецю. Велика частина вуглецю різних видів органічного палива окислюється до двоокису вуглецю, менша – до окису вуглецю, або чадного газу. Кількість вуглекислого газу, що викидається в атмосферу промисловістю, транспортом, тепловими електростанціями та системами опалення, перевищує 7 мільярдів тонн на рік, або більше 2 мільярдів тонн у розрахунку на вуглець.

Це лише близько 2% від маси вуглецю, що надходить з природних джерел та зв’язуваного рослинами в процесі фотосинтезу. Однак ці додаткові 2% виявляються значною мірою надлишковими і не встигають зв’язуватися рослинами планети. Справа тут, очевидно, не стільки в можливостях самого процесу фотосинтезу, який в нормальних умовах існування рослин активується при підвищенні концентрації вуглекислого газу і автоматично міг би привести концентрацію С02 в стан вихідного рівноваги. Вилучається з кругообігу вуглецю, що веде до зниження концентрації С02 в повітрі, тільки вуглекислий газ, який зв’язується водними організмами, що будують свої скелети з вуглекислого кальцію, і який увійшов у відновленому вигляді до складу органічної речовини, «захоронювати» в великих болотах самого різного типу. Осушення боліт, підвищення кислотності вод, провідне до розкладання карбонатів, придушення фотосинтезу різноманітними забрудненнями – ось тільки деякі причини порушення рівноваги між надходженням в атмосферу вуглекислого газу і його зв’язуванням. У результаті в останні десятиліття спостерігається стійка тенденція підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосферному повітрі. Так, болота тільки Західного Сибіру щорічно пов’язують у вигляді торфу і захоронювати під шаром води деревини не менше 50 млн. тонн вуглецю або 180 млн. тонн вуглекислого газу.

Саме загальна концентрація вуглекислоти в атмосфері має найбільше значення, оскільки цей газ ефективніше всіх інших «парникових» газів екранує теплове випромінювання Землі, і підвищення його вмісту в атмосфері веде до підвищення середньої температури поверхні планети. І для рослин, і для тварин вуглекислий газ стає шкідливим в значно більш високих концентраціях, ніж ті, які зазвичай зустрічаються навіть в екстремальних умовах гарячих цехів і погано провітрюваних приміщень. Окис вуглецю (чадний газ), навпаки, дуже токсична навіть у невеликих концентраціях, оскільки вона міцно зв’язується з гемоглобіном крові, позбавляючи його здатності переносити кисень. Небезпечні концентрації окису вуглецю можуть виникати не тільки при неправильній топці печей або в деяких виробничих приміщеннях, а й на вулицях міст за відсутності вітру і великій кількості автотранспорту. Вміст СО2 у вихлопі вважається одним з найважливіших показників якості регулювання автомобільного двигуна.

Найбільш поширені сполуки азоту антропогенного походження – його оксиди, від закису до двоокису азоту, що утворюються при спалюванні будь-якого палива в потоці повітря. При температурі полум’я азот повітря частково окислюється, зв’язуючись з киснем. Чим вище температура полум’я, тим, як правило, вище ККД пристрою, що перетворює теплову енергію, що підвищує економічність відповідної технології і сприяє її впровадження в практику. Але чим вище ця температура, тим більше в топці утворюється окислів азоту. І хоча таке окислення азоту робить його доступним для рослин, корисні або хоча б нешкідливі концентрації цих окислів у повітрі багато нижче тих, які виникають у зоні випадання опадів великих промислових центрів. Розчиняючись в краплях стусана, в дощовій воді, окисли азоту утворюють азотну та азотисту кислоти, які значною мірою визначають кислотність дощів і можуть серйозно вплинути на рівновагу в екосистемах.

Багато видів палива містять в деякому, іноді значному, кількості сірку. Утворені при спалюванні такого палива окисли добре розчиняються в атмосферних опадах, утворюючи слабкі сірчану і сірчистий кислоти. Діючи разом з азотної і азотистої кислотами, вони обумовлюють іноді дуже високу, аж до рН 2,0, кислотність опадів і є причиною «кислих дощів», сильно обідні екосистеми багатьох озер і річок Європи і Північної Америки. Зливові дощі виявляються менш кислими, ніж слабкі моросящие. Це природно – при тій же вихідній концентрації окислів у повітрі, в останньому випадку вони розчиняються в меншій кількості води. Такі слабкі дощі, що проходять в підвітряного по відношенню до великим промисловим центрам стороні, іноді викликають ушкодження листя рослин, знижують їх стійкість до вірусних та грибкових захворювань. У самих промислових центрах, численні димові труби яких викидають особливо багато окислів азоту і сірки, слабкі дощів іноді виявляються настільки кислими, що ушкоджують не тільки міську рослинність, а й деякі види синтетичних тканин одягу людей, викликають сильне подразнення дихальних шляхів та шкіри, прискорюють корозію металевих конструкцій і руйнують мармурові скульптури та деталі творів архітектури багатьох історичних пам’яток, наприклад в Італії.

Особливу категорію забруднень повітряного басейну становлять речовини, не властиві природним екосистемам і тому особливо небезпечні як для їх стану, так і безпосередньо для здоров’я людини. Серед них є як неорганічні, так і органічні речовини. Наприклад, чистий хлор, широко застосовуваний в ряді хімічних виробництв, в природі, за винятком незначної домішки у вулканічних газах, не зустрічається. Хлор отруйний, до того ж він має велику, ніж повітря, щільність, і при аваріях або витоках «розтікається» по поверхні, накопичуючись в пониженнях рельєфу. Людини, якщо небезпека витоку хлору врахована заздалегідь, може врятувати протигаз, а тварини і рослини виявляються беззахисними.

Розвиток хімічної промисловості, зокрема органічного синтезу, призвело до того що у природне середовище потрапляє щорічно 2-3 тисячі нових речовин, ніколи раніше не існували в природі. Серед них є і відносно нешкідливі, і такі високотоксичні, як уже згадуваний у зв’язку з трагедією в Бхопалі діоксан.

Багато високомолекулярні речовини, що потрапляють у природне середовище при роботі хімічних і біохімічних виробництв, зокрема мікробні білки, мають високу алергенної активністю і здатні викликати масові алергічні захворювання у людей, що живуть в зоні поширення таких викидів.
Хоча для деякої частини низькомолекулярних органічних речовин техногенного походження встановлені відносно безпечні концентрації в повітрі, взаємодія декількох шкідливих речовин, кожне з яких присутній в начебто б нешкідливих концентраціях, може вести до помітних порушень здоров’я людей і руйнівно впливати на екосистеми. Зважаючи великої кількості самих різних забруднень у повітряному басейні великих міст, особливо мають потужні хімічні виробництва, механізми їх взаимоусиливающего дії дуже слабо вивчені. Однак аналіз захворюваності людей в таких промислових центрах часто дозволяє однозначно визначити високий рівень шкідливості того «коктейлю» шкідливих речовин, який міститься в повітрі цих міст.

ПОДІЛИТИСЯ: