Забруднення повітряного середовища. Охорона повітря

 

Розвиток промисловості, енергетики, транспорту, сільського господарства, спалювання палива тощо. Супроводжуються викидами в повітря речовин-забруднювачів, що впливають на склад газової оболонки нашої планети – атмосфери (від грец. Atmos – пар і sphaire – куля).

Забруднення атмосфери. Склад атмосфери є результатом тривалого природного процесу, пов’язаного з утворенням і еволюцією Землі. Антропогенний вплив на атмосферу почалося ще в глибоку давнину, коли людина навчилася користуватися вогнем, застосовувати його для приготування їжі, виплавки заліза та інших потреб. У результаті цих процесів в атмосферу стали надходити пари води, вуглекислий газ і інші продукти згоряння. В даний час основні джерела забруднення атмосфери – це чорна та кольорова металургія, ТЕС, автотранспорт, а також підприємства нафтовидобувної і нафтопереробної, хімічної та інших галузей промисловості. Чималий внесок у забруднення атмосфери вносять також лісові пожежі і виверження вулканів (рис. 297).

Викиди промислових підприємств в атмосферу містять різні речовини – органічні і неорганічні, газоподібні і тверді. Найбільш небезпечними в екологічному відношенні є оксиди азоту, сірки і вуглецю, вуглеводні і їх галогенопроїзводниє. Найчисленніша група речовин, що забруднюють атмосферу міст, – це вуглеводні. У вихлопних газах автомобілів їх виявлено сотні. У світі щорічно в атмосферу надходить більше 90 т вуглеводнів, причому приблизно 20% від їх загального числа припадає на частку ароматичних – бензолу, толуолу, ксилолу. Отруєння цими сполуками викликають порушення складу крові у тварин і людини.

Крім вуглеводнів токсичною сполукою, що потрапляють в атмосферу, є чадний газ (СО) – продукт неповного згоряння вугілля і будь-якого вуглеводневого палива. Основними джерелами викидів цього газу служать чорна та кольорова металургія, де кокс і чадний газ використовують як відновників, а також автотранспорт. При диханні чадний газ проникає в кров і перешкоджає взаємодії кисню з гемоглобіном, утворюючи карбоксигемоглобін. В результаті відбувається порушення кисневого постачання організму, що призводить до серцево-судинних захворювань, а при більш важких випадках – до смерті.

Небезпечними забруднювачами атмосфери є сполуки сірки – сірководень і оксиди. Сірководень (H2S) міститься у викидах підприємств нафтовидобувної, нафтопереробної, коксохімічної промисловості.

У великих концентраціях сірководень – сильна отрута нервово-паралітичної дії. При концентрації H2S в повітрі вище 1 г / м3 у людини спостерігаються судоми, зупинка дихання, параліч серця. Актуальною екологічною проблемою є насичення атмосфери оксидами сірки (S02 і S03), які, з’єднуючись з парами води, випадають на Землю у вигляді кислотних опадів. Основні джерела забруднення цими речовинами – спалювання вугілля, очищення нафти, виробництво кольорових металів із сульфідних руд.

Істотна шкода природі завдає використання хлорфторуглеводов-пологів, або фреонів (CFC14, CF2C12), вживаних як хладоагентов в холодильних установках, лаках і фарбах побутової хімії. Ці речовини, потрапляючи в атмосферу, сприяють руйнуванню озонового шару Землі, що може призвести до катастрофічних наслідків для всієї біосфери: загибелі організмів, змін клімату і т. Д.

Серйозну небезпеку становить процес металізації атмосфери в результаті попадання в неї металевого пилу. Один з основних джерел металізації – металургійні виробництва. Так, при виплавці чавуну разом з доменними газами в атмосферу несуться частинки заліза, а також металеві та неметалеві домішки – мідь, свинець, миш’як. Другий найважливіший джерело попадання металів в атмосферу – спалювання мінерального палива, в якому присутні незначні домішки металів. Токсичні сполуки свинцю потрапляють в атмосферу внаслідок використання тетраетилсвинцю в якості присадки (антидетонатора) до бензину для більш плавної роботи двигунів внутрішнього згоряння. Наприкінці XX в. щорічно з вихлопними газами автомобілів в атмосферу викидалося до 10 ТОВ т свинцю (у складі оксидів та інших сполук). Сполуки свинцю згубні для всього живого, вони викликають, наприклад, необоротні зміни в організмі людини, порушуючи синтез гемоглобіну, пригнічують функції печінки та головного мозку, накопичуються в тканинах органів.

Фотохімічний туман (смог). При недостатній циркуляції повітря (в безвітряну погоду) в нижніх шарах атмосфери великих міст і промислових центрів виникає видиме оком забруднення атмосфери – фотохімічний туман, або зміг (від англ. Smoke – дим і fog – туман). Це результат накопичення димів від котелень, промислових підприємств, вихлопних газів автомобілів. Вперше це явище спостерігалося в 1952 р в Лондоні, коли від гострого бронхіту, викликаного смогом, померло близько 4 тис. Осіб (головним чином літні люди і немовлята). Тоді ж вченими було встановлено, що густий лондонський туман містить домішки твердих частинок сажі і молекули сірчистого газу. Інший тип смогу – Лoc-Анджелеський – виникає при більш низьких концентраціях забруднювачів і більше сухому, ніж у Лондоні, повітрі (при вологості 70%). Озон в даному випадку – вторинний забруднювач нижніх шарів атмосфери Землі. Він вступає в реакції з неграничними вуглеводнями, утворюючи органічні радикали, які, в свою чергу, взаємодіють з оксидами азоту, що містяться в атмосферному повітрі. Це призводить до утворення екологічно більш небезпечних складних органічних молекул (альдегідів, перекисних і нітросполук і т. Д.). Ці речовини разом з твердими частинками пилу і є основою смогу (рис. 298). Смог знижує видимість на дорогах, створює агресивне середовище для металевих конструкцій і архітектурних споруд, викликаючи їх корозію і руйнування, а також негативно впливає на все живе.

Охорона повітря. У 1991 р, за оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), 70% міських жителів Землі дихали повітрям, який шкідливий для здоров’я через високого рівня вмісту оксидів сірки, вуглецю, азоту та інших речовин-забруднювачів. Зараз обсяги і швидкість викидів цих речовин перевершують можливості природи для їхнього розведення і нейтралізації, тому необхідні спеціальні заходи щодо усунення небезпечного забруднення атмосфери.

Основні зусилля спрямовані на попередження шкідливих викидів в атмосферу. На металургійних заводах, підприємствах нафтопереробної та нафтохімічної промисловості, ТЕС і т. П. Встановлюють пилеуловлювальне і газоочисне обладнання; хлорфторуглеводороди в аерозольних балончиках і холодильних установках замінені на менш небезпечні хімічні сполуки. Інші заходи охорони атмосфери пов’язані зі створенням і впровадженням на виробництвах замкнутих циклів, повністю виключають шкідливі викиди в атмосферу. Вживаються заходи, що знижують забруднення від автотранспорту: на двигунах встановлюють фільтри і допалюють пристрої, виключають використання тетраетилсвинцю в якості добавки до палива. Розробляються також двигуни на електричній і газової тязі, водонагрівальні пристрої для будинків на сонячних батареях та ін.

Важливу роль в боротьбі із забрудненням атмосфери грає озеленення міст. Рослини міських екосистем збагачують повітря киснем, іонізують його, затримують до 70% пилових частинок, поглинають значні кількості вуглекислого газу і виділяють фітонциди.

Атмосфера; речовини-забруднювачі: вуглеводні, сірководень, оксиди, фреони; металлизация атмосфери; фотохімічний туман (зміг); фотооксидантами; попередження шкідливих викидів; озеленення міст.

Посилання на основну публікацію