Предприятия, работающие в области электроэнергетики, являются поставщиками твердых веществ, диоксидов серы, оксидов азота, а также других веществ в атмосферу.
Деятельность предприятий черной металлургии сопровождается выбросом в атмосферу пыли, сернистого газа, марганца. В небольших количествах в атмосферу выбрасываются также соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути и редких металлов, цианистый водород и смолистые вещества.
Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями цветной металлургии характеризуется в основном выбросом сернистого ангидрида, оксида углерода (II) и пыли.
Характерными загрязняющими веществами, образующимися в процессе добычи нефти, являются углеводороды и твердые вещества.
Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности значительно загрязняют атмосферу выбросами углеводородов, сернистого газа, оксида углерода (II) и оксидов азота.
Предприятия машиностроения загрязняют атмосферу главным образом твердыми вредными веществами, а также диоксидами серы и оксидами азота.
Выбросы предприятий газовой промышленности в атмосферу содержат такие вредные вещества, как сернистый ангидрид, оксиды азота и углеводорода.
Выброс вредных веществ в атмосферу предприятиями промышленности строительных материалов производится в основном в виде пыли и взвешенных веществ, оксидов углерода, диоксида серы, оксидов азота. Кроме того, в выбросах присутствуют сероводород, формальдегид, толуол, бензол, оксид ванадия (V), ксилол и другие вещества.
Деятельность предприятий химической и нефтехимической промышленности в значительной степени ухудшает качество атмосферного воздуха путем выбросов в атмосферу оксидов азота, диоксида серы, угольной золы, сероуглерода, сероводорода, аммиака, тетраэтилсвинца и винилхлорида.
По данным регулярных наблюдений Росгидромета, за пятилетний период (1993_1997 гг.) средние за год концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, фенола и формальдегида снизились на 5-13%, аммиака, сероуглерода, фторида водорода и сажи - на 16-37%. За этот же период концентрации сероводорода, оксида углерода (II), диоксида азота возросли на 5-11%. За десятилетний период (1988-1997 гг.) концентрация оксида углерода (II) повысилась на 11%, оксида азота - на 3%, диоксида азота - на 18%.
Уровень загрязнения атмосферы в городах остается высоким. В 1997 г. средние за год концентрации какого-либо из веществ, за содержанием которых ведутся регулярные наблюдения, превышали ПДК в 187 городах, где проживает 65,4 млн. человек. Концентрации взвешенных веществ превышали ПДК в 71 городе (3,8 млн. человек), диоксида азота - в 93 (9,4 млн. человек), бензапирена - в 39 (8,6 млн. человек).
Максимальные разовые концентрации превышали 10 ПДК в 66 городах, в том числе среднемесячные концентрации бензапирена - в 25 городах. В семи городах (Кемерово, Красноярске, Магнитогорске, Омске, Стерлитамаке, Норильске, Томске) наблюдались разовые концентрации выше 10 ПДК трех и более веществ.
В 2001 г. Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова в Санкт-Петербурге составила список наиболее неблагоприятных городов России по уровню загрязнения атмосферы. Исследования проводились в 89 крупных городах страны. Первенство по загрязнению удерживают Москва и Санкт-Петербург. Тамбов и Белгород по состоянию атмосферного воздуха признаны экологически самыми чистыми городами России.
В 1998 г. валовый выброс вредных веществ от стационарных источников в атмосферу в целом по РФ составил 18,66 млн. тонн. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы (по объему выбросов) внесли предприятия электроэнергетики (29,1% общего объема промышленных выбросов), цветной (22%) и черной (14,6%) металлургии (см. Приложение рис. 3). 3
В больших городах и густонаселенных районах первенство в загрязнении атмосферы переходит от промышленности к автомобильному транспорту. 2
Ежегодно в мире в автомобильных двигателях внутреннего сгорания сжигается около 2 млрд. тонн нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23%, остальные 77% уходят на обогрев окружающей среды.
В 1998 г. по России выброс загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств составил 11824,2 тыс. тонн. В крупных городах автомобиль является основным источником загрязнения атмосферного воздуха. Он выделяет в воздух более 95% оксида углерода (II), около 65% углеводородов и 30% оксидов азота. В атмосферный воздух от автотранспорта поступают канцерогенные (бензол, формальдегид, бензапирен, ацетальдегид и др.) и опасные вещества (толуол, кислоты, 1,3-бутадиен, тяжелые металлы и др.), вызывающие различные заболевания. Оценки, выполненные для действующего парка автотранспортных средств, показывают, что в целом по России от автотранспорта ежегодно в атмосферу поступает 27 тыс. тонн формальдегида и 1,5 тонны бензапирена.
Автомобиль загрязняет атмосферный воздух не только токсичными компонентами отработанных газов, парами топлива, но и продуктами износа шин, тормозных накладок. В атмосферный воздух постоянно поступают пары топлива из баков, наиболее заметные в летний период в местах массовых стоянок автомобилей. Наибольший ущерб здоровью наносят машины, стоящие в непосредственной близости от жилых домов.
Количество выделяемых в окружающую среду вредных веществ зависит от численности и структуры автомобильного парка, а также от технического состояния автомобилей и в первую очередь их двигателей. Только из-за отсутствия необходимой регулировки карбюратора бензинового двигателя внутреннего сгорания выброс монооксида углерода может возрасти в 4-5 раз.
На состав отработанных газов двигателя большое влияние оказывает режим работы автомобиля в городских условиях. Низкая скорость движения и частые ее изменения, многократные торможения и разгоны способствуют повышенному выделению вредных веществ.
В крупных городах доля загрязнения воздуха автотранспортом достигает 70-80% от общего уровня загрязнения. В ряде городов содержание оксида углерода (II) в воздухе над автомагистралями в 10-12 раз превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК). По оценкам медиков и экологов, автотранспорт заметно сокращает среднюю продолжительность жизни населения.
Около 50 млн. россиян проживают в условиях десятикратного превышения предельно допустимой концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, половина которых исходит от автотранспорта.
В 1997 г. на автомобильной дороге «Россия» (Москва - Тверь - Великий Новгород - Санкт-Петербург) суммарные выбросы оксида углерода (II) составили 62286 т, оксида азота (IV)- 19198,3 т, углеводороды - 10002,9 т, сернистого газа - 2656,9 т, сажи - 400 т и свинца - 57,2 т, т. е. в структуре выбросов превалировали оксид углерода (II) и диоксид азота (см. Приложение рис. 4).
В условиях акустического дискомфорта, вызванного шумовой нагрузкой от транспортных потоков, проживает около 30 млн. человек. Примерно 10-15 млн. человек, проживающих на примагистральных территориях, подвержены риску необратимой потери здоровья. Экономический ущерб от воздействия транспортно-дорожного комплекса составляет 4,8 млрд. долларов. 3
За последние годы стал проявлять себя с особой силой ряд новых, не имевших место или скрытых ранее серьезнейших проблем. Это накопление в биосфере диоксинов, нитратов, пестицидов, полициклических ароматических углеводородов, тяжелых металлов и многое другое.
Первое упоминание о диоксинах датировано 1957 годом. Диоксины - незапланированный побочный продукт химической технологии, примесь, на которую раньше не обращали внимание. Диоксиновые вещества обнаруживаются не только в пестицидах и отходах производства. Их нашли в составе отходов металлургии, деревообрабатывающей целлюлозно-бумажной промышленности. Диоксин присутствует в любой бумаге, так как целлюлозную массу хлорируют. Образуются диоксины при уничтожении отходов в мусоросжигательных печах, при сжигании мусора на свалках, на тепловых электростанциях, при пожарах, когда горят синтетические покрытия и масла в трансформаторных будках. Диоксины есть в табачном дыме, дыме костров при сжигании листвы, в выхлопных газах автомобилей.
В последнее время все больше и больше говорят о диоксиновой опасности. Диоксин признан во всем мире абсолютным ядом. Это самое токсичное вещество, созданное когда-либо химиками. Этот яд сильнее стрихнина, кураре, зомана, зарина, табуна, его летальная доза в 150 тыс. раз меньше, чем у цианистого калия.
Под диоксинами понимают не одно какое-то конкретное вещество, а ряд семейств, включающих несколько тысяч трициклических кислородосодержащих веществ, чуждых для жизнедеятельности организмов. Классическим диоксином считается 2,3,7,8_тетрахлордибензолпарадиоксин, самый токсичный из известных ядовитых веществ (
Классический диоксин представляет собой химически инертное бесцветное кристаллическое вещество без запаха. Температура плавления около 300С. Растворимость в воде составляет 2*10-4 частей на миллион, лучше растворяется в органических веществах.
Диоксиновые вещества чрезвычайно стабильны. В воде, почве и воздухе они долгое время сохраняются без разложения. Причиной исключительной токсичности является то, что диоксиновые вещества удивительно точно вписываются в рецепторы живых организмов и подавляют их жизненные функции. В малых дозах диоксины не только отравляют, но и видоизменяют живое. Диоксиновые вещества могут годами накапливаться в организме, не вступая там ни в какие взаимодействия, а потом проявить себя в виде самых разнообразных болезней. 5
Самое опасное загрязнение атмосферы и всей окружающей среды - радиоактивное. Оно представляет угрозу для здоровья и жизни людей, животных и растений не только ныне живущих поколений, но и их потомков из-за появления многочисленных мутационных уродств. Последствия такого мутагенного влияния на растения, животных и человека изучены еще плохо и трудно предсказуемы. В районах умеренного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, заболевших лейкозами. 2
Источниками радиоактивного загрязнения служат атомные электростанции, атомные энергетические установки производственного и исследовательского назначения, предприятия ядерно-топливного цикла, транспортные средства и космические аппараты с ядерными установками или грузом радиоактивных веществ на борту, места хранения ядерных боеприпасов. Большую опасность представляют также водородные и атомные бомбы во время их испытания, хранения и боевого применения. С 1945 по 1996 гг. В мире произведено 2070 ядерных испытаний, в том числе 501 - в атмосфере. 7
Радиоактивные вещества выделяются в атмосферу атомными реакторами электростанций, при переработке радиоактивных отходов, при изготовлении ядерного оружия и др. 2
В 1963 г. между ядерными странами был подписан договор об ограничении испытаний ядерного оружия в атмосфере, под водой и в космосе. В настоящее время все ядерные державы, кроме Китая и Франции, отказались от испытаний ядерного оружия. 7
Очень существенным фактором является шум. 14 Уровень громкости шума зависит от источника и измеряется в относительных единицах - децибелах. Шум может иметь громкость от 0 дБ (самый тихий слышимый звук) до более 160 дБ. Восприятие звука зависит также от высоты тона. Наибольший вред органам слуха причиняют громкие звуки высокой частоты. 15
Один из основных источников шума в городе - автомобильный транспорт. На магистральных улицах уровень шума достигает 95 дБ (по шкале А шумомера). В выходящих окнами на проезжую часть квартирах домов при открытых окнах уровень шума только на 10_15 дБ ниже. Не меньшее негативное воздействие на наш организм оказывает шум, производимый трамваями, поездами метро.
Помимо звуковых волн, воспринимаемых нами как шум, существует еще и инфразвук - неслышимые человеческим ухом низкочастотные колебания. Есть природные источники инфразвука - морские волны, ветер, грозовые разряды, но есть и антропогенные - взрывы, орудийные выстрелы, многие работающие механизмы, трансформаторы и пр. Предполагается, что колебания частотой 6 Гц совпадают с альфа-ритмом головного мозга - под их воздействием возникает ощущение морской болезни, усталости, они могут привести к потере зрения и даже к смерти. Инфразвук с частотой 7 Гц еще более опасен для человека - он может привести к остановке сердца. 14
Следствия загрязнений атмосферного воздуха
Загрязняющие вещества оказывают влияние на отдельные элементы экосистем. Основное внимание уделим тем воздействиям на атмосферу, которые обусловливают глобальные процессы, такие как изменение климата, разрушение озонового экрана, выпадение кислых осадков.
Проблема парникового эффекта:
Под парниковым эффектом понимают возможное повышение глобальной температуры земного шара в результате изменения теплового баланса, обусловленное парниковыми газами.
Основным парниковым газом является диоксид углерода. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относятся метан (около 20%), оксиды азота (примерно 5%), озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (около 10-25% парникового эффекта). Всего известно около 30 парниковых газов. Утепляющий эффект парниковых газов зависит не только от их количества в атмосфере, но и от относительной активности действия на одну молекулу. Если показатель оксида углерода (IV) принять за единицу, то для метана он будет равен 25, для лов азота - 165, а для фреонов - 11000.