6. Основные источники загрязнение атмосферного воздуха
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили и промышленные предприятия. На долю автотранспорта приходится от 30 - 70% общей массы выбросов.
Увеличение количества автомашин, особенно в крупных городах, приводит и к росту выбросов вредных продуктов в атмосферу. Автотранспорт относится к движущимся источникам загрязнения в жилых районах и местах отдыха.
Токсические выбросы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) это отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с выхлопными газами ДВС.
Наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, NOх, CnHm. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде нетоксична. Однако частицы сажи, обладая высокой адсорбционной способностью, токсичны. Сажа может длительное время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, увеличивая тем самым время воздействия токсических и канцерогенных веществ на человека.
Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4-5 раз.
Применение этилированного бензина вызывает загрязнение атмосферного воздуха токсичными соединениями свинца. Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30% оседает на землю сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5-3 кг свинца в год. Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина на неэтилированный.
Промышленные объекты отличаются многообразием технологий и, как следствие, многообразием состава выбросов в окружающую среду. Наибольшие выбросы в атмосферу характерны для предприятий черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности, машиностроения, предприятий по производству строительных материалов, химической промышленности.
Всего промышленными объектами России выбрасывается в атмосферу ежегодно около 25 млн. т загрязняющих веществ.
Предельно допустимые выбросы (ПДВ). В соответствии с требованиями государственных стандартов для каждого источника загрязнения атмосферы устанавливается предельно допустимый выброс вредных веществ. Если на территории предприятия действует несколько мелких одиночных источников выбросов (например, вентиляционные выбросы, выбросы от энергетических установок), то устанавливают суммарный ПДВ для предприятия или объекта.
Контроль ПДВ ведут измерением концентраций примесей в течение 20 мин, а также в среднем за сутки, месяц, год.
Выбросы средств транспорта, ТЭС и промышленных предприятий определяют состав загрязнителей атмосферного воздуха в городах. Во многих городах России уровень загрязнения атмосферного воздуха превышает ПДК в 2-3 раза, а в ряде городов и более. Число жителей, проживающих в условиях значительного превышения ПДК, по данным 1990 года составляет 59,7 млн. человек. Наиболее распространенными загрязнителями в этих городах являются: пыль, оксиды азота, сероводород, бензопирен.
В городах существует определенная связь между содержанием пыли в наружном воздухе и воздухе жилых помещений современных городских квартир. В летний период года при средней наружной температуре 20°С в жилые помещения проникает около 90% химических веществ наружного воздуха, а в переходный период (при температуре 2-5°С) 40%. На величину концентраций загрязняющих веществ в жилых помещениях оказывают влияние химические бытовые средства, очистители, растворители, аэрозоли, клеи, дезинфицирующие средства.
В производственных условиях загрязнение воздуха рабочей зоны происходит при реализации технологических процессов с выделением паров, газов, твердых и жидких частиц в помещение.
Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы вещества дисперсные системы, то есть аэрозоли, которые делятся на пыль, дым и туман. Пары выделяются в результате применения различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути, а газы при сварке, литье, термической обработке металлов.
В целом автотранспорт выбрасывает в воздух более 40 химических веществ. К основным ингредиентам относятся окись углерода (до 70%) и такие канцерогенные полициклические ароматические углеводороды, как бензопирен (около 19%) и окислы азота (около 9%). Сжигание 1 т топлива бензиновым двигателем автомобиля приводит к образованию в среднем 600 кг окиси углерода. В отличие от бензиновых двигателей, дизельные двигатели выбрасывают значительно больше дыма, состоящего в основном из несгоревшего углерода. Кроме того, работа двигателей внутреннего сгорания сопровождается выбросами в атмосферу соединений тяжелых металлов, в первую очередь это свинец, образующийся при использовании этилированного бензина. Каждое из этих веществ оказывает вредное воздействие на организм человека.
Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц, либо в виде газов.
Углекислый газ. В результате сжигания топлива, а также производства цемента в атмосферу поступает огромное количество этого газа. Сам этот газ не ядовит. Угарный газ. Сжигание топлива, которое создает большую часть газообразных, да и аэрозольных загрязнений атмосферы, служит источником другого углеродного соединения угарного газа. Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может произойти совершенно незаметно.
В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу поступает около 300 миллионов тонн угарного газа. Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важное значение. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обработки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводород. Более половины углеводородов, производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и других средств транспорта.
Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические последствия. Главные источники сернистого газа вулканическая деятельность, а также процессы окисления сероводорода и других соединений серы. Сернистые источники сернистого газа по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас сравнялись с суммарной интенсивностью всех естественных источников. Аэрозолевые частицы, поступают в атмосферу из естественных источников.
7. Радиационное загрязнение окружающей среды
Особое место в загрязнении окружающей среды занимает радиоактивное загрязнение. В наше время радиация стала вездесущей, всепроникающей и в каком-то смысле бесконечной. Поражающим действием обладают не только высокие дозы радиации, но, как показали независимые исследования профессора Гофмана (1994), малые дозы (до 20 Гр) также способны вызывать различные заболевания у человека, в том числе и рак. Источников радиоактивного загрязнения много, но главные из них добыча и обогащение урана.
Действие загрязнителей на живые организмы ощущается на разных уровнях. Повышенные фоны загрязнения могут действовать на отдельные организмы, их органы и ткани, на клетки и отдельные внутриклеточные структуры, а также на более высокие уровни организации живых систем – популяции и сообщества.
Общебиологическое действие радиации в зависимости от дозы облучения может выражаться в стимуляции, угнетении и летальном эффекте. Ионизирующие излучения могут вызывать различные уродства на ранних стадиях развития организма. В стадии гаметогенеза – нарушения этого процесса, ведущие к стерильности. Радиация также действует на метаболизм растений и животных, затрагивая самые различные функции организмов. Так, например, при изучении реакции растений житняка гребенчатого (Agropyron cristatum) на различные дозы облучения нами установлено более высокое, чем в контрольных растениях, содержание сахаров, аскорбиновой кислоты, хлорофиллов “а” и “в”. Действуя на физическую и химическую структуру хромосом, радиация вызывает наследственные изменения – мутации. Многочисленные исследования показали, что эффекты радиоактивного облучения в значительной степени зависят от радио чувствительности организмов, от вида радиации и от режима облучения, т.е. от распределения дозы во времени или от ее мощности. Е.И.Преображенская (1971) изучила радио чувствительность у 700 видов и сортов растений и разделила их по этому свойству на три больших группы: радиочувствительные, выдерживающие дозы облучения от 150 до 250 Гр, средне чувствительные – 250–1000 Гр и радиоустойчивые – более 1000 Гр. По современным представлениям радио устойчивость - радио чувствительность определяется следующими основными факторами: а) объем и структурная организация генома; б) активность природных защитных и сенсибилизирующих систем; в) уровень активности ферментов репарации; г) гетерогенность клеток и возможность репопуляции.