Екологічні проблеми атмосфери

Забруднення атмосфери відбувається двома основними шляхами, а саме: природним та штучним (антропогенним).

Джерелами антропогенного забруднення атмосфери домішками є теплоенергетика, промисловість, нафто- і газопереробка, транспорт, випробовування ядерної зброї. Кожне джерело (кожна галузь виробниц­тва) пов'язане з виділенням специфічних домішок, склад яких нараховує десятки тисяч речовин, які відразу не піддаються ідентифікації. Найбільш розповсюджені наступні викиди промисловості: попіл, порох, оксид цинку, силікати, сірководень, хлорид свинцю, сірчаний ангідрид, сірчистий ангідрид, сірководень, меркаптан, альдегіди, вуглеводні, смоли, оксид і діоксид азоту, аміак, озон, оксид і діоксид вуглецю, фтористий водень, хлористий водень, кремнефтористий натрій, радіоактивні гази, аерозолі.

Найбільша кількість забруднюючих атмосферу речовин викидається вихлопними газами автомобілів.

Нині на планеті нараховується більше 400 млн. автомобілів, вихлопні гази яких містять приблизно 200 речовин, у тому числі канцерогенні вуглеводні та тетраетилсвинець. Бензинові двигуни викидають більше незгорілих вуглеводнів та продуктів їх неповного окислення (оксид вуглецю та альдегіди), ніж дизельні. Кожна машина з бензиновим двигуном, яка пройшла 15 тис. км, споживає 4350 кг кисню, а викидає 3250 діоксиду вуглецю, 530 кг оксиду вуглецю, 93 кг вуглеводнів та 27 кг оксидів азоту.

Теплові електростанції викидають у атмосферу гази, які містять оксиди сірки і азоту, попіл, метали; підприємства чорної металургії — порох, оксиди сірки та металів.

Агломераційні фабрики викидають порох і діоксид сірки. Мартенівські та конверторні цехи також інтенсивно продукують порох. Коксохімічні цехи забруднюють атмосферу порохом і сумішшю летких сполук.

Підприємства кольорової металургії викидають гази, які містять порох, оксид сірки, фтористі гази і метали. З однієї тонни пороху, який викидається в атмосферу при виплавці мідних руд. можна добути до 100 кг міді і трохи менше свинцю і цинку.

Викиди в атмосферу нафтодобувної та нафтопереробної промисловості містять вуглеводні, сірковуглець та гази, шо мають неприємний запах (стирол, дивініл, толуол, ацетон, ізопрен).

Заводи, які виробляють будівельні матеріали викидають у атмосферу порох, фториди, діоксиди сірки та азоту.

Реальну небезпеку для здоров'я людини мають викиди в атмосферу промислового та транспортного пороху, особливо попелу, який містить значні кількості токсичних речовин. Вплив пороху на організм людини пов'язаний з його дисперсністю. Дрібні часточки проникають у дихальні шляхи і подразнюють слизові оболонки. У людей, які тривалий час мешкають в умовах підвищеної запорошеності місцевості, спостерігаються фіброзні зміни у легенях. Порох, що містить арсен, свинець, ртуть, веде до отруєнь організму.

Азбестовий порох здатний спричинити фіброз легень, а також посилити вплив діоксиду сірки.

Важкі метали, які викидаються в атмосферу, включаються у природний кругообіг. Накопичення їх у грунті та воді небезпечне для всього живого. Ряд металів (зокрема, арсен та хром) віднесено до речовин, які викликають ракові захворювання. Отруєння селеном звичайно закінчується летальними наслідками.

У зв'язку з випробуваннями ядерної зброї, розвитком ядерної промис­ловості, будівництвом атомних електростанцій у атмосфері з'явились джерела штучної радіоактивності. Радіоактивні речовини перебувають у повітрі у порохоподібному стані, або зчеплені з частинками аерозолю. Постійний вплив радіоактивних речовин навіть у малих дозах порушує нервову діяльність, функції статевих залоз, шлунково-кишкового тракту, органів дихання, викликає зрушення у роботі наднирників, гіпофізу і щитовидної залози, змінює форменні елементи крові та діяльність серцево-судинної системи, а у багатьох випадках веде до канцерогенних наслідків.

Парниковий ефект.

Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи потепління (до речі, ми живемо саме в епоху потепління, коли розтанули великі льодовикові щити в Євразії та Північній Америці). Та останнім часом учені-метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. За даними ООН, із кінця XIX до початку XXI ст. глобальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 °С. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 р. становила 0,05 °С за 10 років, а останніми десятиліттями вона подвоїлась. І це зумовлено діяльністю людини:

– по-перше, людина підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також уводячи в дію атомні електростанції;

– по-друге, і це головне, в результаті спалювання органічного палива, а також унаслідок знищення лісів у атмосфері нагромаджується вуглекислий газ.

За останні 120 років уміст СО2 в повітрі збільшився на 17 %. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект. За розрахунками вчених, найближчими десятиліттями через парниковий ефект середньорічна температура на Землі може підвищитися на 1,5—2 °С.

Якщо людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери й глобальна температура зростатиме й надалі, як це відбувається протягом останніх 20 років, то дуже швидко клімат на Землі стане теплішим, ніж будь-коли впродовж 100 тис. років. Це прискорить глобальну екологічну кризу.

Підвищення середньорічної температури спричинить зміни таких найважливіших кліматичних параметрів, як кількість опадів, хмарний покрив, океанічні течії, розміри полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть сухішими, а узбережжя — вологішими, зима буде коротшою й теплішою, а літо — тривалішим і спекотнішим. Основні кліматичні зони в північній півкулі змістяться на північ приблизно на 400 км. Це зумовить потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти й полярних крижаних шапок. У середніх широтах, тобто в головних «хлібних» районах (Україна, Чорнозем'я Росії, Кубань, «зернові штати» США), клімат стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться.

Глобальне потепління призведе до танення льодовиків Гренландії, Антарктиди й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6—10 м, при цьому буде затоплено близько 20 % площі суходолу, де сьогодні живуть сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади й поля.

Учені не дійшли єдиної думки про те, за якого підвищення середньорічної температури можуть відбутися ці негативні для людства явища: одні метеорологи вважають критичним значення 2,5 °С, інші – 5 °С.

Руйнування озонового шару атмосфери

Установлено, що руйнуванню озонового шару сприяють також деякі хімічні речовини (зокрема оксиди азоту): потрапляючи в стратосферу з висхідними повітряними течіями, вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень.

Сучасна промисловість широко використовує так звані фреони (хлорфторметани) — СРС13, СР2С1Вг тощо — як холодоагенти в рефрижераторах і побутових холодильниках, як аерозольні розбризкуванні в балончиках із фарбою, лаком, парфумами, для очищення напівпровідникових схем і т. п. Пари фреонів із висхідними повітряними течіями потрапляють у стратосферу, де під впливом УФ-випромінювання Сонця розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина діє на озон як дуже сильний каталізатор, розкладаючи його молекули до кисню.

Призводить до руйнування озонового шару й військова діяльність, зокрема запуск балістичних ракет. їхні двигуни викидають в атмосферу дуже багато оксидів азоту. Під час кожного запуску ракети в Космос в озоновому шарі «пропалюється» величезна «діра», яка «затягується» лише за кілька годин.

 

Кислотні дощі

Оксиди сірки й азоту, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій (ТЕС) та автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі вкрай шкідливо впливають на довкілля:

– знижується врожайність більшості сільськогосподарських культур через ушкодження листя кислотами;

– з ґрунту вимиваються кальцій, калій і магній, що призводить до деградації рослинності й, як наслідок, — збіднення тваринного світу;

– гинуть ліси (найчутливіші до кислотних дощів кедр, бук і тис);

– отруюється вода озер і ставків, у них гине риба, зникають комахи;

– щезають водоплавні птахи й тварини, що живляться комахами;

– загибель лісів спричинює в гірських районах (таких як Карпати) зсуви та селі;

– прискорюється руйнування пам'яток архітектури, споруд, особливо тих, що побудовані з вапняку, оздоблені мармуром;

– збільшується захворюваність людей (найчастіше хворобами очей, органів дихання тощо).