Основные загрязнители атмосферы.

Большая часть техногенных выбросов в атмосферу – нетоксичные углекислый газ и вода. С СО₂ связаны другие экологические проблемы, не связанные с токсичностью. В атмосферу выбрасываются десятки тысяч различных веществ, но наиболее распространенные (многотоннажные) немногочисленны, делятся на 5 групп:

Загрязнитель	Воздействие на человека	Воздействие на биосферу
1. Твердые частицы, пыль, сажа	Зависит от химического состава: нетоксичная, токсичная, канцерогенная (SiO2, асбест).	Снижение прозрачности воздуха, смог.
2. СО2     СО	Существенное воздействие только в больших концентрациях	Парниковый эффект.
	Необратимо связывает гемоглобин крови, вызывает удушье, нарушение обмена веществ.	Малые концентрации не оказывают заметного влияния.
3. SO2, SO3	Раздражение кожи, слизистых, нарушение деятельности дыхательных и сердечно-сосудистых систем	Смог, кислотные дожди и их последствия – угнетение земной растительности, особенно хвойных.
4. Оксиды азота	Раздражение кожи и слизистых, нарушение деятельности дыхательных и сердечно-сосудистых систем, понижение содержания гемоглобина (NO). Оксиды азота более опасны, чем оксиды серы, их действие нельзя смягчить нейтрализующими средствами	Смог, кислотные дожди и их последствия, разрушение озонового слоя.
5. Углеводороды (в т.ч. бензапирен)	В зависимости от химического состава могут быть раздражающими или канцерогенными.	Понижение прозрачности воздуха, смог.

Кроме указанных в таблице, в атмосферу выбрасываются: NH₃, H₂S, CS₂, O₃, хлорфторуглероды (в т.ч. фреоны), диоксины, тяжелые металлы и их соединения (свинец – 260 тыс. т в год – ДВС, 89 тыс. т металлургия; ртуть, кадмий, мышьяк, сурьма и др.)

ПДК некоторых загрязнителей атмосферы мг/м³:

Вещество	Класс опасности	ПДКмр	ПДКсс
1. Пыль неорганическая 20-70% SiO2 2. Диоксид серы 3. Диоксид азота 2. Оксид углерода СО 3. Формальдегид Н2СО 4. Бензол С6Н6 5. Фенол С6Н5ОH 6. Аммиак NH3 7. Сероводород H2S 8. Хлор Cl2 9. Свинец 10. Ртуть металлическая 11. Бензапирен C20H12 12. Диоксин	3 3 2 4 2 2 2 4 2 2 1 1 1 1	0,3 0,5 0,085 5 0,035 1,5 0,01 0,2 0,008 0,1 0,01 0,01 – 0,5пг/м^3	0,1 0,05 0,04 3 0,003 0,1 0,003 0,04 0,008 0,03 0,0003 0,0003 0,00001 –

Особую группу загрязнителей атмосферы и окружающей среды в целом составляют тяжелые металлы и их соединения. Они приводят к нарушениям обмена веществ, кроветворной функции, различным тяжелым заболеваниям. Некоторые тяжелые металлы являются канцерогенами (Cr(VI) и его соединения), они относятся обычно к 1 – 2 классам опасности. Соединения тяжелых металлов обычно более опасны, чем сами металлы, они обычно и присутствуют в атмосфере в газообразном состоянии или в составе пыли.

Основные загрязнители атмосферы: ТЭС, автотранспорт и промышленность (металлургия и др.)

Загрязнитель атмосферы №1 – термохимические процессы в энергетике (ТЭС). Основные химические реакции теплоэнергетических процессов, приводящие к загрязнению атмосферы углекислым газом:

С+ O₂ ® СO₂

C_nH_m+ O₂ ® n CO₂ +0,5m H₂O

Попутно идут реакции термического окисления азота, окисления примесей из топлива (например, серы), высвобождение примесей.

Удельные выбросы в атмосферу ТЭС мощностью 1000 мВт на разных видах топлива (г/кВт-ч):

Выбросы	Топливо
	Уголь	Мазут	Природный газ
Частицы СО NOх SO2	0,4–1,4 0,3–1,0 3,0–7,5 6,0–12,5	0,2–0,7 0,1–0,5 2,4–3,0 4,2–7,5	0–0,05 – 1,9–2,4 0–0,02

В среднем в топливной теплоэнергетике на 1 т условного топлива выбрасывается ~150 кг загрязнителей (кроме того присутствует тепловое загрязнение окружающей среды). Доля АЭС (не дающих существенныхвыбросов в атмосферу) в выработке электроэнергии в нашей стране составляет 10 –15%. В то же время, повсеместное использование только в отечественной металлургии существующих энергосберегающих технологий позволит сэкономить 12 % вырабатываемой энергии (суммарное производство всех АЭС России).

Загрязнитель атмосферы №2 (а в крупных городах №1) – ДВС – автомобильный транспорт.

Состав отработанных газов автомобиля (объемные %)

Компоненты	Двигатели
	карбюраторные	дизельные
N2 O2 Н2О СO2 СО NOх CnHm Альдегиды Частицы, г/м^3 Бензапирен мкг/м^3	72–75 0,3–0,8 3–8 10–14,5 0,5–1,3 0,1–0,8 0,2–0,3 0–0,2 0,1–0,4 10–20	74–76 1,5–3,6 0,8–4 6–10 0,1–0,5 0,01–0,5 0,02–0,5 0–0,01 0,1–1,5 до 10

Наибольшая загрязненность атмосферы приурочена к индустриальным регионам. Около 90 % выбросов приходятся на 10% территории суши и сосредоточены в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Это крупные промышленные города, сопровождаемые такими явлениями как пылевые купола, смог. В России это Норильск (2300 тыс.т./год), Магнитогорск (770), Липецк (640), Череповец (600), Новокузнецк (570), Нижний Тагил (550). Челябинская область по объемам выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн занимает в России третье место.

Выбросы в атмосферу 5 главных загрязнителей (по состоянию на 1998г, млн. т)

Загрязнители	Весь мир		Россия
	Стационарные источники	Транспорт	Стационарные источники	Транспорт
Твердые частицы Оксид углерода Диоксид серы Оксиды азота Углеводороды	57 177 99 68 4	80 200 0,7 20 50	2,4 3,6 5,4 1,5 1,0	3,7 9,3 0,04 2,4 1,4

Вклад различных отраслей промышленности России в загрязнение атмосферы (1998):

¾ Электроэнергетика – 29,1 %;

¾ Цветная металлургия – 22 %;

¾ Черная металлургия – 14,6 %;

¾ Нефтедобыча – 9,3 %;

¾ Нефтепереработка – 5,1 %;

¾ Все остальные отрасли промышленности – 19,9 %.