География. 11 класс

Источники и важнейшие компоненты антропогенного загрязнения атмосферы. Основными антропогенными источниками загрязнения воздуха являются тепловые электростанции, чёрная и цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность, транспорт, производство строительных материалов и сельское хозяйство. Каждый индустриальный источник загрязнения выделяет в воздух десятки тысяч веществ.

Влияние тепловых электростанций на атмосферу в основном связано со сжиганием органического топлива (рис. 27). Во время этого процесса в воздух поступают сернистый и серный ангидриды, окислы азота, соединения ванадия, солей натрия, углекислый газ и другие газообразные и твёрдые вещества.

Поразмышляем. Возможно ли полностью прекратить загрязнение атмосферы в результате хозяйственной деятельности человека?

Основные загрязняющие вещества металлургической промышленности — отходы и побочные продукты на предприятиях. В структуре жидких и газообразных выбросов предприятий чёрной металлургии преобладают оксиды углерода, составляющие около 78 % всех выбросов. На втором месте находятся оксиды серы, на третьем — оксиды азота. Немного меньше выбросы пылевых частиц, загрязнённых тяжёлыми металлами. Среди тяжёлых металлов основными загрязнителями являются свинец, кадмий и ртуть.

Клуб знатоков-географов. Ежегодно предприятия цветной металлургии выбрасывают в атмосферу до 3 млн т вредных веществ. В основном это диоксид серы (75 % от суммарного выброса в атмосферу), оксиды углерода (10,5 %) и пыль (10,4 %).

Химическая промышленность объединяет предприятия, применяющие химические методы переработки веществ и выпускающие химические продукты. В зависимости от типа производства в атмосферу могут поступать оксиды азота, аммиак, оксид серы, сероводород, диоксид углерода, галогенпроизводные углеводороды, диоксиды и др. Также в атмосферу попадают аэрозоли, содержащие тяжёлые металлы, различные органические и неорганические вещества.

В результате работы предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в атмосферный воздух поступает более 200 видов загрязняющих веществ (рис. 28). Они включают опасные канцерогенные вещества: бензапирен, формальдегид, бензол, этилбензол, хром, свинец, никель и кадмий и другие.

Клуб знатоков-географов. Степень и дальность загрязнения атмосферного воздуха находится в прямой зависимости от объёма перерабатываемой нефти и размеров потерь нефтепродуктов. Загрязнение углеводородами, сероводородом и сернистым ангидридом вокруг НПЗ, перерабатывающих до 3 млн т нефти в год, достигает, как правило, километровой зоны. Увеличение объёма переработки нефти в 3–4 раза увеличивает дальность рассеивания до 5 км.

Автомобили и другие транспортные средства относятся к мобильным источникам загрязнения. Они во многом определяют уровень загрязнения атмосферы городов. В состав автомобильных выхлопных газов входит около 200 химических веществ (рис. 29). Среди них оксид углерода, летучие органические вещества, оксиды азота, углекислый газ, взвешенные вещества. При истирании тормозных колодок в воздух попадают медь, ванадий, молибден, никель, хром. При износе покрышек — кадмий, свинец, цинк. Транспорт также является источником пыли, которая возникает при разрушении дорожных покрытий и истирании шин. Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу, зависит от типа двигателя, режима его работы и технического состояния автомобиля.

При производстве строительных материалов основными источниками поступления в атмосферу твёрдых частиц являются цементные и керамические заводы, карьеры, предприятия по производству извести, кирпича, асфальта и изоляционных материалов. В частности, при производстве цемента и извести твёрдые частицы включают карбонат кальция, оксид кальция, шлак, цемент, глину, уголь и др. При производстве кирпича и стекла — соединения фтора, диоксида серы и оксидов азота.

Сельскохозяйственными источниками загрязнения атмосферы являются животноводческие и птицеводческие комплексы, энергетические предприятия, удобрения и пестициды. В атмосферу в основном поступает аммиак, сероуглерод и мелкозернистые аэрозольные частицы.

Загрязнение атмосферного воздуха является одной из основных проблем экологического состояния окружающей среды. Оно непосредственно воздействует на биоту, снижает продуктивность экосистем, нарушает их способность к самовосстановлению, ухудшает здоровье людей.

Клуб знатоков-географов. По статистике, собранной в США, в городах с высоким загрязнением воздуха заболеваемость выше, чем в сельской местности, на 15–17 %. В экосистемах городов и прилегающих территорий накапливаются вредные вещества (например, тяжёлые металлы), а растительность трансформирована или угнетена. Радиус зоны вредных воздействий достигает нескольких десятков километров.

В список загрязняющих веществ, приоритетных для мониторинга атмосферного воздуха на фоновых станциях, входят взвешенные частицы, озон, оксиды и диоксиды углерода и азота, углеводороды, фреоны, тяжёлые металлы, органические соединения хлора и др.

Мир и Беларусь. Мониторинг атмосферного воздуха в Беларуси проводится в 19 городах и на станции фонового мониторинга, расположенной в Березинском заповеднике. Всего же в нашей стране 66 станций, в том числе 16 автоматических. Регулярными наблюдениями охвачена территория, на которой проживает 87 % населения крупных и средних городов Беларуси. Назовите самые загрязнённые города Беларуси.

Особый риск для здоровья человека представляют твёрдые частицы, двуокиси серы и азота, приземной озон. Высокая концентрация этих веществ отмечается в городских районах стран с низким и средним уровнем жизни населения.

Клуб знатоков-географов. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2016 г. загрязнение атмосферного воздуха в городах и сельских районах привело в мире к 4,2 млн случаев преждевременной смерти. 91 % этих случаев приходится на страны с низким и средним уровнем жизни населения. Около 58 % случаев преждевременной смерти, связанной с загрязнением атмосферного воздуха, произошли в результате ишемической болезни сердца и инсульта, 18 % — в результате хронической болезни лёгких или острых инфекций нижних дыхательных путей и 6 % — в результате рака лёгких.

Твёрдые частицы оказывают негативное воздействие на большее число людей, чем какой-либо другой загрязнитель воздуха. Основными их компонентами являются сульфаты, нитраты, аммиак, хлористый натрий, сажа, минеральная пыль и вода. Они находятся в воздухе в виде сложной смеси твёрдых и жидких органических и неорганических веществ. Постоянное воздействие твёрдых частиц приводит к развитию сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний, а также рака лёгких.

Двуокись серы воздействует на дыхательную систему и функции лёгких, вызывает раздражение глаз. Воспаление дыхательных путей приводит к появлению кашля, выделению слизи, обострению астмы и развитию хронического бронхита, делает людей более подверженными инфекциям дыхательных путей. В дни с повышенным уровнем концентрации двуокиси серы возрастает число случаев госпитализации с болезнями сердца и смертность.

Взаимодействие оксидов азота с сернистым ангидридом, кислородом, углеводородами обусловливает фотохимическое загрязнение атмосферы. При длительном воздействии диоксида азота у людей, страдающих астмой, усиливаются симптомы болезни, ухудшаются функции лёгких.

Кроме озона, образующего защитный слой в атмосфере на высоте от 12 до 50 км, в воздухе около поверхности Земли наблюдается приземный озон. Он образуется в результате химических реакций между оксидами азота и летучими органическими соединениями в присутствии солнечного излучения. Основными источниками оксидов азота и летучих органических соединений являются выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и автотранспорта. Самый высокий уровень загрязнения воздуха приземным озоном отмечается в солнечную погоду. Приземный озон — опасный загрязнитель воздуха. Это один из главных компонентов городского смога. Содержащийся в воздухе в избыточном количестве озон может привести у человека к появлению проблем с дыханием, спровоцировать астму и вызвать болезни лёгких. Он повреждает посевы сельскохозяйственных культур, деревья и другую растительность.