Загрязнение атмосферы

Общий современный уровень техногенного загрязнения атмосферы достигает порядка 4 млрд т аэрозолей и газовых выбросов (без СО₂) и 300-500 млн т пыли. Хотя эти количества составляют очень малую часть всей массы атмосферы, их концентрация в районах скопления промышленности и транспорта приводит к тому, что содержание загрязнителей в атмосфере над городом примерно в 150 раз выше, чем в сельской местности.

Источниками антропогенных выбросов в атмосферу загрязнителей являются теплоэнергетика, промышленность, нефте- и газопереработка, транспорт. Каждый из этих источников связан с выделением специфических примесей, состав которых насчитывает десятки тысяч веществ. Однако наиболее распространенные загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу в большом количестве и называемые поэтому многотоннажными, сравнительно немногочисленны. Количественная характеристика природных и промышленных выбросов приведена в табл.1.1.

Таблица 1.1 – Глобальные эмиссии из природных источников и

в результате человеческой деятельности

¹⁾ В том числе метан; ²⁾ В том числе 20 млн тонн SO₂

³⁾ Только SO₂

Основным химическим загрязнителем в настоящее время является диоксид серы, образующийся при сжигании всех видов топлива, выплавке стали, меди и других цветных металлов, при производстве серной кислоты и др.

Практически все виды топлива содержат серу: уголь – 3…7%, нефть – 1…2,5%, природный газ – 0,05%. В некоторых полиметаллических рудах содержится до 42…45% серы.

При сжигании каменного угля выброс в атмосферу на 1т топлива составляет: 16…20кг SO₂, 20кг СО, ~10кг N_xO_y, 50…60кг взвешенных веществ.

Антропогенный вклад серы в атмосферу в северном полушарии достигает 93%, в южном полушарии – 50%. Есть несколько районов мира, где выделение диоксида серы в атмосферу особенно интенсивно: Рурский промышленный комплекс, центр Великобритании, северо-восток США, Донбасс. Удельная эмиссия SO₂ на территории этих районов весьма высока и достигает 100 т/км². Средняя эмиссия SO₂ в этих странах составляет: Великобритания – 23, Германия – 16, Украина – 6 т/км².

Оксиды серы и азота могут задерживаться в атмосфере до 15 дней. За это время они переносятся ветром на расстояние более 1000км, и одни страны становятся объектом постоянного загрязнения со стороны других.

Каждый НПЗ выделяет в сутки 100…300т диоксида серы. Такое количество способно загрязнить воздушную зону на высоте 100м в радиусе 40км от завода. Вокруг коксохимического завода создается геохимическая аномалия в радиусе 15км, вокруг ТЭС – в радиусе 8км.

Большое количество загрязняющих веществ поступает в атмосферу городов с автомобильными выхлопами. В настоящее время в мире насчитывается более 1 млрд автомашин, выхлопные газы которых содержат более 500 органических токсичных соединений, в том числе более 40 ПАУ, обладающих канцерогенным и мутагенным действием.

Каждая машина с бензиновым двигателем за пройденные 15 тыс. км в год потребляет 4350кг кислорода, а выбрасывает 3250кг СО₂, около 600кг СО, 100…200кг углеводородов, 30…40кг окислов азота, 0,5кг тетраэтилсвинца, 0,2г бензпирена.

Доля автомобильных выбросов в общем загрязнении атмосферы городов составляет, %: Великобритания – 40…45, США – 50…60, Москва – 95, Ростов – 88, Киев – 85, Одесса – 60, Харьков – 60, Львов – 80, Ужгород, Ялта – 90%, Днепропетровск – более 30%

В результате использования тетраэтилсвинца в качестве антидетонационной добавки к бензину с выхлопными газами выбрасываются оксиды, хлориды, фториды, нитраты и сульфаты свинца. Твердые частицы этих соединений образуют аэрозоли, которые оседают в непосредственной близости от автомобильных дорог.

В одном из крупнейших городов США Лос-Анджелесе более 4млн автомобилей, которые ежедневно выделяют в атмосферу города 50 т пыли только от износа автопокрышек, свыше 15 т свинца, около 1 тыс т оксидов азота, инициирующих фотохимический смог. В других крупных городах положение не лучше: в Мехико – 3 млн автомашин, Токио – 4,2 млн, в Киеве – около 1,5 млн, в Днепропетровске – более 250 тыс. В воздушное пространство над территорией США с выхлопными газами ежегодно поступает около 200 тыс т свинца: это 1/6 часть ежегодной добычи этого металла в стране.

Насыщение биосферы тяжелыми металлами – одно из наиболее опасных глобальных последствий научно-технической революции.

Масштабы выбросов кадмия, цинка и меди всеми вулканами мира далеко уступают объему этих металлов, поступающему от мусоросжигательных печей.

При сжигании 3 млрд т угля с отходящими газами в атмосферу поступает более 120 млн т золы, в которой содержится некоторых элементов больше, чем добывается из земных недр.

Так, ТЭС мощностью 1 млн. кВт, сжигающая ~1000 т угля в сутки, выбрасывает в атмосферу до 1кг ртути и 0,1кг мышьяка. Эти соединения обнаруживаются в районе крупных ТЭС в окружности до 30 км.

Рассеянные элементы концентрируются в биосфере, а затем поступают в организм человека с продуктами питания, питьевой водой и воздухом.