Загрязнение атмосферы. Загрязнение и мониторинг атмосферы в Республике Беларусь

12. Загрязнение атмосферы

12.1. Состав, объем  и источники загрязнений

В этой главе будем говорить о загрязнениях вообще. К естественным видам загрязнения относят аэрозоли и некоторые газы. Почвенные бактерии производят в больших количествах закись азота, болота – метан. Имеются также биологические источники водорода и хлорметилена - CH₃Cl  в океане. Вулканы выбрасывают SO₂, COS, H₂S и т. д.

Естественные аэрозоли – твердые и жидкие частицы в воздухе:

1.Космическая, вулканическая и почвенная пыль + пыльца растений + микроорганизмы.

2.Частицы дыма лесных и торфяных пожаров.

3.Частицы морской соли и ее производных, соли, возникающие из газов атмосферы.

4.Капли облаков и туманов.

Самым сильным источником аэрозолей является океан – в среднем  около 700 млн.т в год; затем  - выветривание почвы (около  300), затем - лесные пожары  (около 200), затем  - вулканы.

Представляет интерес механизм образования морского солевого аэрозоля. Здесь выделяют два «механизма»:

а) сдувание ветром брызг с гребней волн;

б) лопание мелких воздушных пузырьков на поверхности воды.

Удивительно и пока непонятно, почему в морских аэрозолях ионов SO₄ больше, чем Cl в соотношении 4:1. А в воде это соотношение равно 0.14:1.

В мире существует более 400 вулканов. Они выбрасывают в среднем за год 3 млрд. т пепла, из него 1 млн. т – органических соединений, а также около 80 млн. т аэрозолей. Состав вулканических газов (объемные проценты):

H₂O ~ 68%;     CO₂ ~ 13%;      CO, H₂, N₂, Ar, SO₂, S₂, SO₃, Cl₂ ~ 0.4%.

Природные источники поступления разнообразных веществ в атмосферу формируют вполне определенный локальный либо глобальный фон. На этом фоне человеческая деятельность приводит к заметному, часто весьма существенному дополнительному загрязнению атмосферы.

Состав антропогенных загрязнений

1.  Газы – отходы производства, топок, транспорта, сельского хозяйства:      SO₂, CO, HCl, фреоны CCl_xF_y и многие другие.

2.  Твердые частицы сажи, пепла, цемента, соли, ядохимикаты и пр.

Наряду с загрязнением постоянно происходит процесс удаления загрязняющих компонент из атмосферы – фотохимическое разложение, вымывание с осадками, осаждение на поверхность земли. Вымывание часто приводит к кислотным дождям.  Кислотным является любой дождь, однако этот термин применим только в случае pH< 5,6. В Германии, Скандинавии, США случались дожди с pH до 4,0. Кислотные дожди возникают в процессе вымывания из атмосферы газовых выбросов металлургических предприятий, тепловых электростанций, нефтеперерабатывающих заводов, других промышленных предприятий, а также автотранспорта. Эти газы содержат оксиды серы и азота, образующие серную и азотную кислоты при соединении с водой.

В Канаде, Германии, США, Чехии тысячи озер и рек остались без растительности и рыбы. Кроме того, вода с низким pH способна растворять из грунта токсичные материалы, содержащие алюминий, кадмий, ртуть и т.п. Эти вещества мало растворимы в нейтральной воде и в обычных условиях не представляют опасности. Проблема кислотных дождей иногда приобретает политический характер. Так, скандинавские страны выражают неудовольствие в связи с ветрами, приносящими загрязненный воздух из Западной Европы.

Как уже отмечалось, обычно разделяют фоновые (естественный уровень концентрации примесей, относительно которого оценивается загрязнение) и местные загрязнения. Для фоновых наблюдений создаются специальные «фоновые» станции на большом удалении от промышленных и густонаселенных районов  (например, Березинский биосферный заповедник).

                       Таблица .1. Оценки ежегодных выбросов на 1980 г.

Примечание:

1.  Часто CO₂ не относят к вредным выбросам, однако это парниковый газ, и его отрицательное воздействие проявляется в виде парникового эффекта.

2.  Часть аэрозолей образуется в результате химических реакций непосредственно в воздухе.