Канули в Лету ті часи, коли людство могло спокійно насолоджуватися тими земними благами, якими в надлишку обдарувала природа нашу планету. З кожним роком на земній кулі залишається все менше і менше ділянок, на яких змогли зберегтися чисте повітря, кришталево чиста вода, залишилися недоторканими флора і фауна. Цьому сприяє ряд факторів, кожен з яких має свою природу походження. Однак не тільки людина винна в тому, що його рідна планета Земля поступово перестає бути земним раєм, перетворюючись у ворожу і агресивне середовище. Сама природа в ході природних процесів бере участь в забрудненні атмосфери, виробляючи речовини, що забруднюють повітря, змінює русла річок, рельєф поверхні і ландшафт. Сукупність багатьох природних і штучно створених факторів, зростання їх числа стає основною причиною погіршення екологічної обстановки середовища проживання. Небезпека забруднення атмосфери, забруднене повітря сьогодні вже стає нормою життя.
Проблема забруднення атмосфери - виклик людської цивілізації
Проблема погіршення якості повітря є на сьогоднішній день не менш актуальною, ніж гонка озброєння і боротьба з глобальною терористичною загрозою. Якщо зі смертельно небезпечними видами озброєнь і тероризмом світова спільнота в змозі впоратися самостійно, то забруднення атмосфери несе людству загрозу тотального вимирання. Такі проблеми носять затяжний, глобальний характер, ставлячи під загрозу існування наступних поколінь.
Головна небезпека полягає в тому, що в результаті попадання шкідливих речовин і компонентів в повітряну оболонку планети змінюється хімічний склад повітря. Це призводить до того, що істотно змінюються умови проживання людини і живих організмів, катастрофічно швидко змінюється кліматична обстановка на планеті.
Якщо говорити про роль людини в намітився погіршенні якості повітря, то всьому виною стрімко розвивається індустрія. Діяльність людини, спрямована головним чином на створення цивілізаційних благ, викликала штучне забруднення атмосфери. Промислова революція, що почалася в XIX столітті, привела до стрімкого збільшення кількості шкідливих викидів. Протягом останніх 200 років концентрація двоокису вуглецю збільшилася на 30-35%. Цьому сприяли масштабна вирубка лісів і спалювання в величезних кількостях органічних видів палива. В кінцевому підсумку глобальна індустріалізація спричинила за собою масштабні екологічні проблеми, забруднене повітря став постійним супутником нинішньої людської цивілізації.
Практично всі види людської діяльності позначаються на якості повітря. До промислових викидів, додалися продукти роботи теплових електростанцій і збільшення числа автомобілів. При згорянні викопного палива в величезних кількостях виділяється двоокис сірки, а мільйони працюючих автомобільних двигунів викидають в атмосферу сотні тонн оксиду азоту. На додаток до шкідливих і небезпечних для живих організмів хімічних речовин, в результаті активної діяльності людини наше повітря стрімко наповнюється кіптявою і пилом.
Довгий час ситуація в цьому плані не змінювалася. Людська цивілізація була занадто захоплена погонею за підвищенням якості життя і виробництвом товарів споживання. Тільки в кінці XX століття стала очевидна вся серйозність екологічних проблем планети. Для того щоб зрозуміти проблематику питання, досить поглянути на нинішню статистику. У 150 містах світу спостерігається перевищення гранично допустимої концентрації шкідливих речовин в повітрі в 5 разів. Більше 100 міст планети за концентрації сполук шкідливих речовин в повітрі взагалі можна зарахувати до непридатним для людини місцях.
У цьому аспекті важливо розглядати забруднення атмосфери в міру впливу на якість нашого життя. Збільшення вмісту в повітрі шкідливих домішок негайно позначається на роботі людського організму. Вдихаючи чадний газ (двоокис вуглецю), можна отримати сильне отруєння, що межує з летальним результатом. Важкі метали у великій концентрації шкідливі для людини. Проникаючи в атмосферу, вони відрізняються сильною токсичністю. Благодатний озон, який так необхідний нашій планеті, у великій концентрації також несе загрозу людському організму. Пил, гар і дрібнодисперсні речовини є канцерогенами, повільно отруюючи середовище проживання.
Зміна хімічного складу повітря незмінно тягне за собою зміну клімату планети. Звична картина плавної зміни пір року сьогодні стає рідкістю. У тих регіонах планети, де раніше спостерігалася тепла і м'яка зима, частим явищем стають низькі температури і масштабні похолодання. У тропіках замість вологого сезону мусонів спостерігається різке збільшення посушливих періодів. Зміна клімату веде до зменшення площі сільськогосподарських угідь, до скорочення кількості пасовищ. На цьому тлі виникає проблема забезпечення населення планети продуктами харчування. Голод стає чи не основним вторинним фактором зміни кліматичної обстановки на планеті. Різка зміна клімату сприяє розвитку цілого ряду небезпечних захворювань, з якими сьогодні стикається людина.
Прямим наслідком зміни клімату стає інтенсивне скорочення площі льодовиків в гірських системах, відбувається інтенсивне танення крижаного панцира Гренландії і Антарктичного льодовикового щита. Ці процеси тягнуть за собою підвищення рівня світового океану, зміна гідрологічної обстановки в прибережних районах. Непряме дію на стан атмосфери надають інертні гази, присутні в продукції хімічної промисловості. Потрапляючи в верхні шари атмосфери, вони руйнують озоновий шар, який є для нас живим щитом від жорсткого космічного ультрафіолету.
Причини забруднення атмосферного повітря
В основному на якість повітряної маси впливає збільшення концентрації хімічних, фізичних і біологічних компонентів, нехарактерних для природного природного газообміну. Ці процеси відбувалися і продовжують відбуватися природним чином, проте в останні роки участь людини в забрудненні повітря помітно зросла.
Іншими словами причини, що сприяють забрудненню атмосфери Землі, можна розділити на два види:
- природні;
- штучні (антропогенні).
На тлі цього поділу існує і класифікація джерел забруднення, які також можуть мати природну і штучну природу.
Протягом мільярдів років земна атмосфера знаходилася під впливом активної геологічної діяльності нашої планети. Вулкани постійно викидали в атмосферу мільйони тонн шкідливих і отруйних домішок. В історії Землі чимало трагічних моментів, коли масштабні виверження приводили до катастрофічних наслідків. Хмари отруйного попелу потрапляли у верхні шари атмосфери, забруднене повітря ставало перешкодою сонячного випромінювання. В результаті жаркий і вологий клімат змінювався різким похолоданням, яке закінчувалося масовими вимирання одних видів і появою інших. Вулканічна діяльність носить характер теплового забруднення атмосфери, в результаті чого відбувається значне порушення температурного балансу на поверхні планети.
Катастрофічне виверження вулкана Кракатау, що відбулося в 1883 році, не тільки змінило рельєф і ландшафт цілого острова, а й призвело до значного викиду в земну атмосферу мільярдів тонн попелу і пилу. В результаті поширення такої кількості твердих частинок в нижньому і середньому шарі атмосфери, помітно впав рівень природного освітлення поверхні всієї планети. Протягом наступних двох років по всьому світу спостерігалися ранні сутінки, а температура повітря впала на 0,5-1 градуси.
Разом з вулканами до природних джерел забруднення повітря можна сміливо зарахувати лісові пожежі, піщані бурі, природну ерозію ґрунту. Нарешті, на хімічний склад повітряної маси впливає багатовікове розкладання органічних речовин, що накопичилися в верхніх шарах земної поверхні. Джерелом забруднення є лісові пожежі, охопленої в усі часи на великих територіях, які наповнюють повітря чадним газом і величезною кількістю гару і попелу. Піщані бурі сприяють перемішуванню нижнього повітряного шару з мільйонами тоннами піску і пилу, зменшуючи вологість повітря і роблячи його непридатним для дихання.
Незважаючи на це, природа сама пристосувалася боротися з подібними негативними явищами, зберігаючи в атмосфері необхідний баланс компонентів. Що стосується людського фактора, то тут на арену виходить штучно створені чинники забруднення земної повітряної оболонки. Для цієї категорії факторів забруднення характерна наявність антропогенних джерел. До них в першу чергу відносяться промислові викиди, транспортна інфраструктура, екстенсивне сільське господарство, побутові відходи. Ці джерела найбільш небезпечні для нашого повітря, так як природа не завжди в змозі швидко впоратися з негативними наслідками. Забруднюючі речовини, що надходять в атмосферу з антропогенних джерел, діляться в свою чергу на три типи:
- тверді;
- газоподібні;
- напіврідкого стану.
Негативний і шкідливу дію твердих частинок і речовин в напіврідкому стані недовго за часом, часто носить локальний характер. Що стосується газоподібних домішок, то вони складають 90% всіх шкідливих речовин, що потрапляють в атмосферу планети.
Основні антропогенні джерела забруднення повітря
На сьогоднішній день штучні джерела забруднення, які чинять негативний вплив на хімічний, фізичний склад повітря, класифікують за походженням. Виглядає це наступним чином:
- технологічні, промислові джерела забруднення;
- побутова інфраструктура;
- транспорт;
- джерела радіоактивного забруднення повітря.
Одну з перших позицій серед штучних джерел забруднення займає хімічна промисловість, яка відрізняється збільшеною концентрацією об'єктів на обмеженій території. Це призводить до інтенсивного і швидкого забруднення повітря на певних територіях. В даному випадку ми маємо справу з унікальним явищем. Забруднене повітря стає небезпечним для людини не тільки за рахунок великих обсягів шкідливих викидів. Хімічні речовини, що потрапили в повітряний шар, вступають між собою в реакцію, утворюючи високотоксичні речовини і сполуки. Яскравий приклад - освіту і концентрація в нижніх шарах атмосфери озону, який небезпечний і шкідливий для людини.
У чималому ступені негативний слід в атмосфері залишає важка промисловість. Збільшення кількості гірничо-збагачувальних комбінатів, підприємств чорної металургії і теплових електростанцій, призводить до збільшення концентрації чадного газу, двоокису сірки, діоксиду вуглецю, ряду інших важких компонентів в повітряній масі.
У побутовій сфері безумовно вагомий внесок у забруднення повітря вносить використання фреону. Масове виробництво і експлуатація холодильних установок, використання в побуті аерозолів сприяє високій концентрації інертних газів в мезосфері і в стратосфері нашої планети, що руйнують озоновий шар.
Транспортна інфраструктура характеризується високою інтенсивністю шкідливих викидів, серед яких превалюють мільйони тон чадного газу, сполук азоту та вуглеводні. Забруднення атмосфери вихлопними газами відбувається на тлі щоденної експлуатації сотень мільйонів автомобілів, оснащених двигунами внутрішнього згоряння. Повітря наповнюється важкими металами, серед яких присутній небезпечний для здоров'я людини тетраетіл свинець, кадмій і ртуть. За останніми даними екологічних організацій, в кожному великому мегаполісі забруднене повітря містить сполуки свинцю і ртуті в 20-40 разів більше, ніж встановлена норма.
Останні, радіоактивні джерела забруднення повітряного простору несуть приховану загрозу. Дія радіоактивних елементів і заражених частинок на живі організми проявляється з часом. Радіоактивне забруднення атмосфери носить, як правило, техногенний характер і пов'язане з випробуваннями ядерної зброї, аваріями на атомних електростанціях і на об'єктах, де використовується в якості дослідницького матеріалу радіоактивні компоненти.
Забруднення повітря - екологічна проблема
На сьогоднішній день людина безпосередньо зіткнувся з тими негативними наслідками, які тягне за собою різке погіршення якості повітря. Основний ефект від того, що відбувається - шкода здоров'ю людини та іншими живим організмам. Навколишнє середовище, в якій сьогодні опинилося населення великих міст і густонаселених районів планети, стає мало придатною для комфортного життя. Вдихаючи в середньому протягом доби до 20 тис. Літрів повітря, людина разом з ним отримує всередину до 1-2 літрів шкідливих твердих домішок і 5-50 мг. важких металів. Велика частина з цієї кількості залишається в організмі, роблячи негативний вплив на здоров'я людини.
Обов'язковим атрибутом великих міст сьогодні стає зміг і фотохімічний туман. З чим це пов'язано? Гази, які у величезній кількості з'являються в результаті життєдіяльності мегаполісу, не можуть довільно піднятися у верхні шари атмосфери і осідають в приземному шарі. Під впливом температури, високої вологості та сонячного випромінювання в такому газопиловій хмарі утворюються токсичні сполуки, які порушують роботу легенів людини, перешкоджаючи фотосинтезу рослин. Фотохімічний туман - явище нове і пов'язане з великою концентрацією в нижніх шарах атмосфери первинних і вторинних з'єднань, що складаються з аерозолів, оксиду сірки, азоту та органічних речовин.
Разом з тим, зачіпаючи проблему забруднення атмосфери в глобальному масштабі, слід говорити про часті кислотні дощі і парниковий ефект, які стали бичем XXI століття. Кислотні дощі роблять непридатними для використання величезні масиви сільськогосподарських угідь, стають причиною загибелі величезних лісових масивів. Перевищення концентрації в атмосфері планети вуглекислого газу призводить до утворення парникового ефекту. Температура нижніх повітряних шарів зростає, відповідно змінюється метеорологічна обстановка в нижньому і в середньому повітряному шарі.
Заходи з контролю забруднення
Проблема із забрудненням повітря і атмосфери Землі сьогодні набуває глобального характеру. На подолання екологічної кризи людина кидає величезні кошти, спрямовані на пошук рішень проблемних питань і на ліквідацію наслідків, що настали. В даний час активно ведеться контроль забруднення атмосфери як на внутрішньодержавному рівні, так і в міжнародному, загальнонаціональному контексті. Здійснюється постійний моніторинг забруднення атмосфери.
У багатьох країнах, де розміри екологічної кризи прийняли загрозливих масштабів, проводяться різні програми по зниженню рівня та інтенсивності промислових викидів. У ряді держав посилився контроль за роботою ядерних об'єктів і хімічно небезпечних виробництв. Знижується вирубка тропічних лісів, які відповідають за поповнення повітря киснем. Паралельно з цим ведеться інтенсивна рекультивація земель і водних ресурсів в сільському господарстві, спрямована на відновлення природних ресурсів. Знижується використання в сільському господарстві хімічно шкідливих реагентів і біологічно активних компонентів.
