4.2. Основные источники и виды загрязнения воздушного бассейна

Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его определенной чистоты. От ка­чества воздуха зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций, зданий и сооружений. В процессе антропогенной деятельности ат­мосфера подвергается изъятию газовых элементов, смешиванию с летучими примесями и вредными веществами. Привнесение в воз­душную среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называется загрязнением.

Особенно острой проблема загрязнения атмосферы стала во вто­рой половине XX века, т.е. с началом научно-технической рево­люции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами ро­ста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количе­стве транспортных средств. В итоге отмечается изменение газового состава атмосферы: рост концентрации некоторых ее компонентов (углекислого газа — на 0,4%, метана — на 1%, закиси азота — на 0,2% и др.) и появление в ней новых загрязняющих компонентов.

Загрязнение атмосферного воздуха может быть локальным, региональным и глобальным. Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков. Локальное загрязнение обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется главным образом изменчивой скоростью и направлением метра. Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздей­ствием выбросов крупных производственных комплексов. Глобаль­ное загрязнение распространяется на тысячи километров от источ­ника выбросов и нередко смыкается в пределах всего земного шара, это относится, прежде всего, к Северному полушарию планеты.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются природные, производственные и бытовые процессы. Естествен­ное, или природное, загрязнение происходит за счет естественных факторов: пылевые бури, извержения вулканов, выдувание почв, ₍лесные пожары, поступления различных продуктов растительного, животного или микробиологического происхождения. Произ­водственное загрязнение происходит в результате деятельности про­мышленных, сельскохозяйственных, строительных предприятий и при работе различных видов транспорта. На территории стран СНГ выбросы загрязняющих веществ в атмосферу связаны, преж­де всего, с работой автомобильного транспорта, предприятий про­мышленности и строительного комплекса. За период 1990—2000 гг. произошло снижение объема выбросов от стационарных источни­ков в целом по Содружеству почти в 2 раза, в том числе в Беларуси — в 3,3 раза, в России — в 1,8 раза. Сказалось проведение природоох­ранных мероприятий, включая усиление контроля за выбросами, повышение доли природного газа в топливно-энергетическом ба­лансе, спад производства в ряде отраслей промышленности. Ди­намика основных показателей, характеризующих выбросы вред­ных веществ в атмосферный воздух от стационарных источников по странам СНГ, отражена в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Выбросы вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в странах СНГ

Страна	Всего выбросов, тыс. т		2000 г. в % к 1990 г.	В расчете на одного жителя, кг
	1990	2000		1990	2000
Азербайджан	2109	575	27,3	295	71
Армения	151	30	19,9	43	8
Беларусь	1173	359	30,6	114	36
Грузия	354	15	4,2	65	3
Казахстан	4677	2309	49,4	280	155
Кыргызстан	193	31	16,1	44	6
Молдова	397	20	5,0	91	5
Россия	34 139	18 820	55,1	231	130
Таджикистан	115	35	30.4	22	6
Туркменистан	520			144
Узбекистан	1277	777	60,8	63	31
Украина	9454	3959	41,9	182	81

Рассчитано по: Окружающая среда в Содружестве Независимых Государств: Стат. сб. — М., 1996; 10 лет Содружества Независимых Государств (1991—2000): Стат. сб. — М., 2001.

Промышленные источники загрязнении анализируются но от­раслям, а также но ингредиентам (составу загрязняющих веществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязнителями яв­ляются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, химия м нефтехимия, промышленное, строительных материалом, (сило­вые электростанции, теплоэлектроцентрали и отопительные ко­тельные потребляют более 1/3 добываемого в мире топлива и за­нимают ведущее место среди других Отраслей промышленности по загрязнению воздушного бассейна окислами серы, азота и пылью. Вследствие техногенной деятельности человек: увеличивается концентрация оксида и диоксида углерода и атмосфере. В форме продуктов сжигания топлива в атмосферу планеты ежегодно вно­сится 7 х 10¹⁰т С0₂. В наибольшей степени загрязняют атмосфе­ру опасными углеродными смесями пять стран, на долю которых приходится более половины всех выбросов в мире: США — 23%, Китай — 13,9%, Россия — 7,2%. Япония - 5% и Германия — 3,8%. Если потребление минеральной) топлива будет возрастать, то это может обусловить нежелательные последствия в климате Земли, в частности повышение температуры на 1,5 – 2 град С.

Другие промышленные предприятия выбрасывают в воздуш­ный бассейн свои специфические примеси, Гак, с черной и цвет­ной металлургией связано накопление и атмосфере огромного количества пыли, угарного газа, окислов азота и серы, фенола, формальдегида и многих других вредных веществ. Быстрое раз­витие химической и нефтехимической промышленности ведет к образованию в атмосфере и на поверхности Земли большого ко­личества стойких токсических кислот. Машиностроению харак­терны выбросы угарного газа, окислов азота, фенола, формальде­гида, щелочей и других вредных веществ, связанных, в основном, с литейным, гальваническим и красочным производством. В промышленности строительных материалов наиболее мощными вы­бросами вредной пыли в окружающую местность отличаются предприятия по производству цемента.

Газообразные выбросы промышленных предприятий образуют в атмосферном воздухе аэродисперсные системы и в результате турбулентного движения и других процессов долгое время удер­живаются в воздухе. Дальность распространения загрязнителей зависит от времени существования того или иного загрязнителя в воздухе и метеорологических условий, скорости и направления потоков в атмосфере, осадков и других процессов. Время пребы­вания в атмосфере углекислого газа составляет от одного до пяти лет, сернистого — до нескольких дней, твердых частиц — от не­скольких секунд до нескольких месяцев и даже лет в зависимости от их размеров и высоты источника. В результате выброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота резко увеличилась кислотность выпадаемых осадков: дождей, сне­га, тумана. Кислотные осадки снижают урожай, губят раститель­ность, уничтожают жизнь в пресных водоемах. Ветры, не знаю­щие границ, переносят кислотные осадки на огромные расстоя­ния. По некоторым данным, 20% кислотных осадков в Европе вызваны выбросами промышленности Северной Америки.

Среди отраслей промышленности в странах СНГ на рубеже XXI столетия особо выделяется электроэнергетика, на ее долю прихо­дится 25—30% от общего объема промышленных выбросов, топ­ливная промышленность (в основном нефтеперерабатывающая) — 25—30, черная металлургия — 10—15, цветная металлургия — 20—23, химическая и нефтехимическая — более 10, машиностроение и металлообработка — 5—10%. Приведенные в табл. 4.2 данные по Беларуси и России свидетельствуют о тесной взаимосвязи отрас­левой структуры выбросов загрязняющих атмосферу веществ с отраслевой структурой производства. В составе выбросов преоб­ладают диоксид серы, оксиды азота, оксиды углерода, углеводо­роды, твердые частицы.

Таблица 4.2

Отраслевая структура выбросов в атмосферу от стационарных источников в сопоставлении с отраслевой структурой промышленного производства (2000 г., в процентах к итогу)

Отрасли	Отраслевая струк­тура выбросов		Отраслевая струк­тура промышлен­ного производства
	Беларусь	Россия	Беларусь	Россия
Вся промышленность	100,0	100,0	100,0	100,0
Электроэнергетика	22,0	25,3	8,4	10,9
Топливная промышленность	28,0	22,8	5,8	15,5
Черная металлургия	2,2	15,7	3,4	10,3
Цветная металлургия	0,0	22,8	0,1	7,5
Химическая и нефтехимическая промышленность	12,0	2,8	14,2	8,7
Машиностроение и металло­обработка	11,2	2,9	23,9	19,2
Лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная про­мышленность	5,1	2,5	5,8	5,0
Промышленность строительных материалов	8,5	2,9	4,1	3,8
Легкая промышленность	1,6	0,3	8,6	1,9
Пищевая промышленность	7,9	1,2	19,3	11,8
Прочие отрасли промышленности	1,5	0,8	6,4	5,4

Источник: Окружающая среда и природные ресурсы Республики Беларусь 2001: Стат. сб. — Мн., 2001; Охрана окружающей среды о России: Стат. сб. — М., 2001,

На загрязнении воздушного бассейна Земли сказывается и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в почву агрохимикаты распространяются в окружающую среду за счет вывет­ривания и с почвенной влагой. Загрязнителями являются чаще всего пестициды, используемые для защиты сельскохозяйственных культур и леса от вредителей и болезней. Особенно возрастает влияние животноводства в связи со строительством крупных животноводческих комплексов. В результате в атмосферу посту­пают и распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие газы с резким запахом, а также пыль и условно-патогенные микроорганизмы.

Все более мощными загрязнителями воздушного бассейна выступают различные виды транспорта. Бурный рост автомобильного транспорта во многих странах мира обеспечил ему первое место по загрязнению воздушной среды. Автотранспорт — подвижный источник загрязнения, однако наибольшее его негативное воздействие сказывается в городах. Автомобильные выхлопные газы представляют собой смесь примерно 200 веществ, основными вредными компонентами которой являются оксиды углерода и азота, углеводороды, альдегиды, сернистые газы. Из-за неполно­го сгорания топлива в двигателе часть углеводородов превраща­ется в сажу, содержащую смолистые вещества. Весьма опасной составной частью выхлопных газов автомашин являются соедине­ния, образующиеся при сгорании в двигателе тетраэтилсвинца, который добавляют к бензину. Выбросы больших объемов угар­ного газа (СО), как и иных загрязнителей, в Беларуси, России и других странах СНГ во многом обусловлены низкими экологичес­кими параметрами автомобилей.

Загрязнение воздушной среды железнодорожным транспортом происходит при использовании тепловозов, проведении погрузочно-разгрузочных работ. Серьезную опасность представляет авиация, так как работа реактивных двигателей связана с расходованием ог­ромного количества кислорода. Запуск сверхмощных ракет нару­шает целостность озонового слоя атмосферы и открывает доступ на Землю губительному ультрафиолетовому излучению Солнца. Околоземные слои атмосферы засоряются уже функционирую­щими космическими аппаратами.

Многие бытовые процессы также ведут к загрязнению воздуш­ной среды, прежде всего накопление, сжигание и переработка бытовых отходов. Канализационные системы, кухни, мусоропро­воды, свалки являются источниками загрязнения атмосферы горо­дов и других населенных мест. В большом городе заметно прояв­ляется загрязнение воздуха его населением. Каждый человек еже­дневно выдыхает около 10 м³ воздуха, насыщенного парами воды и содержащего около 4% углекислого газа. Поэтому в городе с пятимиллионным населением люди ежесуточно выделяют в атмос­феру около 2 млн. м³ углекислого газа, 600 м³ водяного пара.

Одним из результатов деятельности человечества в XX веке явилось загрязнение атмосферы и других компонентов природы радиоактивными элементами. Радиоактивное загрязнение окружа­ющей среды представляет собой увеличение естественного ради­ационного фона в результате использования человеком естествен­ных и искусственных радиоактивных веществ. Источниками ра­диоактивного загрязнения воздушной среды явились, прежде всего, экспериментальные взрывы при испытаниях атомных и во­дородных бомб, многие производства, связанные с изготовлени­ем ядерного оружия, а также ядерные реакторы и атомные элект­ростанции, отходы атомных предприятий и установок. Различного рода повреждения и аварии атомных реакторов в Великобритании, Франции, Болгарии, Германии, США и в ряде других стран при­водили к выбросам в окружающую среду радиоактивных элемен­тов.

Глобальный характер радиоактивное загрязнение воздушной сре­ды приняло в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Взрыв и пожар на четвертом энергоблоке станции привели к выб­росу в атмосферу большого количества радиоактивных веществ. Они переносились ветром и постепенно выпадали, загрязняя значительные плошали на территории Беларуси, России, Украины и за их пределами. Выбросы содержали широкий набор радиоактив­ных элементов, в первоначальный период основное воздействие на здоровье населения оказал радиоактивный йод-131 (с ним свя­зан значительный рост заболеваемости раком щитовидной железы). Радиоактивное загрязнение воздушной среды такими летучими элементами, как цезий-137, стронций-90, плутоний распространи­лось по всему земному шару. Отдельные изотопы радиоактивных веществ были обнаружены в нижних слоях атмосферы ряда евро­пейских стран (Финляндии, Австрии, Швеции, Франции), зафик­сированы в Индии и Японии, несколько позже — в Арктике и Гренландии. По оценкам ученых, на рубеже XXI века население земного шара стало получать дополнительное облучение, вдвое большее, чем доза естественного радиационного фона.

Воздушная среда является распространителем таких специфи­ческих «загрязнителей», как шумы, инфразвук, вибрации, элект­ромагнитные поля и ионизирующие излучения. Различают два вида шумов — воздушный и структурный. Воздушный шум распро­страняется в воздухе от источника возникновения до места наблю­дения, структурный шум излучается поверхностями колеблющих­ся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий. В зависи­мости от физической природы шумы могут быть механического, аэродинамического, электромагнитной, гидродинамического про­исхождения. Воздушный шум проникает и помещения через зак­рытые или открытые окна, форточки, а также стены; вибрации передаются по грунту или трубопроводам, идущим к строитель­ным конструкциям, колебания которых вызывают появление структурного шума. Возникающее при этом звуковое давление оказывает разрушительное воздействие на организм человека, осо­бенно на его психику.

Шумовые характеристики транспортных средств на автомо­бильных магистралях крупных городов составляют 70—85 дБ (де­цибел), трамвайных линий — от 71 до 80, железнодорожных по­токов — от 60 до 75, вблизи аэропортов — до 105 дБ. На отдель­ных пригодных для заселения территориях, примыкающих к промышленным предприятиям, уровень звукового давления дос­тигает 100—120 дБ (допустимо 70 дБ). В целом в крупных и сред­них городах более 1/4 селитебной территории, на которой обычно проживает около 30% населения города, находится в зонах акус­тического дискомфорта.