Загрязнение атмосферного воздуха источниками
антропогенного происхождения
В.Ю. Кабашов, доцент, ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
А.М. Багаутдинов, профессор ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
(г. Уфа)
Загрязнители атмосферного воздуха антропогенного происхождения, к которым относятся промышленные выбросы и коммунально-бытовые отбросы, - самые опасные, - их объем достигает астрономических масштабов. В атмосферу ежегодно выбрасывается около 150 млн т окиси серы, около 156 т двуокиси серы, 60 млн т окиси азота, около 300 тыс. т свинца
и т. д. В США в атмосферный воздух выбрасывается примерно по 1 т загрязняющих веществ в год на одного жителя.
Атмосфера в результате человеческой деятельности подвергается весьма сильному загрязнению. Так, в 1987 г в атмосферу было выброшено только углекислого газа 22 млрд т, из которых США выбрасывают 23 %, СССР – 19%, Западная Европа – 13,5%, Китай – 8,7%, восточноевропейские страны – 7%, а остальные государства – 28,8%. Причем основная масса углекислого газа –
45 % – образуется при сжигании угля, 40% – нефти и 15% – газа.
Промышленные, коммунально-бытовые и сельскохозяйственные предприятия выбрасывают в воздух самые разнообразные отходы: в виде твердых частиц – пыль, сажу, копоть; капель – сернокислый туман; газообразных – окись азота и углеводорода, сернистый газ, фтор; кроме того, железо, ртуть, свинец и т.д.
Основной вклад в свинцовое загрязнение окружающей среды стационарными источниками вносят предприятия цветной металлургии (600 т/год — около 87% регистрируемых свинцовых выбросов всех отраслей промышленности). Среднее содержание ртути в атмосфере обычно ниже 50 нг/м3, а в земной коре — около 0,08 мг/кг. Выбросы же ртути в результате деятельности человека весьма значительны: при общей эмиссии ее в атмосферу свыше 6000 т ежегодно менее половины — до 2500 т — составляют поступления из естественных источников.
Естественно, атмосфера подвергается весьма сильному загрязнению, но в местах сосредоточения промышленных предприятий это наиболее заметно. Например, в Токио на каждый квадратный километр ежемесячно выпадает около 34 т сажи, и 17 т — в Нью-Йорке. Опасные загрязнители — предприятия алюминиевой промышленности с ядовитыми фтористыми соединениями; пыль цементных заводов проникает в жилые помещения; заводы и фабрики химической промышленности выпускают из труб чуть ли не больше половины таблицы Менделеева: при сжигании 10 т угля в воздух может попасть до тонны сернистого ангидрида.
Вопрос об охране атмосферного воздуха стоит как никогда остро, и наиболее эффективными следует признать газопылеулавливающие и газоочистные сооружения, внедрение в производство безотходных технологий, предусматривающих полное использование всех примесей, ранее выбрасываемых в атмосферу.
Очистные установки, задерживающие примеси промышленных выбросов, различны: пылеуловители, электрические и механические фильтры, конденсирующие и ультразвуковые установки. Применяются химические нейтрализаторы, газоотсосы, влажные и электрические фильтры и т. д. Всё более ощутимы продукты сгорания от автотранспорта и воздушного флота, поскольку транспортный парк на планете неудержимо увеличивается. Выхлопные газы содержат угарный газ; каждый автомобиль в среднем за год выбрасывает до килограмма очень ядовитого свинца. Воздушный лайнер за семь часов полета сжигает около 35 т кислорода, которого хватило бы на целый год для 33–34 человек, а легковой автомобиль, пробежав полторы тысячи километров, сжигает тонну кислорода. Автомашины и самолеты во время движения выбрасывают в воздух примерно столько же углекислого газа, сколько сжигают кислорода. Кроме того, в среднем за год каждый автомобиль дает около 10 кг резиновой пыли от стирающихся покрышек. Чтобы довести токсичность автомобильного транспорта до минимума; разрабатываются электромобили, автомобили на сжиженном водороде и т. д.
Особо следует отметить в качестве постоянных источников химического и загрязняющего воздействия целлюлозно-бумажные комбинаты. Например, в Архангельской области, а также на берегах Байкала они длительное время представляют собой реальную угрозу как здоровью жителей, так и состоянию уникальной природной среды, поскольку их отходы могут все же превышать допустимые уровни химического загрязнения воды и воздуха, несмотря на дорогостоящие очистные сооружения. Нерегулируемый выброс в атмосферу хлорфторуглеродных соединений (фреонов), используемых в качестве хладагентов холодильных установок и кондиционеров, привел к тому, что в конце семидесятых озоновый слой нашей планеты, расположенный в стратосфере на высоте около 20 км, начал активно разрушаться с образованием «озоновых дыр», особенно ярко выраженных над полюсами Земли, где толщина этого слоя наименьшая. В результате усилий природозащитных организаций промышленно развитые страны подписали в 1987 г. в Монреале международный
Протокол о снижении наполовину выбросов в атмосферу озоноразрушающих хлорфторуглеродных соединений: озоновый слой частично восстановился, и при наблюдаемой динамике этого процесса озоновые дыры могут полностью исчезнуть к 2015 г.
Печальную известность приобрели так называемые смоги —смесь дыма и тумана, возникающие при тихой погоде и туманах: над городом зависают массы загрязненного воздуха; становится тяжело дышать, увеличивается количество заболеваний и смертей. Еще атмосферный воздух загрязняют сероводородом, аммиаком, индолом, скатолом, меркаптаном и микрофлорой животноводческие комплексы. Так, из систем вентиляции комплекса с поголовьем в 10 тыс. крупного рогатого скота в сутки выбрасывается до 57 кг аммиака. Суммарный объем выброса органических веществ в сутки достигает 2148 кг и до 1310 млрд микроорганизмов. Свиноводческий комплекс мощностью 108 тыс. голов ежечасно выбрасывает 159 кг аммиака, 14,5 кг сероводорода, 1,5 млрд микробов и 25,9 кг пыли от кормов. Птицефабрика на 720 тыс. голов через вытяжную вентиляцию выбрасывает за час 41,4 кг пыли, 13,3 кг аммиака, 2087 м3 CO и 174,8 млрд микробов.
Чтобы противостоять этому, животноводческие помещения требуют надлежащей чистоты: полы, станки и стены следует очищать регулярно и своевременно, а для уничтожения микробов проводить дезинфекцию. Для навоза предназначены специальные хранилища для жидкой и твердой фракции, где он подвергается обработке биотермическим, биохимическим, и термическим методами. Кроме того, заметную роль выполняют и лесные зоны вокруг животноводческих комплексов: листья, ветви и стебли деревьев задерживают пыль и неприятные запахи.