8.5. Источники загрязнения атмосферы

Все источники загрязнения атмосферы условно можно разделить на две большие группы. Естественные или природные загрязнители не столь сильно влияют на качественные изменения воздуха, как более опасные искусственные или антропогенные загрязнители. К первым можно отнести различные проявления жизнедеятельности на нашей планете - извержения вулканов, лесные и степные пожары, насыщенные солями морские брызги и туманы, поднимающаяся в воздух эродированная пыль из-за неправильного обращения с почвенным покровом, растительная пыльца, выделения животных и, наконец, космическая пыль. Со всеми этими загрязнителями биосфера как саморегулирующаяся система благополучно справляется. Иногда, правда, катастрофические катаклизмы могут нарушать сложившийся в природе баланс. Так, уже упоминавшийся нами вулкан Кракатау близ острова Ява при извержении в 1883 г. выбросил огромное количество пепла и пыли. Все это сказалось на локальном изменении интенсивности солнечной радиации у поверхности Земли и вызвало небольшое изменение теплового баланса планеты. Сходный эффект могут вызывать крупные лесные пожары и пылевые бури.

Однако гораздо более опасны искусственные загрязнители - промышленные, транспортные и бытовые выбросы. Условно их можно разделить на несколько групп.

1. Механические загрязнители - различные выбросы промышленных предприятий (цементные заводы), дым от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти, истирающаяся резина автопокрышек и т.п.

2. Химические загрязнители - пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции.

3. Радиоактивные загрязнители - опасные выбросы радионуклидов в результате аварий на атомных электростанциях, атомных военных объектах, радиоактивное загрязнение от оружия массового поражения и от отходов ядерного производства.

Основным источником загрязнения атмосферы является промышленность и прежде всего тепловые электростанции и топки промышленных предприятий. При неполном сгорании топлива на этих предприятиях в атмосферу выделяются механические загрязнители - несгоревшие частицы, зола, хлопья сажи и т.п. Угольная электростанция мощностью 700 МВт, работающая при полной или средней нагрузке и потребляющая в год около 1 млн т угля. с содержанием серы 1%, за час работы на полной мощности выбрасывает в воздух: 500 т диоксида углерода, 0,15 т оксида углерода, 7,0 т диоксида серы, 1,7 т оксидов азота, 0,05 т углеводородов и 0,7 т пыли.

Значительную лепту в общий баланс механических загрязнителей вносят и цементные заводы. Цементная пыль способна превратить зеленый оазис в безжизненно-серый пустырь, кроме того, она значительно влияет на здоровье и самочувствие человека.

До недавнего времени существовала проблема загрязнения атмосферы резиновой пылью от истирающихся автопокрышек колес автомобилей. Несмотря на усовершенствование технологий производства автопокрышек эта проблема пока еще остается насущной. Достаточно сказать, что в год каждый автомобиль выделяет примерно 10 кг резиновой пыли.

Эксперименты на животных показали, что пыль, присутствующая в городском воздухе, может вызывать образование злокачественных опухолей. Такой материал, как асбест, широко применяемый в технике, способен провоцировать заболевания легких. Вдыхание асбестовой пыли может приводить к раку плевры, брюшины и легких.

В последнее время благодаря разработке и внедрению эффективных фильтров для промышленных предприятий количество поступающих в атмосферу механических частиц снизилось. Первенство перешло к химическим загрязнителям. Прежде всего это сернистый газ, выделяющийся при сжигании угля, сланцев, нефти и ее производных. Помимо этого, металлургические заводы выбрасывают в воздух оксиды углерода, железа, меди и других металлов. Быстро развивающаяся химическая промышленность занимает особое место среди источников загрязнения атмосферы. Выброс широкого спектра газов, содержащих токсические вещества, приводит к опасному уровню загрязнения атмосферы в районах действия химических предприятий.

Весьма опасным для окружающей среды и для здоровья человека является такой токсикант, как свинец. Еще древние греки и римляне знали, что рабы, работающие на свинцовых рудниках, подвержены отравлению свинцовой пылью. Коварство отравления свинцом связано с тем, что при многолетнем поступлении в организм даже ничтожных количеств металла развивается тяжелое заболевание, поначалу никак себя не обнаруживающее. Даже если человек получает ежедневно всего миллиграмм свинца, у него через определенное время начинаются запоры, появляются боли в области сердца.

Интересно утверждение американского историка медицины Сибюри Гилфиллана о том, что массовое отравление населения свинцом привело к крушению Римской империи. Такое утверждение может вызвать усмешку, однако не следует торопиться. Дело в том, что в империи было принято подслащать вино так называемой сапой - сильно уваренным в котлах виноградным соком. И с этой вот сапой представители высшего света древнеримского общества на своих пиршествах ежедневно получали намного более миллиграмма свинца в день. В дальнейшем привычка подслащать сапой вино перекочевала и в Германию. В итоге в конце XVII в. в стране разразились многочисленные эпидемии кишечных колик, которые были напрямую связаны со свинцовым отравлением. В Вюртемберге в 1696 г. был даже принят закон, по которому каждому, кто будет подслащать вино "свинцовым сиропом", грозит смертная казнь.

До недавнего времени наиболее опасными источниками загрязнения свинцом были двигатели автомобилей. Переход на бессвинцовый бензин несколько улучшил ситуацию со свинцовым загрязнением. В некоторых случаях отмечено уменьшение концентрации этого металла на 65%. Тем не менее свинец, содержащийся в выхлопных газах автомобилей, может пагубно отражаться на жизнедеятельности человека и на содержании свинца в почве близ оживленных автострад. Именно поэтому не рекомендуется собирать и использовать растения и их плоды вблизи автодорог.

Наиболее опасным загрязнением атмосферы все же следует признать радиоактивное заражение. В настоящее время ядерные электростанции действуют во многих странах мира (около 30). В каждом 1000-мегаватном реакторе содержится столько же радиоактивного материала, сколько бы выпало после взрыва тысячи бомб мощностью с хиросимскую. Каждый реактор ежегодно производит тонны радиоактивных отходов, и некоторые из них остаются опасными в течение более чем 500 тыс. лет. До сих пор не найдено безопасных методов ликвидации и хранения этих веществ.

Кроме производства энергии, во многих "коммерческих" атомных реакторах ежегодно вырабатывается около 180-220 кг плутония, являющегося сырьем для производства атомных бомб. Пяти килограммов плутония достаточно для производства одной атомной бомбы. Плутоний - самое смертоносное из всех известных веществ. Этот элемент назван так в честь Плутона - бога подземного царства. Одна миллионная грамма плутония (невидимая глазу частица) при вдыхании внутрь может вызвать рак, одна тысячная вызывает фиброз легкого и смерть через несколько лет. Если равномерно распределить один фунт (450 г) плутония по дыхательному тракту всех людей на Земле, он теоретически может вызвать рак легких у каждого жителя.

В пищевой цепи плутоний в больших количествах содержится в рыбе, птице, яйцах и молоке. Он обладает хорошей растворимостью, особенно в хлорированной воде. Частички плутония могут откладываться в мужских и женских половых железах последующих поколений человека, вызывая множественные генетические повреждения на протяжении до 500 тыс. лет, а поврежденные гены будут передаваться от поколения к поколению.

Изотоп плутоний-241 имеет другое "убийственное" свойство. Он порождает америций - побочный продукт с периодом полураспада 460 лет. Америций из-за более высокой растворимости еще опаснее, так как с большей легкостью включается в пищевую цепь.

Из всех живых существ, населяющих планету Земля, человек является наиболее восприимчивым к канцерогенному воздействию радиации. Кроме провокации рака, радиация также вызывает генетические мутации - резкое изменение наследственных признаков организма. Причем воздействует она на все живые организмы. Основные источники радиационного воздействия на человека - производство атомной энергии и ядерного оружия. Они ведут к образованию сотен радиоактивных элементов, которые, внедряясь в пищевые цепи, циркулируют в почвах, реках, озерах, океанах.

Величина выбросов различных веществ в отдельных странах различна. Общемировой уровень загрязнения атмосферы в настоящее время точно установить невозможно из-за широкой изменчивости показателей в зависимости от места, времени, характера загрязнения и иных переменных величин.

На территории Республики Беларусь основными источниками загрязнения воздушного бассейна являются предприятия теплоэнергетики, химической и нефтехимической отраслей промышленности. Основные загрязнители атмосферного воздуха в Республике Беларусь - автотранспорт, объекты энергетики и промышленные предприятия.

В 1995 г. ими было выброшено в атмосферу 2200,6 тыс.т токсических веществ. В составе выбросов преобладали оксид углерода (56,9%), диоксид серы (14,3%), углеводороды (13,8%), оксиды азота (8,9%), твердые частицы (4,2%). Среди крупных центров Республики наибольший объем выбросов в 1995 г. приходился на Минск - 295 тыс.т. Наибольший объем загрязняющих веществ приходился на Витебскую обл. (432,7 тыс.т), наименьший - на Гродненскую (258 тыс.т.). Следует отметить, что в настоящее время наблюдается тенденция к снижению объемов выбросов от стационарных источников и небольшому увеличению их от передвижных источников (главным образом за счет бензина и дизтоплива).