1.4. Джерела забруднення атмосфери

Як зазначалось, джерелами забруднення атмосфери можуть бути як природні так і антропогенні фактори. Природними джерелами забруднення атмосфери є вулкани, лісові пожежі, пилові бурі, поверхні вивітрювання, і вони не загрожують негативними наслідками природним екосистемам, за винятком деяких катастрофічних явищ. Останнім часом антропогенні фактори забруднення атмосфери стали перевищувати за масштабами природні, набуваючи глобального характеру, особливо щодо дії на клімат.

Забруднення, зумовлене діяльністю людини, викликають суттєві зміни в природному складі атмосфери. Основним його джерелом є промислові, транспортні та побутові викиди.

За певними підрахунками, за рахунок господарської діяльності людини в світі потрапляння забруднюючих речовин в атмосферу (на кінець 2000 року) набуло таких масштабів:

• оксидів карбону (СО + СО₂) – 25,5 млрд. т;

• оксидів сульфуру (SО₂ SО₃) – 190 млн. т;

• оксидів нітрогену (NO₂ NO) – 65 млн. т;

• хлорфторвуглеводнів (фреонів) – 1,4 млн.т.

Найпоширенішими забруднювачами атмосферного повітря зі штучних джерел є продукти спалювання сірковмісного палива (вугілля, нафтопродуктів, газу), вихлопні гази автотранспорту, радіоактивне забруднення, пестициди та інсектициди. Хімічний склад техногенних викидів в атмосферу залежить від виду палива, способу спалювання, складу виробничої сировини, технології виробництва та ін.

Щорічно при спалюванні палива викидається понад 700 млн.т пилу та різних газоподібних сполук. Все це призвело до накопичення в атмосфері антропогенних забруднювачів: оксиду (СО) та діоксиду (СО₂) карбону, метану, оксидів нітрогену, діоксиду сульфуру, озону, фреонів тощо. Вони суттєво впливають на глобальний клімат, викликаючи такі негативні наслідки як “парниковий ефект”, виснаження “озонового шару Землі”, випадання “кислотних опадів”, утворення “фотохімічного смогу”, зниження прозорості атмосфери, послаблення здатності атмосфери до самоочищення.

Особливо небезпечні викиди, які утворюються при роботі різних видів транспорту, зокрема автомобілів, вихлопні гази яких містять шкідливі домішки. Концентрація цих домішок у вихлопних газах залежить від типу двигуна, особливостей його обслуговування, своєчасного ремонту систем живлення і запалювання, стану доріг. Від кожної тисячі автомобілів за день надходить у повітря більше 3000 кг оксиду вуглецю, інших продуктів неповного згоряння палива, які негативно впливають на здоров’я людей і тварин, зокрема токсичний чадний газ (оксид вуглецю двовалентного). В Україні щороку автотранспорт викидає в атмосферне повітря 2000 тис. т забруднюючих речовин, що становить 31% від загального обсягу викидів, у т.ч. понад 63% свинцю, 54 – оксиду вуглецю, 36 – вуглеводнів та 25% – оксидів азоту.

Задимленість атмосфери вокзалів та прилеглих територій спричиняють паровози та тепловози. Переведення тяги на електричну помітно знизило отруєння повітря шкідливими газами. Локальне забруднення повітря зумовлюють також морські та річкові судна, які працюють на вугіллі та інших видах важкого палива. Забруднені шкідливими газами території аеродромів. Сучасні літаки, які літають на значній висоті, можуть зруйнувати озоновий шар, в результаті чого відкриється доступ пагубним ультрафіолетовим променям Сонця, що може призвести до небажаних наслідків.

Забруднюють атмосферне повітря промислові викиди, які залежать від видів палива (твердого, рідкого, газоподібного) і способів їх спалювання, різні за хімічним складом. Спалювання вугілля, газу, нафти з різних причин рідко буває повним. Тому промисловість викидає в атмосферу значну кількість твердих часток (сажа, зола, пил) та шкідливих газів (оксиди вуглецю, вуглеводні, оксиди азоту). Такі частки палива, а також різні розпилені продукти (цемент, фосфорити) утворюють промисловий пил. Він складається з дрібних часточок і довго тримається в повітрі у зваженому стані. Забруднення повітряного басейну сірчаним газом і пилом спричиняють теплові електростанції, які працюють на вугіллі. Перехід ТЕС на газ помітно зменшує шкідливі викиди.

Підприємства хімічної, енергетичної, металургійної, нафтопереробної, цементної промисловості теж викидають у повітря велику кількість газоподібних речовин, золи та пилу. Шкідливі гази і промисловий пил накопичуються здебільшого над містами (в 1 см³ міського повітря кількість пилинок сягає 100 тис. штук).

В Україні в середньому викидається зі стаціонарних джерел 4156,3 тис. т забруднюючих речовин. В останні десятиліття у зв’язку зі спадом промислового виробництва обсяги промислових викидів суттєво знизилися.

Великої шкоди завдає радіоактивне забруднення атмосфери. Радіоактивні речовини потрапляють в атмосферу в результаті природної і штучної радіоактивності, пов’язаної з роботою атомних установок, використанням радіонуклідів у народному господарстві, внаслідок аварійних ситуацій на підприємствах ядерного циклу, атомних вибухів. Природна радіоактивність притаманна атмосфері, вона присутня постійно і не залежить від діяльності людини. Живі організми пристосувалися до неї, і вона не викликає шкідливих наслідків, на відміну від штучної. Особливо загрозливим є надходження радіоактивних речовин в атмосферу внаслідок аварій атомних установок, оскільки радіоактивне опромінення скорочує життя людини, спричиняє пухлини кісток, лейкемію, розлад нервової системи, порушення генетичної основи організму. Проблемою є утилізація радіоактивних відходів. На сьогодні найоптимальнішим вважається захоронення радіоактивних відходів у покинутих соляних шахтах або у спеціальних сховищах у товщі соляного шару, куди не проникає вода, але це не може гарантувати повної безпеки.

Відхідні гази будь-яких промислових підприємств розсіюються в атмосфері. Найбільше значення для розсіювання шкідливих речовин має тропосфера. Знаючи її особливості, умови викиду шкідливих речовин в атмосферу, кліматичні, погодні та географічні фактори можна легко прогнозувати (на основі математичного моделювання) зону розповсюдження забруднень.

Загальна маса світових промислово-побутових викидів становить приблизно 600 гігатон (Гт) на рік. За останні 100 років в атмосферу надійшло 1,55 мегатонн (Мт) кремнію, 1,5 Мт миш’яку, більше ніж по 1 Мт нікелю та кобальту, по 0,6 Мт цинку і сурми. Про динаміку викидів забруднюючих речовин зі стаціонарних джерел за основними видами економічної діяльності свідчать дані табл.1.3.

Таблиця 1.3

Динаміка викидів забруднюючих речовин зі стаціонарних джерел за основними видами економічної діяльності

Нераціональна промислово-побутова діяльність нерідко призводить до локальних та регіональних екологічних криз (високе забруднення атмосферного повітря Донецького і Придністровського регіонів України, смоги (димові тумани) в Лос-Анджелесі, Нью-Йорку, Чикаго, Токіо, Мілані), у ній закорінені і глобальні екологічні проблеми, які тривожать усе людство: потепління клімату, кислотні опади, руйнування озонового екрана атмосфери та запустелювання.