Глобальные и локальные проблемы загрязнения воздушной среды

 Геоэкологические проблемы могут иметь глобальный характер, когда они охватывают поверхность Земли, соизмеримую с размерами 104 океанов или континентов, а также если касаются ее атмосферы и гидросферы. В таком случае оказывается, что возникающие геоэкологические проблемы обладают универсальным характером. Региональные и локальные геоэкологические проблемы хотя и охватывают ограниченные территории, но способны расширяться и многократно повторяться и в конце концов перерасти в глобальные. Загрязнение атмосферного воздуха — характерный пример геоэкологической универсальной проблемы, встречающейся как на локальном, так и на региональном уровне, но при определенных обстоятельствах оно способно охватить целый континент и перерасти в глобальную проблему. В настоящее время фоновое загрязнение отдельными элементами и соединениями охватывает целые континенты. К числу загрязнителей относятся парниковые газы, оксиды азота, серы и некоторые другие газообразные соединения. Их постепенное накопление в атмосфере свидетельствует о том, что этим соединениям удалось преодолеть естественный экологический барьер, т.е. биосферную мембранную систему, что существующая природная поглотительная емкость атмосферы исчерпана, а естественные природные резервуары — Мировой океан, наземная гидросфера и педосфера — оказались неспособными принять новые дополнительные порции этих веществ. На постепенно возрастающее накопление парниковых газов в результате хозяйственной деятельности человека наложились крупные пятна локального загрязнения воздуха. Ему оказались подверженными крупные промышленные центры и городские агломерации. Проблема загрязнения крупных промышленных центров возникла в 60-е годы XX в. Это одна из важнейших проблем, прямо влияющая на щоровье людей и состояние селитебных и пригородных экосистем. Атмосферный воздух во всех больших городах из-за высокого содержания вредных веществ и смога настолько загрязнен, что ежесуточное вдыхание такого воздуха эквивалентно выкуриванию двух-трех пачек сигарет без фильтра. На территории России высокое загрязнение атмосферного воздуха (допустимый уровень превышен в десять раз и более) в 1997 г. было зафиксировано в 66 городах, а превышение допустимого уровня по одной или нескольким примесям отмечалось в 187 городах, в которых проживает около 65 млн человек. Несмотря на то что уровень загрязнения воздуха в целом снизился из-за остановки или сокращения целого ряда производств, по-прежнему в ряде городов средние уровни концентраций загрязняющих веществ остаются высокими. Это связано с неритмичной работой предприятий, отсутствием или низким качеством работы очистных сооружений и залповых выбросов загрязнений. Во многих городах резко возрос выброс загрязняющих веществ вследствие роста количества автомобилей. Основными источниками загрязнений воздуха являются предприятия тепловой энергетики, черной и цветной металлургии, хими105 ческой и цементной промышленности, нефте- и газопереработки, транспорт (кроме транспорта, работающего на электрической тяге). Иногда в атмосфере из относительно безопасных веществ может образоваться пестицид — трихлоруксусная кислота (ТХК), которая затем поглощается растениями (рис. 6.18). Повышенное содержание ТХК обнаружено в листьях деревьев в различных регионах мира. Согласно существующим данным, в 150 городах России объем выбросов транспорта превышал объем выбросов промышленных предприятий. В Москве вследствие вывода некоторых предприятий за пределы города и установки на них специальных фильтров, в частности окислителей выхлопных газов, объемы выбросов медленно сокращаются. Выбросы в атмосферу от работы транспорта составляют до 70 % общего объема выбросов. Каждый индустриальный источник загрязнения выделяет свой специфический набор загрязняющих веществ: Высокое загрязнение атмосферного воздуха существенно повышает заболеваемость населения. В сельской местности заболеваемость увеличилась на 15 %, а в городах возросла по крайней мере в два раза. Рис. 6.18. Циклы, ведущие к образованию трихлоруксусной кислоты в естественной среде 106 В экосистемах на городских территориях и в пригородах накапливаются соединения тяжелых металлов, растительность угнетена или сильно трансформирована. Радиус вредного воздействия предприятий зависит от их производительности и мощности и может достигать десятков километров. Например, вокруг г. Норильск растительность погибла или чрезвычайно трансформирована на расстоянии до 150 км от города, а это северотаежная зона. В окрестностях Братского алюминиевого завода и Братского лесопромышленного комплекса постепенно деградируют лесные экосистемы, в первую очередь высыхают сосны. В окрестностях некоторых центров цветной промышленности на Кольском полуострове практически отсутствует лесная растительность. В России регулярный государственный учет выбросов загрязняющих веществ, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду, ведется на 25 ООО предприятиях. Государственная служба наблюдений за загрязнением окружающей среды России ежегодно измеряет концентрацию вредных веществ в воздухе практически во всех населенных пунктов с населением более 100 тыс. человек. Основными направлениями защиты приземной атмосферы от загрязнения являются: • санитарно-технологические мероприятия — строительство сверхвысоких труб, установка газопылеочистного оборудования (уловителей, мембран, фильтров), герметизация производственных и технологических процессов, внедрение нового оборудования и т.д. Основная масса очищаемых и улавливаемых веществ — это тонкие твердые частицы. Во многих ведущих странах, в том числе и в России, в тепловой энергетике, черной и цветной металлургии, химической промышленности улавливается до 90 % пылевых частиц, но уровень газовой очистки до сих пор не превышает 50 —60 %; • технологические мероприятия — внедрение малоотходных или безотходных технологий, использование более чистого сырьевого материала, проведение соответствующей очистки сырья, замена сухих технологических способов производства на влажные и т.д.; • пространственно-планировочные мероприятия — выделение санитарно-защитных зон, планировка городской и промышленной застройки с учетом преобладающего направления ветров в данной местности, проведение озеленительных работ и т.д.; • контрольно-запретительные мероприятия — широкое использование в практике предельно допустимых концентраций веществ и предельно допустимых выбросов в окружающую среду, запрещение производства отдельных веществ, временная, частичная или полная остановка производства, загряз107 няющего воздух, мониторинг выбросов вредных веществ в атмосферу. В ряде стран утверждены стандарты, ограничивающие допустимые уровни загрязнения. Основным показателем, который применяют в России для качества контроля воздушной и водной среды, являются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК). Обычно используют два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДКР 3) и и атмосферном воздухе населенного пункта (ПДКа в). ПДКа в — это максимальная концентрация примесей в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия, и не оказывает вредного влияния на окружающую среду в целом. Надо отметить, что во многих случаях содержание вредных веществ при выбросах из трубы предприятия может превышать уровень ПДК, но вследствие очень высокой подвижности атмосферы происходит быстрое перемешивание и рассеивание примесей, часть примесей оседает на почву или рядом расположенные водоемы. Таким образом, на уровне земной поверхности содержание вредных веществ может оказаться ниже ПДК. Поэтому в природоохранной практике обычно используют норматив, называемый предельно допустимым выбросом (ПДВ). Его устанавливают с таким расчетом, чтобы концентрация загрязняющих веществ в приземном слое воздуха не превышала нормативов качества воздуха для населения, растений и животных. В том случае, если концентрация все же больше, чем ПДК, а снижение ПДВ до необходимых значений не может быть обеспечено по технологическим причинам, устанавливают временно согласованные выбросы (ВСВ).