Опасности техносферы. Источники опасности. ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ. Загрязнение атмосферы.

Опасность — свойство человека и компонент окружающей среды, способные причинять ущерб живой и неживой материи. При оценке условий возникновения и реализации опасностей важно понимать, что опасное воздействие возможно лишь в системе «источник опас­ности — объект защиты», а признание потока воздействия опасным зависит не только от его параметров, но и от способности объекта за­щиты воспринимать тот или иной поток вещества, энергии или ин­формации. Атмосферный воздух всегда содержит не­которое количество примесей, поступающих от естественных и тех­ногенных источников. К числу примесей, выделяемых естественны­ми источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающую при эрозии почвы, час- j тицы морской соли); туман; дым и газы от лесных и степных пожаров;газы вулканического происхождения; различные продукты расти­тельного, животного происхождения и др.

Естественные источники загрязнений бывают либо распределен­ными, например выпадение космической пыли, либо локальными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоно­вым и мало изменяется с течением времени. в атмосферу выбрасы­ваются и другие, более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары пла­виковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органиче­ские растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество увеличи­вается. Высокие концентрации и миграция примесей в атмосферном воз­духе стимулируют их взаимодействие с образованием более токсич­ных соединений (смога, кислот) или приводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х годах XX в. в г. Лос-Анджелес, теперь периодически наблюдаются во мно­гих городах мира.

Кислотные дожди известны более 100 лет, однако проблема этих дождей возникла около 25 лет назад.

Источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: S0₂, NO_x, H₂S. Кислотные дожди воз­никают вследствие неравномерного распределения этих газов в атмо­сфере. Источниками поступления соединений серы в атмосферу явля­ются: естественные (вулканическая деятельность, действия микроор­ганизмов и др.) 31...41 %, антропогенные (ТЭС, промышленность и др.) 59...69 %; всего поступает 91...112 млн т в год.

Источниками соединений азота являются: есте­ственные (почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63 %, антропогенные (ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37 %; всего поступает 51...61 млн т в год.

Серная и азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде ту­мана и паров от промышленных предприятий и автотранспорта. В го­родах их концентрация достигает 2 мкг/м³.

Различают два вида седментации: влажную и сухую. Влажная — это выпадение кислот, растворенных в капельной влаге, она возника- ет при влажности воздуха 100,5 %; сухая реализуется в тех случаях, ко­гда кислоты присутствуют в атмосфере в виде капель диаметром око­ло 0,1 мкм. Скорость седиментации в этом случае весьма мала и капли могут проходить большие расстояния (следы серной кислоты обнару­жены даже на Северном полюсе). В нашей стране повышенная кислотность осадков (рН = 4...5,5) отмечается в отдельных промышленных регионах. Наиболее неблаго­получны города Тюмень, Тамбов, Архангельск, Северодвинск, Воло­гда, Петрозаводск, Омск и др. Парниковый эффект. Состояние и состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловом балансе Земли. На ее долю приходится основная часть поступающей в биосферу те­плоты, дж/год: теплота от солнечной радиации составляет 25 • 10²³(99,8 %), теплота от естественных источников (из недр Земли, от животных и др.) —37,46 • Ю²⁰(0,18 %), теплота от антропогенных источников (энергоустановок, пожаров и др.) — 4,2 • 10²°(0,02 %).

Экранирующая роль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли в космос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное время находилась на уровне около + 15°С. Расчеты показывают, что при отсутствии атмосферы средняя температура поверхности Земли составляла бы приблизительно - 15°С.

Основная доля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазоне, а излучаемая поверхностью Земли энергия — в инфракрасном (ИК). Поэтому доля отраженной лучи­стой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количества мно­гоатомных минигазов (С0₂, Н₂0, СН₄, 0₃ и др.) и пыли в ее составе. Чем выше концентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечной радиации уходит в космическое про­странство, тем больше теплоты задерживается в биосфере за счет пар­никового эффекта. Источниками техногенных парниковых газов являются: тепло­энергетика, промышленность и автотранспорт, они выделяют С0₂; химические производства, утечки из трубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступление СН₄; холодиль­ное оборудование, бытовая химия — фреонов; автотранспорт, ТЭС, промышленность — оксидов азота и т. п.

Парниковый эффект в атмосфере — довольно распространенное явление и на региональном уровне. Техногенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в круп­ных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1...5°С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из косми­ческого пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных дви­жениях больших масс атмосферного воздуха.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничиваются призем­ной зоной. Определенная часть примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультра­фиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновых культур, представляют собой источник кан- церогенной опасности для человека, стимулируют рост глазных забо­леваний.

Основными веществами, разрушающими озоновый слой, явля­ются соединения хлора, азота. По оценочным данным, один атом хлора может разрушить до 10⁵ молекул озона, одна молекула оксидов азота — до 10 молекул. Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканические газы; технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд», военные), в вы­хлопных газах которых содержатся до 0,1 % общей массы газов соеди­нения N0 и N0₂; ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота и хлора. В результате техногенного воздействия на атмосферу возможны следующие негативные последствия:-превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, N0₂, S0₂, C„H_W, бенз(а)пирена, свинца, безнола и др.) в городах и населенных пунктах;-образование смога при интенсивных выбросах NO*, C„H_m;-выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах

SO* NO,;-появление парникового эффекта при повышенном содержа­нии С0₂, NO*, 0₃, СН₄, Н₂0 и пыли в атмосфере, что способствует по­вышению средней температуры Земли;-разрушение озонового слоя при поступлении N0* и соедине­ний хлора в него, что создает опасность УФ-облучения.