Экологические чрезвычайные ситуации

На всех этапах своего развития человек тесно связан с окружающим миром. С возникновением высокоиндустриального общества вмешательство человека в природу резко усилилось, стало опасным и грозит в ближайшем будущем превратиться в глобальную угрозу для человечества. Если в 1970 г. общий объем загрязняющих природную среду отходов производства составлял 40 млрд тонн, то в 2000 г. он увеличился до 100 млрд тонн, т. е. в 2,5 раза. Объем загрязненной воды возрос за это время в 10 раз. Суммарная площадь территорий с острой экологической ситуацией в настоящее время в 17 раз превосходит площадь природных заповедников и заказников. Экономический ущерб от загрязнения природы равен примерно половине национального дохода России.

Зонами чрезвычайной экологической ситуации являются такие участки территории, на которых в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, состоянии естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных. Зонами экологического бедствияпризнаются такие территории, на которых в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, природного равновесия, разрушения естественных экологических систем, деградация флоры и фауны.

Чрезвычайные ситуации экологическогохарактера возникают вследствие природных и/или техногенных чрезвычайных ситуаций, охватывают все стороны жизни и деятельности человека и по характеру явлений подразделяются на 4 основные группы:

1. Изменения состояния суши (загрязнение и деградация почв, эрозия, заболачивание, опустынивание).

2. Изменение свойств воздушной среды (недостаток кислорода, выброс вредных и радиоактивных веществ в атмосферу, кислотные дожди, шумы, разрушение озонового слоя).

3. Изменение состояния гидросферы (истощение и загрязнение водной среды).

4. Изменение состояния биосферы (нарушение равновесия в природе – гибель растений, животных, загрязнение биосферы).

Изменения состояния суши. Загрязнение почв.Жизнь человека неразрывно связана с почвой. Почвойназывается рыхлый плодородный поверхностный слой земной коры, представляющий собой комплекс минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством микроорганизмов, простейших, беспозвоночных (червей, нематод) и насекомых.

Важнейшей составной частью почвы, определяющей ее плодородие, является гумус (от лат. gumus – земля, почва) или перегной, образовавшийся в результате разложения органических остатков и содержащий элементы питания растений. Несмотря на наличие органических веществ, гумус не загнивает, не выделяет зловонных газов, не привлекает мух и не содержит болезнетворных микробов. Процесс почвообразования сложен и длителен. Пользоваться этим величайшим природным богатством необходимо разумно.

Разрушение почвенного покрова происходит в связи с водной и ветровой эрозией (от лат. erosio – разъедание), многократно ускоряемой нерациональными системами землепользования, когда образуются так называемые «нарушенные» земли в процессе горных работ и строительства, а также в результате загрязнения.

Почва загрязняется твердыми и жидкими бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными отходами. Кроме того, вредные химические вещества накапливаются в почве вокруг предприятий, выбрасывающих в воздух неочищенные газы. Химические и радиоактивные соединения могут попадать в почву и с атмосферными осадками, загрязненными промышленными и аварийными выбросами. Так могут сформироваться целые техногенные и геохимические провинции, неблагоприятные для проживания населения. Наконец, загрязнение почвы может происходить в результате специального внесения в нее химических удобрений и ядохимикатов, при использовании избыточных их количеств или применении препаратов, устойчивых к бактериальной деградации (разложению), например, ДДТ.

Перегрузка почвы нечистотами, органическими отбросами и химическими веществами замедляет самоочищение. При этом создаются условия для развития гнилостной анаэробной микрофлоры, в результате жизнедеятельности которой образуются зловонные продукты, загрязняющие атмосферный воздух. Такие интенсивные, неприятные запахи нередки в районах городских свалок, становящихся также местами размножения грызунов и выплода мух.

В Российской Федерации к середине 90-х годов общее количество всех видов накопленных бытовых и производственных, сельскохозяйственных и промышленных отходов составило около 45 млрд тонн. Под их складирование занято не менее 250 тысяч гектаров земельной площади.

Твердых бытовых отходов ежегодно образуется более 130-ти млн м³. Промышленным методом перерабатывается ничтожно мало, только 3,5%, а остальные бытовые отходы вывозятся на полигоны и свалки.

Количество бытовых отходов возрастает по мере повышения жизненного уровня. Одной из причин роста бытовых отходов стало широкое развитие торговли с самообслуживанием, потребовавшее большого количества упаковочных материалов. Среди последних, имеется немало таких, которые не утилизируются и не разрушаются почвенными микроорганизмами. Пластмассовые стаканчики, пластиковые пакеты и пленки для своего разрушения требуют более 20-ти тысяч лет.

Бытовые отходы могут содержать патогенные микроорганизмы, грибки, яйца гельминтов. Вне населенных пунктов почвенная микрофлора состоит обычно из безвредных микроорганизмов. Возбудители инфекционных заболеваний попадают в нее с нечистотами (фекалиями, мочой), но не находят там благоприятных условий для развития и относительно быстро погибают. Опасность заключается в том, что еще до своей гибели, они могут проникать в водоемы, загрязнять овощи, фрукты, руки людей. Главную роль в распространении микроорганизмов, не образующих спор, таких, как возбудители кишечных инфекций, туляремии, бруцеллеза, играет не почва, а водный и пищевой пути передачи.

Длительно выживают в почве спорообразующие патогенные микроорганизмы столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы и ботулизма. Заражение столбняком и газовой гангреной происходит в случае загрязнения почвой, содержащей возбудителей этих заболеваний, царапин, ран и травматических повреждений, нарушающих целостность кожных покровов. В связи с этим всем лицам с повреждениями кожных покровов, загрязненными землей, необходимо вводить противостолбнячную сыворотку, а детей, военных, пожарных и землекопов вакцинировать против столбняка.

Почва может быть источником распространения гельминтозов, вызываемых паразитическими червями (особенно аскаридоза и трихоцефалеза). Яйца гельминтов попадают в почву с фекалиями. Там на глубине 2-10 см, защищенные от солнечных лучей и высыхания, яйца аскариды вызревают и сохраняются свыше года, перенося даже замораживание. Яйца гельминтов находят в почве дворов и детских площадок, на пляжах, в ящиках с песком для игр. Они попадают в организм человека с загрязненными овощами и водой, с почвенной пылью. Как и в случае кишечных инфекций, заражение может произойти при еде грязными руками.

Обитают в почве и патогенные грибки, вызывающие различные микозы. Для распространения этих заболеваний характерно проникновение через кожу в местах ее повреждения. Грибковые заболевания чаще наблюдаются среди людей, ходящих босиком, а также у тех, кто по роду деятельности (на сельскохозяйственных и земляных работах) подвержен опасности точечных повреждений кожи шипами и колючками. Споры грибков могут также попадать в атмосферный воздух вместе с почвенной пылью, удобренной птичьим пометом.

Возрастающее использование в сельском хозяйстве продуктов химического синтеза – минеральных удобрений, пестицидов, гербицидов, фунгицидов, фумигантов – породило проблему химического загрязнения почвы. В Российской Федерации в последние годы приблизительно в 25% проб исследуемой почвы обнаруживается наличие пестицидов, в том числе в 1,5% – в опасных количествах. С точки зрения экологических и гигиенических требований в сельском хозяйстве должны использоваться лишь те химические препараты, разложение которых активно осуществляется обычной почвенной микрофлорой.

Использование больших количеств продуктов химического синтеза вызывает высокое суммарное повреждение генофонда популяции, проживающей на данной территории. Способность изменять наследственный аппарат клеток (так называемый мутагенный эффект) выявлен у 49,8% всех исследованных пестицидов. Это значительно более высокий процент, чем в среднем по химическим веществам, используемым в народном хозяйстве, где он не превышает 10%. Поэтому необходим скорейший переход на производство и применение малотоннажных пестицидов нового поколения, а также широкое использование биологических средств защиты растений.

В роли основных загрязнителей почв выступают также металлы и их соединения, радиоактивные элементы.

К наиболее опасным загрязнителям почв относят ртуть и ее соединения. Ртуть поступает в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть и различные ее соединения.

Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается его до 25-ти кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль крупных автострад.

Вблизи крупных центров черной и цветной металлургии почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них.

Твердые промышленные отходы являются главными источниками загрязнения почвы токсическими веществами. По данным ВОЗ, около 50% промышленного сырья в конечном итоге становится отходами, причем около 15% обладает кислотными, щелочными или, безусловно, токсическими свойствами. Основное количество отходов образуется при добыче рудных, нерудных и горючих ископаемых.

Тяжелые специфические изменения окружающей среды происходят при хозяйственном освоении Севера, где сосредоточены основные наши месторождения нефти и газа. Большой ущерб природной среде там наносят не только промышленные и бытовые отходы, но и применение гусеничного транспорта в теплый период года, когда моховой покров тундры находится в оттаявшем состоянии. Следы тяжелой техники сохраняются в тундре многие годы.

Значение проблемы борьбы с загрязнением почвы при возрастающем количестве бытовых, сельскохозяйственных и промышленных твердых отходов повышается по мере роста численности населения и увеличения количества и размеров городов.

Опустынивание земель. Опустынивание земель является на данный момент одной из значимых глобальных проблем. Во время распашки полей мириады частиц плодородного почвенного покрова поднимаются в воздух, рассеиваются, уносятся с полей потоками воды, осаждаются в новых местах, в громадных количествах безвозвратно уносятся в Мировой океан. Естественный процесс разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, смыва и развеивания его частиц многократно усиливается и ускоряется, когда люди распахивают слишком много земель и не дают почве «отдохнуть».

Почвенная эрозия – сугубо местное явление – ныне приобрела всеобщий характер, особенно велика она в самых больших и густонаселенных странах. В США, например, около 44% обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России полностью исчезли уникальные богатые черноземы с содержанием гумуса 14-16%, которые называли цитаделью русского земледелия; площади самых плодородных земель с содержанием гумуса 10-13% сократились почти в 5 раз.

Почвенная эрозия не только уменьшает плодородие и снижает урожайность, вследствие этого процесса гораздо быстрее, чем обычно предусматривается в проектах, заиливаются искусственно сооружаемые водные резервуары, сокращаются возможности орошения, получения электроэнергии от гидроэлектростанций. Особенно тяжелая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная пустыня. Поразительную картину представляет собой плато Шиллонг в районе Черапунджи, расположенное на северо-востоке Индии. Это самое дождливое место в мире, где в среднем за год выпадает больше 12-ти тыс. мм осадков. Но в сухой сезон, когда прекращаются муссонные ливни (в октябре-мае), район Черапунджи напоминает пустыню. Почвы на склонах плато практически смыты, обнажаются бесплодные песчаники.

Один из самых глобальных и быстротечных процессов современности – расширение опустынивания, падение и – в самых крайних случаях – полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным условиям естественной пустыни.

Пустыни – это естественные образования, играющие определенную роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты. Величайшей пустыней земного шара является Сахара: ее площадь превышает 9 млн км², что составляет более половины территории России. Однако в результате деятельности человека к концу XX в. появилось еще свыше 9-ти млн км² пустынь, а всего они охватили уже 43% общей площади суши.

Около 1/6 населения мира страдает от процесса опустынивания. Он происходит в разных климатических условиях, но особенно бурно – в жарких, засушливых районах. В Африке находится почти треть всех аридных областей мира; они широко распространены также в Азии, Латинской Америке и Австралии. В среднем за год 6 млн га обрабатываемых земель подвергаются опустыниванию (полностью разрушаются), кроме того, свыше 20-ти млн га земель снижают свою продуктивность. Такова скорость приближения к порогу необратимого разрушения.

Как считают эксперты ООН, современные потери продуктивных земель привели к тому, что к настоящему времени мир лишился почти 1/3 своих пахотных земель. Такая потеря в период значительного роста населения и увеличения потребности в продовольствии может стать поистине гибельной для человечества.

Процесс опустынивания обычно вызывается совокупным действием природы и человека. Особенно губительно это действие в аридных районах со свойственными им хрупкими, легко разрушающимися экосистемами. Уничтожение скудной растительности вследствие чрезмерного выпаса скота, вырубки деревьев и кустарников, а также распашка земель, мало пригодных для земледелия, и другие виды хозяйственной деятельности, нарушающие неустойчивое равновесие в природе, многократно усиливают действие ветровой эрозии, иссушение верхних слоев почвы. Резко нарушается водный баланс, снижается уровень грунтовых вод, пересыхают колодцы. Разрушается структура почв, усиливается их насыщение минеральными солями. Вследствие избыточной хозяйственной нагрузки сложно организованные бассейново-речные системы превращаются в примитивные пустынные ландшафты.

Опустынивание и опустошение могут возникнуть в любых климатических условиях как результат разрушения природной системы. Но в аридных областях «двигателем» опустынивания становится еще и засуха. В истории человечества есть примеры того, как опустынивание, развивающееся в результате неумелой и неумеренной хозяйственной деятельности, разрушало целые цивилизации.

Основное отличие опыта истории от сегодняшнего дня состоит в темпах и масштабах. Чрезмерно активная хозяйственная деятельность, ущерб от которой накапливался столетиями и даже тысячелетиями, ныне оказалась спрессованной в десятилетия. Если раньше под слоем песка погибали отдельные города, то теперь процесс опустынивания, зарождаясь в различных местах и имея региональное проявление, принял глобальные масштабы. Накопление в атмосфере углекислого газа, усиление запыленности и задымленности атмосферы ускоряют опустынивание суши.

В 80-х гг. бедствия, приносимые засухой и опустыниванием, приобрели в Африке континентальные масштабы. В 1985 г. в Африке погибло около 1 млн ее жителей, 10 млн человек стали «экологическими беженцами». Последствия этих процессов испытывают 34 африканские страны и 150 млн людей.

Загрязнение почв пестицидами и агрохимикатами. Появление в почве различных химических соединений и токсикантов в больших концентрациях пагубно влияет на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов с тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудитель тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных – лишь в течение 2-3-х суток. А от уровня содержания нитратов в продуктах питания напрямую зависит онкологическая и аллергическая заболеваемость, которая в России резко возросла за последние годы. Установлено, что потребление животными корма с содержанием нитратов более 1% сухой массы приводит к его гибели.

В последнее время выявлено, что большое количество нитратов в удобрениях снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов – закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное потребление минеральных удобрений может вызвать в ряде районов подкисление почв.

Что касается влияния пестицидов на здоровье населения, многие ученые приравнивают его к воздействию радиоактивных веществ. Это обусловлено тем, что загрязнение почв пестицидами (а через них – сельскохозяйственной продукции) вызывает не только интоксикацию человека, но и ведет к существенному нарушению его воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демографическим последствиям.

Наиболее подвержены воздействию пестицидов дети в возрасте до 14-ти лет.

Даже в ничтожных концентрациях некоторые пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них – ДДТ – в нашей стране и ряде других стран запрещено.

Изменение свойств воздушной среды. В настоящее время выделяются три основные источника загрязнения атмосферы: промышленность, транспорт и котельные, которые потребляют более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха в разных регионах различна. Общепризнано, что наиболее сильно загрязняют воздух теплоэлектростанции (ТЭС), вместе с дымом выбрасывающие в воздух сернистый и углекислый газ, а также металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, в результате деятельности которых в воздух попадают оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка. В этот список можно включить, кроме того, химические и цементные заводы.

Атмосферные загрязнители подразделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения первичных. Так, сернистый газ (SO₂) окисляется в атмосфере до серного ангидрида (SO₃), который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. В результате реакции серного ангидрида с аммиаком возникают кристаллы сульфата аммония. Аналогичным образом – путем химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы – образуются другие вторичные загрязнители.

Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли – твердые или жидкие атмосферные частицы, обладающие малыми скоростями осаждения. Аэрозоли подразделяются на пыль (размеры частиц более 1 мкм), дым (размеры твердых частиц менее 1 мкм) и туман (размеры жидких частиц менее 10 мкм).

Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для живого организма, а у людей они вызывают специфические заболевания. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц – 11-51 мкм. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Пыль – один из наиболее распространенных загрязнителей атмосферы. Она оказывает вредное воздействие на живые организмы, растительный мир, ускоряет разрушение металлоконструкций, зданий, сооружений.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, а также обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в них обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже – оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена; встречается асбест.

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы – искусственные насыпи из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, а также ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат и массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (1250-3000 т взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 12-ти тыс. м³ условного оксида углерода и более 1150-ти т пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств – измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов – всегда сопровождаются выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

Отработанные газы автотранспорта содержат ряд продуктов полного и неполного сгорания топлива, которые могут вступать в фотохимические реакции с оксидами азота, образуя смог – сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов. От него страдают люди, животные, растения, разрушаются покрытия зданий, скульптуры.

Различают смог ледяной, влажный и фотохимический.

Ледяной смог (аляскинского типа) – это сочетание газообразных загрязнителей, пылевых частиц и кристалликов льда, возникающих при замерзании капель тумана и пара отопительных систем.

Смог лондонского типа (влажный) возникает в результате сочетания густого тумана с примесью газообразных загрязнителей – дыма и газовых отходов производства (в основном сернистого ангидрида SO₂) и пылевых частиц.

Фотохимический смог (сухой, лос-анжелесского типа) – это пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая под действием ультрафиолетовой радиации Солнца и воздухе в результате фотохимических реакций, происходящих в атмосфере в присутствии газовых выбросов автомобилей и химических предприятий.

Лондонский смог 1952 г. за 3-4 дня погубил более 4-х тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезмерно загрязнен токсическими примесями. 5 декабря 1952 г. над всей Англией возникла зона высокого давления и в течение нескольких дней сохранялась безветренная погода. Однако трагедия разыгралась только в Лондоне, где была высокая степень загрязнения атмосферы. Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сот тонн дыма и диоксида серы SO_2. При сопоставлении загрязненности атмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено, что смертность увеличилась прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и SO_2. Главный действующий компонент смога лондонского типа именно диоксид серы (5-10 мг/м³ и выше).

Фотохимический смог может возникать при более низких концентрациях загрязнителей, чем лондонский, и для него более характерно желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман.

Появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы.

У людей фотохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Смог оказывает вредное влияние и на растения, особенно на бобы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения. Сначала наблюдается набухание листьев. Через некоторое время нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок, а на верхних появляются пятнистость и белые налеты. Затем происходит быстрое увядание растения. Фотохимический туман вызывает коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта.

В процессе фотохимических реакций возникают вещества, значительно превосходящие исходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога – фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты), оксиды (IV) азота, оксид (II) и оксид (IV) углерода, углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, метанол и т. д. Эти вещества в меньших количествах всегда присутствуют в воздухе больших городов, в фотохимическом смоге их концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.

Загрязнение атмосферы выбросами промышленных предприятий и подвижными источниками выбросов. В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости от уровня развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70% общей массы выбросов.

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (на их долю приходится около 75%), самолеты (около 5%), автомобили с дизельными двигателями (около 4%), тракторы и другие сельскохозяйственные машины (около 4%), железнодорожный и водный транспорт (около 2%).

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, а доля оксидов азота – при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме «зеленой волны», которые существенно сокращают число остановок транспорта на перекрестках, призваны снизить загрязнение атмосферного воздуха.

Несмотря на то, что дизельные двигатели более экономичны и таких веществ, как оксид углерода (СО₂), диоксид азота (NO₂), выбрасывают не более, чем бензиновые, они дают существенно больше дыма (преимущественно несгоревшего углерода, который, к тому же, обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). А если учесть, что дизельные двигатели производят сильный шум, становится понятно, что они воздействуют на здоровье человека гораздо больше, чем бензиновые двигатели.

Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (как и дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный глазу шлейф дыма.

Согласно полученным данным, значительная часть топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки. Доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете.

В течение последних 10-15-ти лет большое внимание уделяется исследованию эффектов, которые возникают в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку перечисленные загрязняющие вещества разрушают озон (озоновые дыры), то первоначально создалось мнение, что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона, с последующим губительным воздействием ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако тщательный анализ этой проблемы позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросов сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы.

Наиболее опасны для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана – увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Уменьшение концентрации озона только на 1% приводит к увеличению интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли на 15%. В свою очередь, это, согласно официальным данным ООН, приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также снижению иммунитета как у человека, так и у животных.

Кроме негативного влияния на здоровье, истощение озонового слоя способствует усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почв, общему загрязнению окружающей среды.

Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, считают фреоны (хладоны), которые широко используются как газы-носители (пропилленты) в различного рода холодильных установках, аэрозольных баллончиках и т. п.

Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир.Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм преимущественно через дыхательную систему. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку до 50% частиц радиусом 0,01-0,1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхит, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний.

Оксид углерода (IV).Образуется при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Активно реагирует с составными частями атмосферы, способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта. Ежегодно в атмосферу поступает не менее 1250 млн т этого газа.

Парниковые газы беспрепятственно пропускают к Земле солнечную радиацию, но задерживают тепловое излучение Земли. В результате повышается температура ее поверхности, изменяются погода и климат.

Ученые подсчитали, что в XX столетии средняя температура на Земле увеличилась на 1 градус. По прогнозам, к 2100 г. она возрастет на 3 градуса, что приведет к мощному таянию «вечных» льдов Антарктики и Арктики, повышению уровня Мирового океана на несколько метров, затоплению огромных участков территории, включая такие прибрежные города, как Токио, Нью-Йорк, Венеция.

Под парниковым эффектомпонимают возможное повышение глобальной температуры планеты, обусловленное постепенным накоплением парниковых газов в атмосфере и изменением теплового баланса.

Основным парниковым газом является диоксид углерода – CO_2. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 66%. К другим парниковым газам относятся метан (около 18%), оксиды азота (примерно 3-5%), а также озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (остальное).

Сернистый ангидрид (SO₂)выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд. SO₂ в смеси с твердыми частицами (при концентрации дыма 150-200 мкг/м³) приводит к нарастанию симптомов затрудненного дыхания и обострению болезней легких. При концентрации дыма 500-750 мкг/м³ резко увеличивается число больных и повышается количество смертельных исходов. Серный ангидрид (SO₃)образуется при окислении сернистого ангидрида и в дальнейшем превращается в раствор серной кислоты в дождевой воде – «кислотные дожди», которые подкисляют почву, обостряя тем самым заболевания дыхательных путей человека.

В последние 20-30 лет возникла сложная экологическая проблема кислотных дождей (реакция среды pH<5,0). При сжигании различных видов топлива, а также с выбросами различных предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азота, при взаимодействии которых с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме дает раствор с кислой реакцией.

Кислые осадки, попадая в водные источники, повышают кислотность и жесткость воды. Такая вода сильно подавляет деятельность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависят рост и развитие организмов, живущих в воде.

Кислые осадки повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов, способствуют вспышкам численности вредных насекомых. Особенно сильно повреждаются хвойные леса.

В образовании кислотных дождей принимают участие не только оксиды серы, но и оксиды азота (наиболее опасным оксидом азота является NO₂). Основными источниками выброса оксидов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, вискозный шелк.

Соединения фтора. Источники загрязнения – предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Соединения хлора.Поступают в атмосферу с химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, соду, гидролизный спирт, хлорную известь. Токсичность хлора определяется видом соединения и его концентрацией.

Назовем некоторые другие загрязняющие воздух вещества, вредно действующие на человека. Установлено, что у людей, профессионально имеющих дело с асбестом, повышена вероятность раковых заболеваний. Бериллий оказывает вредное воздействие на дыхательные пути, а также на кожу и глаза. Пары ртути нарушают работу центральной нервной системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме, то в конечном итоге ее воздействие приводит