Проблеми забруднення атмосфери

ВСТУП

     Глибоке порушення природної екологічної  рівноваги та напружений стан взаємин  між людиною і природою, що пов'язане  з невідповідністю виробничих сил  та виробничих відносин в людському  суспільстві ресурсним можливостям  біосфери, називають екологічною  кризою.

     В Україні розрізняють дві категорії  регіональних несприятливих екологічних  ситуацій: екологічна катастрофа, в  результаті якої гине велика кількість  живих організмів і веде до економічних  збитків, та екологічна небезпека, при  якій з'являються ознаки несприятливих  змін, що ставлять під загрозу здоров'я  людини, стан виробничих об'єктів та господарську діяльність.

     Кризи, катаклізми та інші порушення не були рідкістю впродовж історії цивілізації. Одна із перших екологічних криз була тоді, коли в результаті інтенсивного полювання були виснаженні запаси основної дичини - мамонтів, носорогів, гігантських  оленів, степових зубрів. Люди зрозуміли  свою помилку і перейшли від полювання  як основного способу отримання  їжі до землеробства та скотарства.

     При значному спустошенні земель в минулі століття - люди просто змінювали центр  господарювання.

      Але сьогодні екологічна криза має якісно іншу природу, яка стала основою  загальної деградації природного середовища. Тут значну роль відіграють технолого-виробничі причини, а також складний соціальний фон з розколом людського суспільства на конкуруючі блоки, які намагаються випередити один другого, нарощуючи виробництво, послуги, торгівлю. Прагнення досягти більш високого рівня за будь-яку ціну ведуть до ігнорування глобальних екологічних проблем. 

     Як  елементи тиску цивілізації на природне середовище виступають технології, що застосовуються в промисловості  та сільському господарстві, автомобільний  транспорт та урбанізація, атомні електростанції і військово-промислові комплекси  розвинутих країн світу, які є  найбільшими споживачами ресурсів та енергії.

     Сучасне екологічне становище не може розглядатися без минулого нашої країни, без  історії природокористування, без  обліку важливої для всіх нас моделі людина-виробництво-природа, а тому ми повинні дуже уважно розглянути, проаналізувати деякі принципи, механізми, чинники, які насамперед визначили  цей кризовий стан.

     Для більш детального огляду цієї проблеми здійснимо невелику подорож до тих  часів, коли людство не турбували  питання екологізації, чистоти довкілля, нагромадження відходів міст та промисловості, кінцевості ресурсів.

     Життя нерозривно пов'язане з природним  середовищем. На ранніх етапах свого  становлення людина, користуючись продуктами природи, не завдавала помітної шкоди  природним ресурсам. Але з посиленням практичної діяльності, пов'язаної з  винаходом знарядь праці, вплив  її на природу неухильно зростав. В останні десятиліття ХХ століття у зв'язку із високими темпами науково-технічного прогресу, небувалим розширенням  сфер матеріального виробництва  він став особливо значним і великомасштабним.

     Неухильно зростає населення нашої планети, що потребує відповідного збільшення видобутку й виготовлення життєвих ресурсів для забезпечення його проживання. Наслідки впливу людини на навколишнє середовище сумні й тривожні: порушуються  природні ландшафти, забруднюється  атмосфера, морські акваторії і  прісні водойми, руйнується грунтовий покрив, зменшуються лісові ресурси та чисельність видів рослин і тварин, хімічні сполуки, які циркулюють у біосфері, шкодять здоров'ю людини та всьому живому.

     В Україні екологічна криза значно поглибилась після аварії на Чорнобильській АЕС у квітні 1986 року. Ці обставини, а також складні соціально-економічні умови привели до різкого погіршення стану здоров'я населення та зниження його відтворення. Тепер в Україні  більше людей помирає, ніж народжується. Рішенням парламенту від 1992 року всю  територію нашої країни оголошено  зоною екологічного лиха.

   Тож у стосунках з природою людство  зіткнулося із серйозними і складними  проблемами. Цілком очевидно, що вплив  людини на природу нині значно перевищує  здатність біосфери до саморегуляції  і ставить загалом під загрозу  можливість її існування як системи. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Проблеми  забруднення атмосфери

     Атмосфера (від грецького “атмос” - пара і сфера) - газове середовище навколо Землі, що рухається разом із нею. Вона є невід'ємним чинником життя на нашій планеті, бо виконує терморегулюючі функції, захищає живі організми від шкідливої дії космічного випромінювання (рентгенівських, ультрафіолетових, гамма-променів та ін.). маса атмосфери приблизно становить 5,15×10¹⁵ тонн. Залежно від температурного режиму, її поділяють на тропосферу (приземний шар), стратосферу, мезосферу, термосферу та екзосферу.

     У тропосфері зосереджена основна маса повітря і сконцентроване все наземне життя. У стратосфері міститься озоновий шар, який захищає Землю від жорстких ультрафіолетових промінів Сонця.

     Україна лежить на шляху перенесення повітряних мас з Атлантики далеко на схід у центр Євразії. У середньому через її територію щороку проходять 45 циклонів (переважно восени, навесні і взимку) і 35 антициклонів (влітку, ранньої осені і взимку). Практично не буває тривалого застою повітря.

     Таким розташуванням пояснюється та обставина, що основні закордонні речовини -- забруднювачі повітря України прибувають до нас із заходу, а сама вона експортує власні викиди насамперед до Росії. За даними експертів, загальний баланс різко негативний. На нашій території залишається 76 500 тонн азоту з його діоксиду (NO2) і близько 40 000 тонн з оксиду (NO). Ми їх отримуємо насамперед з Польщі, Німеччини, Росії, Чехії, Білорусі, Румунії та віддаленіших західних сусідів. Приблизно така сама ситуація зі сполуками сірки, якої на нашій землі залишається приблизно 274 000 тонн щороку. Ланцюжок забруднювачів сіркою такий: Польща, Румунія, Німеччина, Чехія зі Словаччиною, Росія та інші країни.

     Та  все ж головні забруднювачі повітря є "рідними". Наростання маси викидів відбувалося до середини 80-х років XX ст., коли воно змінилося скороченням. Внаслідок розвалу економічного життя на початку 90-х кількість викидів різко зменшилася. Стало легше дихати, але важче жити.

     Основними забруднювачами були і лишаються підприємства енергетики і металургії. На них припадає понад 70 % усіх викидів оксиду азоту, а сполук сірки ще більше – 82 %. Перспективи на майбутнє невтішні, бо фінансова скрута змусить підприємства шукати якнайдешевше паливо. Для них буде надто дорогим екологічно чистий газ, який доведеться замінити на мазут і низькосортне вугілля. Якщо не буде знайдено коштів на доочищення викидів і не зменшиться обсяг виробництва у згаданих галузях, то годі чекати очищення повітря в промислових містах України.

     Вимірювання на території України свідчать, що практично в усіх великих містах постійно чи періодично шкідливі речовини присутні у повітрі у надмірній  кількості. На початок 90-х років XX ст. найбільшими викидами у повітря характеризувалися Кривий Ріг (1,15 млн т), Маріуполь (650 тис. т), Запоріжжя, Макіївка, Дніпропетровськ, Дніпродзержинськ (по 350 тис. т), Київ, Донецьк, Керч, Дебальцеве (по 300 тис. т), Комунарськ і Одеса (200 тис. т) та ін. Характерними для наших міст є порівняно високі рівні забруднення специфічними і органічними сполуками: бензопіреном, фенолом, формальдегідом, аміаком та ін. Дію на людину більшості з цих речовин описано в інших книгах (наприклад, у першому підручнику зі списку, що наведений у кінці книги). Тому наголосимо лише на менш відомому бензопірені, забруднення яким повітря в українських промислових містах особливо високе.

     Бензопірен (точніше – бензо(а)пірен) належить до групи поліцик-лічних ароматичних вуглеводнів, які й до втручання людини у довкілля були присутні всюди у невеликих кількостях. Трохи розчиняються у воді (одиниці мкг/л), на порядок вище – в крові людини. Леткий при кімнатних температурах, але основна його кількість у забрудненому ним повітрі завжди зв'язана з твердими частинками (це стосується і забрудненої води). Дощ суттєво і швидко очищає повітря від цієї речовини, змиваючи її в ґрунт.

     Бензопірен утворюється при всіх способах спалювання твердого і рідкого палива, під час практично всіх пожеж, виділяється при виверженнях вулканів, продукується на кожній кухні під час високотемпературної обробки їжі (смаження, копчення тощо). Ця речовина може потрапляти в наш організм всіма можливими способами (не тільки з повітрям, їжею, а й безпосередньо через шкіру). Комісія експертів-медиків зарахувала бензопірен і його "родичів" до групи канцерогенів, пухлиноініціююча дія яких незаперечне (дослідами) доведена для тварин. На основі закону екології про єдність живого його вважають потенційним канцерогеном для людей. Це припущення підтверджується фактом частих випадків виникнення кількох видів раку серед людей, які роками мають справу з середовищами з високою концентрацією бензопірену.

      Він не накопичується у м'ясі тварин, а знешкоджується чи виводиться назовні (висновок: м'ясо свиней, яких вирощували на обгорілих шашликах з великим  вмістом бензопірену, безпечне і майже чисте). Хоч не миттєво, але розкладається і нейтралізується у ґрунті. У рідинах бензопірен легко знищується обробкою озоном.

     Профілактичні заходи абсолютно необхідні для працівників, які щодня мають справу з цією речовиною. А для решти – вибір: весь час їсти не дуже смачне варене (і трохи зменшити своє "споживання" бензопірену й ризик раку) чи із задоволенням наминати смажене і копчене, втішаючись тим, що рак може виникнути з тисячі інших причин (від пиття надто гарячого чаю аж до дії чорнобильських радіонуклідів). 
 

2. Причини забруднення гідросфери

     Гідросфера - водна оболонка Землі, до неї входять усі океани і моря, озера, ставки, водосховища, річки, струмки та підземні води, льодовики і сніговий покрив.

     Вода - основний компонент життя. Вона необхідна  для життєдіяльності рослин, тварин, людини. Так, тіло людини на 2/3, а кров на 90% складаються з води. За її допомогою  транспортуються всі речовини в  організмі. Навіть 15%  -  не зневоднення небезпечне для організму людини.

     Швидкі  темпи розвитку промисловості, поява  нових водомістких виробництв, таких  як целюлозно-паперове, нафтохімічне супроводжується  збільшенням використання води. Величезну  кількість води потребує теплоенергетика  для охолодження агрегатів, а  також атомні електростанції, які  споживають її в 1,5-2 рази більше, ніж  теплові. Для кращого забезпечення людства продуктами харчування все  ширше застосовують зрошувальне  землеробство. Площа зрошувальних земель у світі постійно зростає.

     Однією  з причин дефіциту прісної води є  зменшення водоносності річок, що призводить до зниження запасів грунтових вод і збільшення поверхневого стоку. Внаслідок цього, під час дощів і танення снігу річки стають повноводними, а в посушливі періоди влітку міліють. На ці процеси впливає господарська діяльність людини - вирубування великих лісових ділянок, розорювання заплав, осушування боліт.

     Іншою причиною водного дефіциту є забруднення  води. Побутові і промислові стоки  перетворюють прозорі, багаті рибою  річки на каламутні канави, наповнені  отрутами і збудниками хвороб. Навіть одна тваринницька ферма чи цукровий завод може знищити малу річку. Найзабрудненіші річки й ставки у районах із високою концентрацією підприємств і складів мінеральних добрив. Чимало промислових стоків із металургійних та хімічних заводів забруднюють водойми отрутами, зокрема важкими металами та ціаністими сполуками.

     Надто шкідливими є побутові стоки, що містять  залишки органічних речовин - харчових та інших відходів, для розкладу яких потрібна велика кількість кисню. Подібно до побутових стоків значними забруднювачами води є відходи харчової промисловості, що потрапляють до каналізації. Концентрація органічних речовин у  них значно вища, ніж у побутових. Чи не найбільше стічних вод формується на бойнях, пивних, винних та цукрових заводах, кондитерських фабриках.

     Унаслідок надмірного використання і сільському господарстві хімічних препаратів, річки  та озера все більше забруднюються  різними отрутохімікатами та добривами, що змиваються з полів.

     Загрозливих розмірів досягло забруднення вод  Світового океану нафтопродуктами  під час буріння свердловин, експлуатації нафтопромислів, транспортування нафти  з районів видобування. Навіть незначні концентрації нафти в морській воді здатні порушити життєдіяльність і  спричинити загибель морських тварин і рослин. Тільки поблизу берегів  Англії від забруднення нафтою щорічно  гине близько 250 тис. водоплавних птахів.

     Велику  небезпеку для всіх водних джерел становить радіоактивне забруднення. Внаслідок випробувань атомної  зброї, викидів промислових підприємств, відходів атомних човнів ті аварій на атомних електростанціях у  водойми потрапляють радіонукліди. Вони накопичуються в живих організмах і згубно впливають на них. При  цьому концентрація радіоактивних  речовин у водних рослинах і тваринах у сотні і тисячі разів перевищує  їхню концентрацію у воді. Тому споживання продуктів Світового океану стає небезпечним.

     Через забруднення прісних водойм промисловими, тепловими і каналізаційними  стоками, нафтопродуктами, радіоактивними відходами, мінеральними добривами й отрутохімікатами, які потрапляють з полів разом зі струмками дощової та талої води, утворюють води, непридатні для життя людини, рослин і тварин.

     Забруднення водойм негативно позначається на туризмі  й відпочинку людей. Рибальстві та мисливстві. Адже місця відпочинку привертають  до себе увагу переважно наявністю  водойм. Проблеми забруднення прибережних  районів моря приблизно такі ж, як і внутрішніх вод, оскільки здатність  моря до самоочищення теж обмежена. Так, дуже напружена екологічна ситуація в районі м. Одеси, де внаслідок аварійних  скидів каналізаційних вод реєструють значне бактеріальне забруднення морської води.

     Побутові  відходи та стоки сільськогосподарських  комплексів нерідко є джерелами  багатьох інфекційних хвороб, зокрема  дизентерії, холери, вірусного гепатиту, паратифу тощо. Близько 500 млн. чоловік  на нашій планеті щорічно потерпають від хвороб, які виникли внаслідок  забруднення води. 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Причини та наслідки забруднення  літосфери

     Літосфера - верхня тверда оболонка земної кулі. Найважливішими її частинами є:

· поверхневий  родючий шар, або грунт,

· земні  надра (корисні копалини).

     Грунт - особливе природне тіло, що утворилось на материнській породі під виливом природних ґрунтоутворюючих факторів (клімат, рослинність, тваринний світ, рельєф місцевості, геологічний вік території) та діяльності людини.

     Ґрунт - це основа виробництва продуктів  харчування та кормів, органічної сировини, накопичувач поживних речовин для  рослин та води з опадів. Він діє  як фільтр, буфер ґрунтових вод, утворює  та очищує їх.

     Сучасний  стан ґрунтів такий, що він є не стільки природним тілом, скільки  продуктом людської діяльності.

     Шкідливий антропогенний вплив, а також  розгул стихій, природних та посилених  людиною, завдає ґрунтам величезної, інколи непоправної шкоди. Це, насамперед:

• водна і вітрова ерозія;
• погіршення ґрунтової структури;
• механічне руйнування та ущільнення ґрунту;
• постійне збіднення на гумус та поживні речовини;
• забруднення ґрунту мінеральними добривами, отрутохімікатами, мастилами та пальним;
• перезволоження та засоленість земель.

     Причинами зниження продуктивності ґрунтів та погіршення їх властивостей, у тому числі й в Україні є і  нераціональне використання земель, надмірна їх експлуатація.

     Антропогенний вплив людини на ґрунти може бути прямим і непрямим:

     1. Прямий вплив виявляється насамперед  у сільськогосподарській діяльності  людини.

     2. Непрямий вплив людини на грунт виявляється у:

• вирубуванні лісів;
• будівництві штучних водойм;
• надмірному випасанні тварин;
• будівництві об'єктів видобувної та переробної промисловості, дамб тощо.

   Основними джерелами забруднення ґрунту є:

     Житлові будинки та побутові підприємства: у числі забруднюючих речовин переважає побутове сміття, харчові відходи, фекалії, будівельне сміття, відходи опалювальних систем, сміття громадських закладів (лікарень, їдалень, готелів, магазинів тощо).

     Промислові  підприємства: у твердих і рідких промислових відходах постійно присутні ті речовини, які здатні спричиняти токсичний вплив на живі організми та їх угруповання. Наприклад:

• у відходах металургійної промисловості наявні солі кольорових та важких металів;
• машинобудівна промисловість засмічує довкілля ціанідами, сполуками арсену, берилію;
• при виробництві пластмас та штучних волокон утворюються відходи бензолу та фенолу; метанол, фенол, скипидар;
• кубові залишки - характерні відходи целюлозно-паперової промисловості.

     Теплоенергетика: окрім утворення значних кількостей шлаків при спалюванні кам'яного вугілля в атмосферу потрапляє багато сажі, оксидів сірки, які у кінці-кінців надходять у грунт.

     Сільське  господарство: мінеральні добрива, пестициди, хімічні засоби захисту рослин є джерелами забруднення ґрунту важкими металами (свинець, ртуть, цинк, манган); накопичення важких металів у ґрунті зумовлює зміни його складу і властивостей.

     Транспорт: при роботі двигунів внутрішнього згорання інтенсивно виділяються оксиди азоту, свинець, вуглеводні та інші речовини, які осідають на поверхні ґрунту або поглинаються рослинами. Крім того, під час руху автомобільного транспорту на трасах залишаються бензин, мастила, бруд із вмістом токсичних речовин, - все це дощовими потоками змивається в навколишні ґрунти.

     Самоочищення  ґрунтів практично не відбувається, або відбувається дуже повільно. Токсичні речовини накопичуються, що сприяє поступовим змінам хімічного складу ґрунту, порушенню  єдності геохімічного середовища та живих організмів. З ґрунту токсичні речовини можуть надходити до організму  рослин, тварин та людей і викликати  небажані наслідки.

     У ґрунтах накопичуються метали, наприклад, залізо, ртуть, свинець, мідь тощо. Ртуть  потрапляє у грунт з пестицидами та промисловими відходами. Сумарні неконтрольовані викиди ртуті складають 4-5 тис. т щороку, а з кожної тонни добутого свинцю до 25 кг розсіюється у довкіллі. Значні кількості свинцю викидаються у атмосфері з вихлопними газами автомобілів. У кінцевому результаті сполуки свинцю з опадами потрапляють у ґрунти і водойми. У промислових районах вміст свинцю у ґрунтах у 25-27 разів вищий, ніж у сільськогосподарських. Техногенне надходження в довкілля міді і цинку щорічно складає 35 та 27 кг/км2 відповідно. Підвищений вміст цих металів у ґрунтах веде до уповільненого росту рослин та зниження врожайності.

     Значна  кількість відходів утворюється  при видобуванні та збагаченні корисних копалин. При видобутку кам'яного  вугілля пуста порода зберігається у териконах, загальне число яких більше 2000, з них більше 700 палаючих, які активно забруднюють атмосферу. Під териконами знаходиться більше десяти тисяч гектарів родючих земель.

     На  кожну тонну виробленого калійного  добрива припадає 3-4 т галітових відходів. У місцях видобутку калійних руд накопичились сотні мільйонів тонн таких відходів, що містять в основному хлорид натрію.

     На  зрошуваних ґрунтах може виникнути  небезпека засолення ґрунтів  внаслідок неправильного поливу. Засолення - збільшення солоності ґрунту до рівня, що згубний для рослин, що відбувається внаслідок активного  випаровування і транспірації поливних вод з паралельним накопиченням у ґрунті солей, які залишаються  у ґрунтовому розчині. Тому зрошення вважають однією з форм спустошення. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Якість  використання природних  ресурсів

     У XXI столітті людство зіткнулося з безпрецедентною проблемою екологічного виживання. В світі не існує країни, яку б не зачепила  тією чи іншою мірою екологічна криза, безпосередньо пов’язана з обмеженістю природних ресурсів планети, станом демографічних, соціальних та економічних процесів.

     На  сьогодні проблема охорони навколишнього природного середовища і раціонального використання природних ресурсів переросла в одну з  найважливіших глобальних проблем сучасності. Від неї залежить основа існування людського суспільства. Цілком очевидно, що вирішення можливе лише за умови об’єднання зусиль міжнародного співтовариства, коли охорона навколишнього природного середовища стане однією з найважливіших функцій усіх без винятку країн.

       Саме тому  Конференція ООН  на найвищому рівні з питань  навколишнього середовища і розвитку, яка відбулася в червні 1992 року  в Ріо-де-Жанейро (Бразилія), засвідчила, що стан навколишнього природного  середовища є одним з найважливіших  чинників глобальної, регіональної  та національної безпеки. 

     В Україні в нинішній системі економічного механізму екологічного регулювання  фактично не функціонує механізм кредитування природоохоронних заходів, пільгового оподаткування та цінового заохочення екологоконструктивної діяльності. Не набули необхідного розвитку механізм впливу субсидування на формування екологічної інфраструктури, “зеленої” індустрії, національного ринку екологічних послуг тощо, в тому числі ні екологічний аудит, а ні екологічне страхування.

     Уряду України для підтримання сталого розвитку необхідно  стимулювати раціональне       використання природних ресурсів, охорону навколишнього природного середовища   шляхом:

• надання пільг при оподаткувані підприємств, установ, організацій і громадян в разі реалізації ними заходів щодо раціонального використання природних ресурсів та охорони навколишнього природного середовища, при переході на маловідходні і ресурсо-енергозберігаючі технології, виконанні інших заходів, спрямованих на поліпшення охорони навколишнього природного середовища;
• надання на пільгових умовах короткострокових і довгострокових кредитів для забезпечення раціонального використання природних ресурсів;
• звільнення від оподаткування фондів охорони навколишнього природного середовища;
• передачі частини коштів фондів охорони навколишнього природного середовища на договірних умовах підприємствам, установам і громадянам;
• надання можливості отримання природних ресурсів під заставу;
• сприяння природному відновленню рослинного покриву;
• запобіганням небажаним змінам природних рослинних угруповань та негативному впливу на них господарської діяльності;
• зупиненням (тимчасовим) господарської діяльності з метою створення умов для відновлення деградованих земель.

     Сучасне використання земельних ресурсів України  не відповідає вимогам раціонального  природокористування. Порушено екологічно допустиме співвідношення площ ріллі, природних кормових угідь, лісових  насаджень, що негативно впливає  на стійкість агроландшафту. Розораність земель є найвищою в світі і досягла 56 відсотків території країни і 80 відсотків сільськогосподарських угідь. Інтенсивне сільськогосподарське використання земель призводить до зниження родючості грунтів через їх переущільнення (особливо чорноземів), втрати грудкувато-зернистої структури, водопроникності та аераційної здатності з усіма екологічними наслідками.  

З грунтом щороку виноситься 11 млн. тонн гумусу, 0,5 млн. тонн азоту, 0,4 млн. тонн фосфору і 0,7 млн. тонн калію. Щорічні еколого-економічні збитки від ерозії грунтів дорівнюють 9,1 млрд. гривень.

     Значної екологічної шкоди земельні ресурси  зазнають через забруднення грунтів викидами промисловості (важкі метали, кислотні дощі тощо) та використання засобів хімізації в аграрному секторі. Понад 40 відсотків органіки, отримуваної в результаті діяльності великих тваринницьких комплексів та птахофабрик, з потенційних органічних добрив перетворюються на джерела забруднення довкілля.