Трансграничный перенос загрязнителей

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный университет геосистем и технологий»

(СГУГиТ)

ИКиП

Кафедра техносферной безопасности

Реферат на тему: Трансграничный перенос загрязнителей

Дисциплина: Мониторинг среды обитания

Выполнил: Ст.гр.БЖ-21                                                          Проверила: Никитин К.В.                                                                            Петрова Н.В.

Новосибирск, 2015г

Содержание

Введение                                                                                                                       3

1. Трансграничный перенос. Основные факторы, параметры и проблемы ответственности.                                                                                                   7
2. Уровни трансграничного переноса.                                                                    8

2. 1.Локальный уровень.                                                                                         8                                                                                                                        

2.2.Региональный уровень.                                                                                                   8                                                                                                                                

2.3.Глобальныйуровень.  9                                                                                                                                3.Влияние диоксида серы на  окружающую среду.                                                 10

4.Меры профилактики.                                                                                          14

Заключение                                                                                                                           15

Список литературы                                                                                                     16

Введение

Атмосферный воздух является не только важным природным ресурсом, но и транспортной средой, которая переносит загрязняющие вещества на дальние расстояния. Загрязнение воздуха, в основном, от энергетической деятельности, промышленности и транспорта, а также его перенос на большие расстояния, часто через границы государств, является серьезной проблемой во многих странах, включая Центрально-азиатский регион.

В настоящее время во всем мире все большую значимость приобретает проблема трансграничного загрязнения. Особое внимание этому уделяют в Европе из-за высокой концентрации промышленного производства на небольшой площади территории с высокой плотностью населения. Европейские ученые еще в 60-е годы настоятельно советовали обратить внимание на трансграничное загрязнение воздуха и показали связь между выбросами серы от предприятий энергетики в Европе и подкислением озер в Скандинавии. Кроме того, загрязняющие вещества могут перемещаться на тысячи километров прежде, чем произойдет их осаждение и будет нанесен ущерб. Эта проблема обсуждалась на Стокгольмской конференции по окружающей среде ООН в 1972 и Конференции по безопасности и сотрудничеству в Европе в Хельсинки в 1975 году. В результате были приняты конвенции о трансграничном загрязнении: «О трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния» (1979 г.), «По предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов» (1972 г.), «Базельская международная конвенция о контроле за трансграничными перевозками опасных отходов и их удалением» (1989 г.), «По защите Черного моря от загрязнения» (1992 г.), «О трансграничном воздействии промышленных аварий» (1992 г.), а также другие международные конвенции и соглашения. Однако эффективность механизма работы данных конвенций не настолько значительна, чтобы существенно уменьшить влияние трансграничных переносов на экологическое состояние окружающей среды о государства. Большинство заводов, предприятий, выбрасывают ежеминутно в атмосферу огромное количество ядовитых и вредных для здоровья веществ. Уровень производства наращивается, увеличивается антропогенное влияние на составные элементы географической оболочки и, как следствие, усиливается явление трансграничного переноса загрязнителей, проблема которого актуальна в настоящее время и требует особенно тщательного подхода к разрешению. В следствии трансграничного переноса на Земле практически не осталось мест, где воздух не содержал бы хоть незначительных количеств примесей антропогенного происхождения.

1. Трансграничный перенос. Основные факторы, параметры и проблемы ответственности.

На загрязнение окружающей природной среды значительное влияние оказывают трансграничные переносы загрязняющих веществ.

Трансграничный перенос загрязняющих веществ-распространение загрязняющих веществ с воздушными потоками на большие расстояния - за пределы границ государств, на территории которых находятся источники загрязнения. Такое понятие нам дает федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха». Проблема трансграничного переноса рассматривается двухсторонними и многосторонними соглашениями (в том числе Конвенцией о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, Женева, 1979 г.). Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду на суверенной территории государства, в результате процессов переноса могут пересекать национальные границы и загрязнять территории других государств. Источниками поступления этих загрязняющих веществ в окружающую среду являются выбросы их в атмосферу, сбросы в поверхностные воды суши (реки, озера), в морские воды в пределах национальной акватории (свалки и захоронения на суше). Основную роль в трансграничном загрязнении практически повсеместно играют атмосферные выбросы. Это связано с тем, что именно в этом случае наиболее часто реализуются возможности дальнего, в том числе трансграничного, переноса загрязняющих веществ. В ряде районов России проблема трансграничного атмосферного переноса загрязняющих веществ носят локальный, но в то же время весьма острый, характер. Это связано с непосредственной близостью к национальной границе России отдельных предприятий, выбрасывающих в атмосферу значительные количества загрязняющих веществ. Такие предприятия могут находиться как в России, так и в соседних странах. Ярким примером, соответствующим локальному уровню, является проблема трансграничного переноса выбросов горнометаллургического комбината ОАО “ГМК Печенганикель” на территорию Норвегии и Финляндии.

Основными факторами, определяющими роль загрязняющих веществ в атмосферном трансграничном переносе, являются:

• характер распространения загрязнителей и продуктов их превращения в атмосфере,
• объем выбросов,
• последующая миграция и трансформация в других средах после выпадения из атмосферы,
• воздействие на природные процессы и экосистемы.

Важнейшим обобщенным параметром, определяющим пространственный масштаб распространения в атмосфере загрязняющих веществ, является их время жизни (нахождения) в атмосфере. Исходя из этих предпосылок, можно выделить три основных типа выбросов загрязняющих веществ в атмосферу:

1. Приводящие к загрязнению в глобальном масштабе, независимо от места выброса, и охватывающему все страны.
2. Приводящие к загрязнению в региональном масштабе обычно нескольких стран, в том числе не имеющих общих границ.
3. Приводящие к загрязнению в локальном масштабе, в том числе и трансграничному, обычно двух, иногда трех, сопредельных стран в приграничных районах.

В проблеме трансграничного переноса загрязняющих веществ можно выделить три аспекта: экологический, экономический и политический. Негативное влияние переносимых загрязняющих веществ при трансграничном переносе может охватывать огромные пространства. Хотя, как правило, при переносе на большие расстояния концентрации загрязняющих веществ невелики, экологический ущерб в масштабах страны может быть огромным. С точки зрения экономики необходимо принимать во внимание не только потери от экологического ущерба, но и возможность потерь от необоснованного снижения выбросов в тех случаях, когда необходимость снижения диктуется политическими обстоятельствами при недостаточной научной проработке вопроса. Важным является политический аспект, поскольку в условиях экономической и политической интеграции Европы Россия не может не координировать свои действия по охране природы с остальными странами. С другой стороны, при наличии веских доказательств негативного влияния трансграничного переноса на природу России этот аспект является средством политического давления на соседние страны.

Проблему широкомасштабного закисления связывают с выбросом в атмосферу и переносом на большие расстояния кислотообразующих оксидов, прежде всего оксидов серы и азота. Закисляющие вещества могут поступать из атмосферы не только с дождем или снегом, но и путем поглощения подстилающей поверхностью газообразных и аэрозольных веществ.

Существующие уровни загрязнения атмосферы тяжелыми металлами требуют пристального внимания к проблеме их атмосферного загрязнения и трансграничного переноса. Термин “тяжелые металлы” достаточно условен. Как правило, к ним относят те металлы четвертого и последующих периодов периодической системы, которые могут оказывать негативное воздействие на биоту. Проблема трансграничного переноса в явной форме проявляется на территории Мурманской области, где выброс ряда тяжелых металлов осуществляется в непосредственной близости от национальной границы.

2. Уровни трансграничного переноса

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу потенциально могут приводить к возникновению трех уровней трансграничного переноса:

• локальный (поражение наземных экосистем в районе предприятий);
• региональный (закисление окружающей среды);
• глобальный (климатические изменения).

2.1 Локальный уровень.

С точки зрения интересов России, безусловно, приоритетным является первый уровень. Прежде всего, на локальном уровне страдает население российских городов и поселков, а также природные экосистемы на российской территории. Решение этой проблемы может быть достигнуто, в первую очередь, за счет снижения низких неорганизованных выбросов.

На данном уровне проводят анализ текущего состояния математического математического моделирования метеорологических процессов над ограниченной территорией. Знакомятся с проблемой контроля качества воздуха в городах. Дается обзор основных загрязнителей приземного слоя воздуха, указываются метеорологические и физические факторы, оказывающие наибольшее влияние на качество воздуха в городе. Сообщается опыт использования различных систем контроля и регулирования качества городского воздуха. Указываются особенности параметризации турбулентного переноса и взаимодействия примеси с подстилающей поверхностью. Описываются способы моделирования газофазных химических реакций. Дается краткий обзор химических схем образования вторичных загрязнителей воздуха

2.2 Региональный уровень.

Газообразные серные и азотные соединения сухого осаждения могут находиться в атмосфере сутки и больше, перед тем как попасть на поверхность земли. Это время может быть еще большим, если соединения окислятся и превратятся в кислоты. В таком случае вещества могут находиться в атмосфере в течение нескольких суток. А это означает, что значительное количество вызывающих окисление загрязнителей воздуха переносится ветром на сотни и даже тысячи километров от источника загрязнения. А из-за изменений направления ветра загрязнители воздуха переносятся от источника загрязнения в различные стороны.

На региональном уровне двуокись серы и окислы азота оказывают косвенное воздействие на организмы и материалы. То, что называют эффектами окисления, является результатом этого воздействия. Несколько примеров:

• На организмы в воде оказывают влияние увеличение концентрации ионов водорода и попадание в круговорот выщелачиваемых из почвы ядовитых тяжелых металлов.
• Ионы водорода, вносящие химические и биологические изменения в почву, оказывают влияние на растения.
• Высокое содержание металлов в питьевой воде (поверхностные и грунтовые воды) и рыбе под влиянием ионов водорода оказывает воздействие на человека.

2.3 Глобальный.

На глобальном уровне изучается совокупность проблем всех трех уровней. Среди экологических проблем, так или иначе связанных с антропогенным воздействием и прежде всего попаданием в атмосферу и другие среды различных загрязняющих веществ, следует назвать проблему возможного изменения климата, риск нарушения озонового слоя, закисление природных сред за счет дальнего распространения окислов серы и азота и выпадения кислотных дождей, загрязнение Мирового океана, возможное изменение электрических свойств атмосферы.

3.Влияние диоксида серы на  окружающую среду.

Главным поражающим веществом в атмосферных выбросах  является диоксид серы. Влияние диоксида серы можно условно разделить на прямое и косвенное. Под косвенным понимается воздействие не собственно диоксида серы, а продуктов химической трансформации, прежде всего, серной кислоты, кислых сульфатов, сульфатных частиц, образующих аэрозольную дымку. Наиболее изученным механизмом косвенного влияния является закисление атмосферных осадков, т.е. “мокрое” выведение из атмосферы свободных ионов водорода. Этот феномен изучается в Европе более двух десятков лет. Наиболее представительные ряды данных мониторинга закисления осадков получены в рамках международных программ ЕМЕП и ВАПМоН. По данным, полученным на станциях мониторинга в Норвегии, Швеции, Финляндии и России, можно сделать вывод, что осадки данных регионов классифицируются как среднекислые.

Основная доля выброса диоксида серы связана с деятельностью предприятий цветной металлургии. В научной литературе принято, что негативное влияние на самые чувствительные виды растений начинает наблюдаться при среднегодовых концентрациях диоксида серы, превышающих 20 мкг/м3. Расчет полей концентраций диоксида серы, выполненный с использованием модели климатического типа, показал, что превышение уровня в 20 мкг/м3 может наблюдаться на площади около 7700 км2 вокруг металлургических комбинатов.

Для оценки возможного воздействия выбросов соединений серы на окружающую среду в региональном масштабе, большое значение имеет сравнение величины выпадений с допустимыми критическими нагрузками. Для чувствительных к закислению арктических экосистем принято, что критической является среднегодовая величина выпадений серы, равная 0.3 г/м2. Зоны, где величина выпадений превышает критическую нагрузку, составляют по площади около 150000 кв.км, в том числе 18800 кв.км - на территории Норвегии и 31500 кв.км - на территории Финляндии. Основная часть выпадений (от 50 до 90%) обусловлена поглощением газообразного диоксида серы подстилающей поверхностью.

В настоящее время исследованиями показано, что развиваются процессы закисления вод, которые проявляются в снижении рН воды малых озер (из 470 обследованных озер 10.3% имеют рН < 6 и 30% находятся в критическом состоянии - НСО3 < SO4), в стремительном и повсеместном снижении рН на малых ручьях в период половодья и снижении буферной емкости крупных речных водосборов. При этом закисление вод проявляется не только в зонах локального воздействия выбросов, но и в отдаленных тундровых и высокогорных районах, где чувствительность территории к закислению вод высока.

Влияние кислотообразующих выбросов сказывается на территории соседних государств. Моделирование развития данного процесса (Норвежского института исследования воды, NIVA) на примере закисления водосбора показало, что при сохранении существующих объемов выбросов закисление вод будет развиваться. Расчеты института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН по тренду снижения буферной емкости крупных водосборов показали, что каждые 10 лет буферная емкость снижается на 20 мкэкв/л и к 2100 году достигнет критического значения.

Проблема глобальных изменений, в частности климатических изменений в Арктике под воздействием сульфатного аэрозоля, находится в стадии теоретических оценок. Несомненно, что выбросы диоксида серы предприятиями дают заметный вклад в концентрации сульфатных частиц в атмосфере.

Многочисленными измерениями и модельными расчетами установлено, что влияние выбросов на поле концентраций диоксида серы простирается, по меньшей мере, на десятки километров. Факелы выбросов различных производств прослеживаются на расстояниях до сотен километров. Типичные значения концентраций SO2 в факеле составляют десятки микрограмм на кубометр, но продолжительность таких пиковых концентраций весьма мала. Среднегодовые концентрации SO2 c расстоянием резко снижаются и  составляют около 5 мкг/м3, что примерно соответствует фону в умеренных широтах Европы. Сравнение измеренных концентраций SO2 со значениями пороговых воздействий показывает, что зона превышения предельно допустимых разовых концентраций (500 мкг/м3) ограничивается радиусом 10 - 15 км от источников. Примерно такое же расстояние характерно для зоны превышения среднесуточных и среднегодовых концентраций (50 мкг/м3) в расчете на человека как объект воздействия. Если принять для высокочувствительных северных экосистем пороговую величину воздействия равной 10 мкг/м3, то зона воздействия будет иметь протяженность около 30 км от каждого из источников.

Загрязнение атмосферы в районах с большим количеством различных видов производств определяется действием собственных источников, количество которых ограничено и поддается учету. Вклад дальнего переноса загрязняющих веществ со стороны Скандинавских стран и центральных областей России пренебрежимо мал и в тридцати километровой зоне составляет не более 5%.

Известно, что кроны хвойных деревьев, характеризуются значительной сорбирующей поверхностью, что способствует осаждению сульфатов, в том числе и на значительных расстояниях от источников загрязнения. В подкроновых пространствах и на лесных территориях в целом наблюдается существенное углублуние потоков кислотообразующих агентов. Это приводит к активному выносу из почв основных катионов, что свидетельствует о возрастании уровня кислотности почв. В результате обеднения почв элементами питания нарушается питательный режим лесов, наблюдается дефолиация ели и сосны.

Усиления потока кислотообразующих веществ также приводит к нарушению функционирования важнейшего компонента лесов  зеленомошно-лишайникового покрова. В результате отмирания лишайников и мхов увеличивается количество опада. На этой стадии трансформации в процесс подкисления наземных экосистем включается более интенсивное биогенное кислотообразование. Снижаются значения рН почвенных вод, в которых обнаруживаются повышенные концентрации органического углерода. Наблюдаются существенные изменения состава органического вещества органогенных горизонтов почв. Интенсификация потока протонов из верхних горизонтов приводит к увеличению подвижности алюминия в минеральной толще почв.

Таким образом, процесс подкисления в лесах обнаруживается на значительных расстояниях от комбината. Измерения состава атмосферных выпадений в лесу позволяет идентифицировать процесс подкисления на более ранних стадиях.

4. Меры профилактики.

В рамках Российско - Финляндского сотрудничества по охране окружающей среды проблема охраны атмосферного бассейна от загрязнения рассматривается как самая приоритетная. Основной целью сотрудничества по этой проблеме является обеспечение выполнения обеими странами обязательств, вытекающих из Конвенции «О трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния». Для достижения указанной цели в приграничных районах были организованы станции атмосферного мониторинга на базе существующих метеостанций. На Кольском полуострове была создана совместная станция для мониторинга соединений серы и озона (Финская сторона поставила аппаратуру, российская - обеспечивает эксплуатацию). Прорабатывается вопрос о создании еще одной совместной станции в центральной части Кольского полуострова.

В настоящее время наиболее распространенный способ борьбы с загрязнениями воздуха заключается в удалении загрязняющих веществ как можно дальше от места выброса. Это осуществляется строительством высоких труб на заводах и тепловых станциях. Трубы выбрасывают сажу, золу и газы в струйные потоки воздуха, которые выносят грязь на большие расстояния от мест выброса и рассеивают ее в больших объемах воздуха. Но с ростом выбросов в связи с концентрацией промышленности на относительно небольших территориях этот способ удаления отходов стал неприемлем. Поэтому во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистных сооружений, уменьшающих выбросы в атмосферу. 

Заключение

За последние сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона мышьяка, около миллиона тонн кобальта. Еще более было выброшено пыли, сажи, копоти, оксидов азота, углерода и серы. Только в США за год выбрасывается в воздух более 200.000.000т. различных загрязнений.  Надо иметь в виду то, что где бы на земле ни происходили выбросы пыли, сажи, газов, поднимаясь в атмосферу и тропосферу, они распространяются затем по всей оболочке земного шара.

По моему мнению для того, чтобы поддерживать окружающую среду в здоровом состоянии, нужно начинать с себя. Ведь основными загрязнителями являемся мы сами. И поэтому следует изменять технологию производства так, чтобы количество выбросов в атмосферу становилось меньше. Также изобретать новые, более эффективные очистные сооружения. И главное помнить, что наше здоровье зависит от каждого из нас.

Список литературы

1. Конвенция о трансграничном загрязнении атмосферного воздуха на большие расстояния (Женева 13 ноября 1979г.) 

2. Протокол о трансграничном загрязнении атмосферного воздуха на большие расстояния (София, 31 октября 1988 г.) 

3. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных пунктов и мест отдыха населения», утвержденные 10 постановлением Министерства здравоохранения РФ от 30 июня 2009 г. № 77.

4. Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и нормативы ориентировочно безопасных уровней воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест массового отдыха населения, утвержденные постановлением Министерства здравоохранения РФ от 30 декабря 2010 г. № 186.

5. Федеральный закон об охране атмосферного воздуха (в ред. Федеральных законов от 22.08.2004 N 122-ФЗ, от 09.05.2005 N 45-ФЗ, от 31.12.2005 N 199-ФЗ).

6. Мазаев В.Т., Гимадеев М.М., Королев А.А., Шлепнина Т.Г.  Коммунальная гигиена, ч. 2 : учебник / под ред. В.Т. Мазаева - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006,-с. 82-118.

7. Коммунальная гигиена : учебник / под ред. К.И. Акулова и др. - М. : Медицина, 1986, - с. 326-346.