Promjena plinovitog sastava atmosfere rezultat je kombinacije prirodnih pojava u prirodi i ljudskih aktivnosti. Ali koji od ovih procesa prevladava u današnje vrijeme? Kako bismo saznali, prvo razjasnimo što zagađuje zrak. Njegov relativno konstantan sastav bio je podložan značajnim fluktuacijama tijekom posljednjih godina. Pogledajmo glavna pitanja kontrole emisija i onečišćenja zraka, koristeći ovaj rad u gradovima kao primjer.
Je li se sastav atmosfere mijenja?
Zagađenje zraka ekolozi smatraju promjenom njegovih prosječnih vrijednosti prikupljenih tijekom dugog razdoblja promatranja. Nastaju kao posljedica mnogih vrsta utjecaja društva na okoliš, kao i zbog prirodnih procesa. Primjerice, tvari koje zagađuju zrak i mijenjaju plinoviti sastav atmosfere nastaju kao rezultat disanja, foto- i kemosinteze u stanicama živih organizama.
Osim prirodnog, postoji i antropogeno zagađenje. Njegovi izvori mogu biti emisije bilo kojegproizvodni pogoni, plinoviti otpad iz domaće industrije, transportne emisije. Upravo to onečišćuje zrak, ugrožava ljudsko zdravlje i dobrobit, stanje cjelokupnog okoliša. Glavni pokazatelji sastava atmosfere trebali bi ostati nepromijenjeni, kao na donjem dijagramu.
Sadržaj nekih komponenti u atmosferi je neznatan, ali se uzima u obzir pri odlučivanju koje tvari zagađuju zrak, a koje su bezopasne za žive organizme. Donja tablica, osim glavnih, uključuje i trajne komponente zračnog okoliša, čiji se sadržaj povećava tijekom vulkanizma, gospodarskih aktivnosti stanovništva (ugljik i dušikov dioksid, metan).
Što ne zagađuje zrak?
Plinoviti sastav atmosfere iznad oceana, mora, šuma i livada, rezervata biosfere mijenja se manje nego u gradovima. Naravno, tvari također ulaze u okoliš iznad navedenih prirodnih objekata. Razmjena plinova u biosferi je u tijeku. Ali u ekosustavima prevladava proces koji ne zagađuje zrak. Na primjer, u šumama - fotosinteza, iznad vodenih tijela - isparavanje. Bakterije fiksiraju dušik iz zraka, biljke oslobađaju i apsorbiraju ugljični dioksid. Atmosfera iznad oceana i mora zasićena je vodenom parom, jodom, bromom, klorom.
Što zagađuje zrak?
Spojevi opasni za žive organizme su vrloraznoliki su, ukupno je poznato više od 20.000 onečišćujućih tvari biosfere. U atmosferi megagradova, industrijskih i transportnih centara nalaze se jednostavne i složene plinovite tvari, aerosoli, male čvrste čestice. Nabrojimo koje tvari zagađuju zrak:
- ugljični monoksid i ugljični dioksid (mono- i ugljični dioksid);
- sumporni i sumporni anhidridi (di- i sumporni trioksid);
- spojevi dušika (oksidi i amonijak);
- metan i drugi plinoviti ugljikovodici;
- prašina, čađa i suspendirane čestice, kao što su rude u rudarskim mjestima.
Koji su izvori emisija?
Štetni zagađivači zraka ulaze u atmosferu ne samo u plinovitom i parnom stanju, već iu obliku sitnih kapljica, čvrstih čestica različitih veličina. Obračun onečišćenja koje dolazi iz poduzeća i transporta provodi se za određene spojeve, njihove skupine (čvrste, plinovite, tekuće).
Koncentracija stalnih i varijabilnih komponenti zraka mijenja se tijekom dana, ovisno o godišnjim dobima. Pri izračunu sadržaja onečišćujućih tvari uzimaju se u obzir atmosferski tlak, temperatura, smjer vjetra, budući da meteorološki uvjeti utječu na sastav površinskog sloja atmosfere. Promjene u koncentracijama većine komponenti, poput ugljičnog dioksida, ne događaju se samo tijekom godine. U posljednjih stotinu godina došlo je do povećanja količine CO2 (efekt staklenika). U nekim slučajevima, promjene u koncentracijama tvari su posljedica prirodnih pojava. To bi mogle biti vulkanske erupcijespontano ispuštanje otrovnih spojeva iz podzemlja ili vode u određenim područjima. Ali češće ljudska aktivnost dovodi do nepovoljnih promjena u sastavu atmosfere.
Što zagađuje zrak na Zemlji? Prirodni i antropogeni izvori emisija štetnih spojeva. Potonji su stacionarni (cijevi poduzeća, kotlovnice, razdjelnici goriva benzinskih postaja) i mobilni (različite vrste prijevoza). Ovdje su glavni izvori zagađivača zraka:
- radna poduzeća u mnogim industrijama;
- rudarski kamenolomi;
- automobili (zagađuju zrak pri sagorijevanju goriva dobivenih iz nafte, plina i drugih ugljičnih tvari);
- punionice za plinovita i tekuća goriva;
- kotlovnice koje koriste zapaljive fosile i proizvode njihove prerade;
- odlagališta i odlagališta, gdje nastaju onečišćujuće tvari zraka kao rezultat propadanja, razgradnje industrijskog i kućnog otpada.
Poljoprivredno zemljište, kao što su polja, voćnjaci, voćnjaci, također doprinose negativnoj promjeni sastava atmosfere. To je zbog rada strojeva, gnojidbe, prskanja pesticidima.
Koji je glavni izvor onečišćenja zraka?
Mnogo štetnih spojeva ispušta se u atmosferu tijekom lansiranja raketa, spaljivanja otpada, požara u naseljima, šumama, poljima i stepama. U gusto naseljenim krajevima, većinamotorni promet daje značajan doprinos promjeni sastava površinskog sloja atmosfere. Prema različitim procjenama, on čini 60 do 95% svih plinovitih emisija.
Što zagađuje zrak u gradu? Stanovništvo urbaniziranih zemalja posebno je pogođeno otrovnim produktima izgaranja goriva i goriva. Sastav štetnih emisija sadrži čvrste čestice, kao što su čađa i olovo, tekući i plinoviti spojevi: sumporov dioksid, ugljični monoksid, dušikovi oksidi, ugljikovodici i njihovi derivati.
Tvornice zagađuju zrak u industrijskim regijama gdje su razvijene industrije za preradu metalnih ruda, soli, nafte, ugljena i prirodnog plina. Sastav emisija varira ovisno o skupu industrija u pojedinoj regiji zemlje. Onečišćeni zrak u gradovima često sadrži produkte izgaranja, među kojima ima mnogo kancerogenih tvari, poput dioksina. Dim se pojavljuje kao posljedica šumskih, stepskih i tresetnih požara, gorućeg lišća i krhotina. Češće gore plantaže drveća i otpad u blizini gradova, ali se događa da čak i izravno na ulicama zapale lišće i travu.
Koje se tvari emitiraju iz industrije i transporta?
Što zagađuje zrak u gradu? U industrijskim središtima djeluju industrijska, prometna, komunalna i građevinska poduzeća. Svaki objekt pojedinačno i zajedno ima tehnogeni utjecaj na okoliš. Često zagađivači međusobno djeluju. Čestodolazi do otapanja oksida nemetala u kapljicama vode – tako nastaju “kisele” magle i kiše. Nanose nepopravljivu štetu prirodi, ljudskom zdravlju i arhitektonskim remek-djelima.
Bruto emisije onečišćujućih tvari u gradovima dosežu stotine i tisuće tona. Najveći volumen toksičnih spojeva dolazi iz poduzeća metalurške, goriva i energije, kemijske i transportne industrije. Tvornice zagađuju zrak otrovnim tvarima: amonijakom, benzapirenom, sumpornim dioksidom, formaldehidom, merkaptanom, fenolom. Emisije velikog industrijskog poduzeća sadrže od 20 do 120 vrsta spojeva. U manjoj mjeri štetni spojevi nastaju u pogonima prehrambene i lake industrije, u obrazovnim, zdravstvenim i kulturnim ustanovama.
Jesu li proizvodi izgaranja organskog otpada opasni?
Zabranjeno je spaljivanje opalog lišća, trave, reznica grana, ambalaže, građevinskog materijala i ostalog industrijskog i kućnog otpada u gradovima. Kiseli dim sadrži tvari koje zagađuju zrak. Oni štete zdravlju ljudi i općenito pogoršavaju kvalitetu okoliša.
Alarmantno je da pojedini građani i zaposlenici poduzeća ne shvaćaju da krše pravila uređenja, pogoršavaju ionako nepovoljnu ekološku situaciju kada pale gomile smeća i gnoj na svojim parcelama, u dvorištima višekatnica zgrade su zapalili otpad u kontejnerima. Vrlo često u smeću postoje plastične boce, film. Ovaj dim je posebno štetan zbogprodukti termičke razgradnje polimera. U Ruskoj Federaciji postoje kazne za spaljivanje smeća unutar granica naselja.
Kada dijelovi biljaka, kosti, životinjske kože, polimeri i drugi proizvodi organske sinteze izgaraju, oslobađaju se ugljični oksidi, vodena para i neki dušikovi spojevi. Ali to nisu sve tvari koje zagađuju zrak, koje nastaju tijekom izgaranja ili tinjanja otpada, kućnog smeća. Ako su lišće, grančice, trava i drugi materijali mokri, tada se oslobađa više otrovnih tvari nego bezopasne vodene pare. Na primjer, tinjanjem 1 tone mokrog lišća oslobađa se oko 30 kg ugljičnog monoksida (ugljičnog monoksida).
Stajati pored tinjajuće gomile smeća kao da ste na najprometnijoj ulici u metropoli. Opasnost od ugljičnog monoksida je u tome što veže hemoglobin u krvi. Nastali karboksihemoglobin više ne može isporučivati kisik stanicama. Ostale tvari koje zagađuju atmosferski zrak mogu uzrokovati poremećaj bronha i pluća, trovanja, pogoršanje kroničnih bolesti. Na primjer, kada se udiše ugljični monoksid, srce radi s povećanim opterećenjem, jer tkiva ne opskrbljuju dovoljno kisika. U tom slučaju se mogu pogoršati kardiovaskularne bolesti. Još veća opasnost je kombinacija ugljičnog monoksida sa zagađivačima u industrijskim emisijama, ispušnim plinovima vozila.
Standardi koncentracije zagađivača
Štetne emisije dolaze iz metalurgije, ugljena, nafte ipostrojenja za preradu plina, energetski objekti, građevinska i komunalna industrija. Radioaktivna kontaminacija od eksplozija u nuklearnoj elektrani Černobil i nuklearnim elektranama u Japanu proširila se na globalnoj razini. Povećava se sadržaj ugljikovih oksida, sumpora, dušika, freona, radioaktivnih i drugih opasnih emisija u različitim dijelovima našeg planeta. Ponekad se toksini nalaze daleko od mjesta gdje se nalaze poduzeća koja zagađuju zrak. Situacija koja je nastala je alarmantan i teško rješiv globalni problem čovječanstva.
Daleke 1973. godine relevantni komitet Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) predložio je kriterije za procjenu kvalitete atmosferskog zraka u gradovima. Stručnjaci su utvrdili da stanje ljudskog zdravlja 15-20% ovisi o uvjetima okoliša. Na temelju brojnih studija u 20. stoljeću određene su dopuštene razine glavnih onečišćujućih tvari koje su bezopasne za stanovništvo. Na primjer, prosječna godišnja koncentracija suspendiranih čestica u zraku trebala bi biti 40 µg/m3. Sadržaj sumpornih oksida ne smije prelaziti 60 µg/m3 godišnje. Za ugljični monoksid, odgovarajući prosjek je 10 mg/m3 tijekom 8 sati.
Koje su najveće dopuštene koncentracije (MAC)?
Uredbom glavnog državnog sanitarnog liječnika Ruske Federacije odobren je higijenski standard za sadržaj gotovo 600 štetnih spojeva u atmosferi naselja. Ovo je MPC zagađivača u zraku, usklađenost s kojimukazuje na odsutnost štetnih učinaka na ljude i sanitarne uvjete. Standard specificira razrede opasnosti spojeva, njihov sadržaj u zraku (mg/m3). Ovi pokazatelji se ažuriraju kada postanu dostupni novi podaci o toksičnosti pojedinih tvari. Ali to nije sve. Dokument sadrži popis od 38 tvari za koje je uvedena zabrana puštanja zbog njihove visoke biološke aktivnosti.
Kako se provodi državna kontrola u području zaštite atmosferskog zraka?
Antropogene promjene u sastavu zraka dovode do negativnih posljedica u gospodarstvu, pogoršanja zdravlja i skraćivanja životnog vijeka. Problemi povećanja ispuštanja štetnih spojeva u atmosferu zabrinjavaju kako vlade, državne i općinske vlasti, tako i javnost, obične ljude.
Zakonodavstvo mnogih zemalja predviđa inženjerska i ekološka istraživanja prije početka izgradnje, rekonstrukcije, modernizacije gotovo svih gospodarskih objekata. Provodi se racioniranje onečišćujućih tvari u zraku, poduzimaju se mjere zaštite atmosfere. Obrađuju se pitanja smanjenja antropogenog opterećenja okoliša, smanjenja emisija i ispuštanja onečišćujućih tvari. Rusija je usvojila savezne zakone o zaštiti okoliša, atmosferskog zraka i druge zakonodavne i regulatorne pravne akte koji reguliraju aktivnosti u području okoliša. Provodi se državni nadzor okoliša, zagađivači su ograničeni,emisije se racioniraju.
Što je MPE?
Poduzeća koja zagađuju zrak trebaju napraviti popis izvora štetnih spojeva koji ulaze u zrak. Obično ovaj rad nalazi svoj logičan nastavak pri određivanju maksimalno dopuštenih emisija (MAE). Potreba za dobivanjem ovog dokumenta vezana je uz regulaciju antropogenog opterećenja atmosferskog zraka. Na temelju podataka uključenih u MPE, tvrtka dobiva dozvolu za ispuštanje onečišćujućih tvari u atmosferu. Regulatorni podaci o emisijama koriste se za izračun naknada za utjecaj na okoliš.
Ukoliko nema obujma MPE i dozvole, tada za emisije iz izvora onečišćenja koji se nalaze na području industrijskog objekta ili druge industrije, poduzeća plaćaju 2, 5, 10 puta više. Racioniranje onečišćujućih tvari u zraku dovodi do smanjenja negativnog utjecaja na atmosferu. Postoji ekonomski poticaj za provođenje mjera zaštite prirode od prodiranja stranih spojeva u nju.
Plaćanja za zagađenje od poduzeća akumuliraju lokalne i savezne vlasti u posebno kreiranim proračunskim fondovima za zaštitu okoliša. Sredstva se troše na ekološke aktivnosti.
Kako se čisti i štiti zrak u industrijskim i drugim objektima?
Pročišćavanje onečišćenog zraka provodi se različitim metodama. Filtri se postavljaju na cijevi kotlovnica i prerađivačkih poduzeća, postoje instalacije za hvatanje prašine i plina. Korištenjem termičke razgradnjei oksidacijom, neke otrovne tvari se pretvaraju u bezopasne spojeve. Hvatanje štetnih plinova u emisijama provodi se kondenzacijskim metodama, sorbenti se koriste za apsorpciju nečistoća, katalizatori za pročišćavanje.
Izgledi za aktivnosti u području zaštite zraka povezani su s radom na smanjenju ispuštanja onečišćujućih tvari u atmosferu. Potrebno je razviti laboratorijsku kontrolu štetnih emisija u gradovima, na prometnim autocestama. Treba nastaviti rad na uvođenju sustava za hvatanje čvrstih čestica iz plinovitih smjesa u poduzećima. Potrebni su nam jeftini moderni uređaji za čišćenje emisija od otrovnih aerosola i plinova. U području državne kontrole potrebno je povećanje broja mjesta za provjeru i podešavanje toksičnosti ispušnih plinova automobila. Poduzeća energetske industrije i vozila treba prijeći na manje štetne, s gledišta okoliša, vrste goriva (npr. prirodni plin, biogoriva). Njihovo izgaranje oslobađa manje čvrstih i tekućih zagađivača.
Koju ulogu igraju zelene površine u pročišćavanju zraka?
Teško je precijeniti doprinos biljaka obnavljanju kisika na Zemlji, hvatanju onečišćenja. Šume se nazivaju "zeleno zlato", "pluća planeta" zbog sposobnosti lišća za fotosintezu. Ovaj proces se sastoji u apsorpciji ugljičnog dioksida i vode, stvaranju kisika i škroba na svjetlu. Biljke u zrak ispuštaju fitoncide - tvari koje štetno djeluju na patogene mikrobe.
Povećanje površine zelene bojesadnje u gradovima jedna je od najvažnijih mjera zaštite okoliša. Drveće, grmlje, bilje i cvijeće sadi se u dvorištima kuća, u parkovima, trgovima i uz prometnice. Uređenje teritorija škola i bolnica, industrijskih poduzeća.
Znanstvenici su otkrili da biljke poput topole, lipe, suncokreta najbolje upijaju prašinu i štetne plinovite tvari iz emisija poduzeća, transportnih ispušnih plinova. Nasadi crnogorice ispuštaju najviše fitoncida. Zrak u šumama borova, jele, smreke vrlo je čist i ljekovit.
