3.1. Забруднення атмосфери

Атмосфера завжди містить певну кількість домішок, які зумовлюються природними та антропогенними джерелами.

До числа домішок, які виділяються природними джерелами, належать:

- пил (рослинного, вулканічного, космічного походження, внаслідок ерозії грунту, частинки морської солі тощо);

- туман, дим, гази від лісових та степових пожеж;

- гази вулканічного походження;

- різноманітні продукти рослинного, тваринного та мікробіологічного походження.

Основними джерелами забруднення атмосфери є природні, промислові та побутові процеси.

Найбільш поширеними токсичними речовинами, які забруднюють атмосферу, є:

- оксид вуглецю СО,

- діоксид сірки SO₂,

- оксид азоту NО_х,

- вуглеводні С_nН_m

- пил.

Основні джерела забруднення атмосфери та їхні щорічні викиди наведено в табл. 4.

Таблиця 4

Парниковий ефект.

Останнім часом учені-метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. І це зумовлено діяльністю людини: по-перше, людина підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також уводячи в дію атомні електростанції; по-друге, і це головне, в результаті спалювання органічного палива, а також унаслідок знищення лісів у атмосфері нагромаджується вуглекислий газ.

У земній атмосфері вуглекислий газ діє, як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект.

Суть парникового ефекту полягає в тому, що світова енергія проникає крізь атмосферу, поглинається поверхнею землі, перетворюється в теплову енергію і виділяється у вигляді інфрачервоного випромінювання. Однак вуглекислий газ, на відміну від інших природних компонентів атмосфери, його поглинає, він нагрівається і, в свою чергу, нагріває атмосферу. Тобто чим більше в атмосфері вуглекислого газу, тим більше інфрачервоних променів буде поглинуто, тим теплішою вона стане.

За розрахунками вчених, найближчими десятиліттями через парниковий ефект середньорічна температура на Землі може підвищитися на 1,5—4,5°С.

Якщо людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери й глобальна температура зростатиме й надалі, як це відбувається протягом останніх 20 років, то дуже швидко клімат на Землі стане теплішим, ніж будь-коли впродовж 100 тис. років. Це прискорить глобальну екологічну кризу.

Глобальне потепління призведе до танення льодовиків Гренландії, Антарктиди й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6—10 м, при цьому буде затоплено близько 20 % площі суходолу, де сьогодні живуть сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади й поля.

Руйнування озонового шару атмосфери. Життя на Землі залежить від енергії Сонця.

Весь потік УФ-випромінювання Сонця, що доходить до земної атмосфери, умовно поділяють на три діапазони:

УФ(А) (довжина хвилі 400-315 нм);

УФ(В) (315-280 нм) і УФ(С) (280-100 нм);

УФ(В) і УФ(С)-випромінювання, так званий «жорсткий ультрафіолет», надзвичайно шкідливі для всього живого: вони призводять до порушення структури білків та нуклеїнових кислот і врешті-решт до загибелі клітин.

Озоновий шар є природною захисною перепоною на шляху проникання на поверхню Землі УФ випромінювання Сонця з довжиною хвилі 10-20 нм.

Озоновий шар має відносно малу товщину. Останнім часом учені надзвичайно занепокоєні зниженням вмісту озону в озоновому шарі атмосфери. За оцінками спеціалістів, озоновий шар зменшився за останні 10 років на 48 %, а над полярними шапками виникли так звані озонові діри.

Озоновий шар руйнується під дією деяких антропогенних забруднювачів: хлорфтороводнів, фреонів тощо. Ці хімічні речовини широко використовуються в техніці й побуті як хлорагенти для виготовлення пластмас, хладоагентів, які використовуються в холодильниках, кондіціонерах повітря і теплових насосах. Порушенню озонового шару сприяє також космічна, ракетна техніка та надзвукові літаки. Викиди продуктів згорання палива двигунів розщеплює озон (О₃) до звичайного кисню (О₂) та інших сполук.

Кислотні дощі. Оксиди сірки й азоту, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій (ТЕС) та автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами.

Кислотними дощами називають будь-які опади кислортність яких вища за нормальну і значення рН складає менше 7.

Ці дощі вкрай шкідливо впливають на довкілля:

– знижується врожайність більшості сільськогосподарських культур через ушкодження листя кислотами;

– з ґрунту вимиваються кальцій, калій і магній, що призводить до деградації рослинності й, як наслідок, — збіднення тваринного світу;

– гинуть ліси (найчутливіші до кислотних дощів кедр, бук і тис);

– отруюється вода озер і ставків, у них гине риба, зникають комахи;

– щезають водоплавні птахи й тварини, що живляться комахами;

– загибель лісів спричинює в гірських районах (таких як Карпати) зсуви та селі;

– прискорюється руйнування пам'яток архітектури, споруд, особливо тих, що побудовані з вапняку, оздоблені мармуром;

– збільшується захворюваність людей (найчастіше хворобами очей, органів дихання тощо).

Взимку поблизу ТЕС і металургійних заводів іноді випадає також кислотний сніг, ще шкідливіший, ніж кислотний дощ, що пояснюється більшим вмістом у ньому кислот. Райони випадання такого снігу дістають одразу 4—5-місячну дозу забруднення, а внаслідок його танення навесні відбувається концентрація шкідливих речовин, тому тала вода інколи містить удесятеро більше кислот, ніж сам сніг.

Смоги. Смоги (англ. smoke - дим, fog – туман) – явище, характерне для певних місць за певних метеорологічних умов і забруднення повітря.

За походженням смог поділяють на три типи:

· лондонський (чорний смог),

· лос-анджельський (білий смог)

· льодяний смог.

Причини лондонського смогу:

· низька температура (близько 0⁰С);

· вологість до 100 %;

· підвищений вміст сажі, оксидів карбону, нітрогену, сульфуру, що утворюються при спалюванні палива.

В Україні такі смоги спостерігаються у приморських містах.

Лос-анджелеський смог виникає при дії сонячного світла на вуглеводні і проявляється у вигляді білого туману з неприємним запахом, що подразнює очі, слизові оболонки, органи дихання.

Лос-анджелеський смог формується за умов:

· високої температури (понад 30⁰ С);

· відсутності перемішування шарів повітря у вертикальному напрямі (інверсія);

· значної концентрації викидів автотранспорту: вуглеводнів, оксидів нітрогену, озону, акролеїну;

· утворення пероксицетилнітрату, що має лакриматорну дію (подразнює слизові оболонки).

В Україні спостерігається в Дніпропетровську, Запоріжжі, Донецьку і навіть курортному місті Ялті.

Льодяний смог складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерний для північних широт за температур нижче – 30 ⁰С високої вологості та забруднення повітря.

Тривалі смоги призводять до появи задухи, бронхіальної астми, збільшення смертності, пригнічення рослинності, руйнування будівель, прискорення корозії металів та інших негативних наслідків.