Вопрос №39

Смог (англ. smog, от smoke - дым и fog - туман), сильное загрязнение воздуха в больших городах и промышленных центрах.
Смог бывает двух типов:

• густой туман с примесью дыма или газовых отходов производства (например, в

Лондоне),

• пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана),

возникающая под действием ультрафиолетовой радиации солнца в воздухе в результате фотохимических реакций, происходящих в газовых выбросах автомашин и химических предприятий (например, в Лос-Анджелесе).

Смог наблюдается обычно при слабой турбулентности (завихрение воздушных потоков) воздуха, и следовательно, при устойчивом распределении температуры воздуха по высоте, при слабом ветре или штиле.
Смог снижает видимость, усиливает коррозию металлов и сооружений, оказывает отрицательное воздействие на здоровье человека. Интенсивный и длительный смог может явиться причиной повышения заболеваемости и смертности.
Угарный газ, входящий в состав смога, представляет собой соединение углерода с кислородом; газ без цвета и запаха. Он смертельно опасен для человека.

С появлением крупных предприятий и расширением городов перед чело­вечеством встала новая проблема — загрязнение воздуха. С началом промышленной револю­ции загрязнение воздуха резко возрос­ло, а в начале и середине XX в. оно не­сколько раз приводило к массовым заболеваниям и даже гибели людей . В связи с этим во многих странах были приняты за­коны, направленные на охрану чисто­ты воздуха и сохранение здоровья людей.

Основным источником загрязне­ния приземного слоя атмосферы явля­ется сжигание ископаемого топлива для получения тепла или электричест­ва, а также в двигателях автомобилей. Массу загрязняющих веществ выбра­сывают в атмосферу и металлургиче­ские предприятия, нефтехимические заводы, предприятия химической промышленности. Практически нет такой отрасли хозяйства, которая не отрав­ляла бы атмосферу.

Человечество использует всё больше топ­лива, а продукты его сгорания, и прежде всего углекислый газ, попадают в атмосфе­ру. Обеспечить полное сгорание топлива невозможно, поэтому наряду с углекислым газом в воздух выделяется также множест­во продуктов неполного сгорания — оксид углерода (угарный газ), сажа, углеводоро­ды, сернистый газ, оксиды азота, озон

Как бороться со смогом.

Смог едва ли может стать причиной сильного отравления, однако в состоянии спровоцировать тошноту и головокружение даже у здоровых людей.

Итак, дома следует создать защиту от проникновения дыма, а также повысить влажность. Для этого можно использовать бытовые увлажнители воздуха.

Можно натянуть на окна в своих квартирах марлю или другую натуральную тонкую ткань (синтетика плохо пропускает воздух) и постоянно смачивать ее водой. Тем, у кого нет увлажнителя, рекомендуется чаще проводить влажную уборку помещений, наполнить водой ванну и иные емкости для поддержания оптимального уровня влажности в доме. Людям чувствительным либо предрасположенным к аллергическим заболеваниям и ОРЗ, которым все-таки понадобится выходить на улицу, желательно иметь марлевые повязки или респираторы, а также носить с собой необходимые лекарства.

Отравиться смогом в принципе невозможно. Однако надо признать, что доли угарного газа в смоге присутствуют, но точную концентрацию вредных веществ никто не замерял.

Кислотные дожди

Попадая в атмосферу, многие загрязнения подвергаются химическим или фотохимическим превращениям с участием компонентов воздуха. Конечные продукты химических превращений удаляются из атмосферы с осадками или выпадают на поверхность Земли с аэрозолями.

Влияние кислотных осадков на биосферу.

Косвенные воздействия.

Воздействия на леса и пашни. Во время выпадения осадков вода, стекающая с листьев, содержит большое количество серы, калия, магния, кальция и немного нитрата и аммиака, что приводит к увели­чению кислотности почвы. В результате этого возрастают по­тери необходимых для растений кальция, магния, калия, что ведет к повреждению деревьев.

Возрастает мобильность токсичных тяжелых металлов (марганец, медь, кадмий и др.) в почвах с низкими значениями рН, что приводит к гибели растений.

Происходящие в составе почвы изменения могут преобра­зовать состав микроорганизмов в почве, воздействовать на их активность и тем самым повлиять на процессы разложения и минерализации, а также на связывание азота и внутреннее закисление.

В результате гибели наиболее чувствительных к закислению существ (мик­роорганизмы почвы, грибы, дубы) в структуре материального и энергетического баланса живых сообществ могут произойти неблагоприятные изменения, и в конечном итоге сам человек также пострадает из-за происходящих при этом необратимых процессов.

Обрабатываемые земли (пашни) находятся в несколько ином положении по сравнению с естественными лесными сис­темами. Причиной повышения кислотности обрабатываемых земель в первую очередь является широкое применение мине­ральных удобрений. Например, азотистые удобрения содержат значительные количества нитратов и сое­динений аммония.

Закисление пресных вод.

Закисление прёсных вод - это потеря ими способности к нейтрализации. Закисление вызывают сильные кислоты, главным образом серная и азотная. Уменьшение рН воды идет параллельно с сокращением популяций или гибелью рыб, земноводных, фито- и зоопланктона, а также множества прочих живых организмов. До определенных пределов млекопитающие, в том числе и человек, защищены от вредного влияния кислотно­сти, однако в организмах водных животных накапливаются ядовитые тяжелые металлы, которые могут попасть в пище­вую цепочку.

Непосредственные (прямые) воздействия. Гибель растений.

Непосредственная гибель растений в наибольшей степени ощущается вблизи от выбросов загрязнений, в радиусе некольких десятков километров от их источника. Главной причиной является высокая концентрация двуокиси серы. Это соединение адсорбируется на поверхности растения, в ос­новном на его листьях, отрицательно влияя на многие процессы (дыхание, фотосинтез и др.). В результате могут наблюдаться генетические, видовые изменения. Масштаб воздействия может простираться от восполнимого (обратимого) ущерба до полной гибели растения. Также доказано вредное влияние влажных кислотных осадков на рост деревьев. Однако эти осадки в первую очередь влияют косвенно — через почву и корневую систему.

Прямые воздействия на человека.

Атмосфер­ные кислотные микроэлементы не щадят и человека. Однако здесь речь идет уже не только о кислотных дождях, но и о том вреде, который приносят кислотные вещества (двуокись серы, двуокись азота, кислотные аэрозольные частицы) при дыхании.

Существует тесная зависи­мость между уровнем смертности и степенью загрязнения района. Степень вредного воздействия прямо пропорциональна концентрации загрязняющих веществ. Однако существует пороговое значе­ние, ниже которого даже у самых чувствительных людей не обнаруживаются какие-либо отклонения от нормы. Напри­мер, для двуокиси серы среднесуточная пороговая концентра­ция для здоровых людей составляет приблизительно 400 мкг/м³. В настоящее время норма для состава воз­духа на незащищенных территориях почти соответствует это­му значению.

На защищенных территориях нормативы, естественно, строже. В то же время ожидается, что в недалеком будущем установят еще более низкие нормативные значения. Также установлена зависимость между за­грязнением двуокисью серы и различными заболеваниями дыхательных путей (грипп, ангина, бронхит и т.д.). На от­дельных загрязненных территориях число заболева­ний было в несколько раз больше, чем на контрольных тер­риториях.

Помимо первичного прямого воздействия, на человека косвенно влияет и закисление окружающей среды. Косвенные воздействия в первую очередь оказывают ядовитые металлы (алюминий, тяжелые металлы). Эти металлы легко могут попасть в пище­вую цепочку, в конце которой стоит человек. Содержание цинка в свинине и говядине, а также в мясных продуктах довольно часто превышает допустимый уровень(10%). Кадмий также встречается в говядине в концентрациях, превышающих до­пустимые. Медь и ртуть в безопасных концентрациях обнару­жены главным образом в мясе птицы.

Кислотный дождь может также причинять вред метал­лам, различным зданиям и памятникам. В первую оче­редь подвержены опасности памятники, построенные из пес­чаника и известняка, а также расположенные под открытым небом скульптуры.

Способы защиты от кислотных дождей.

Наиболее эффективным способом защиты следует считать значительное сокращение выбросов двуокиси серы и окиси азота. Этого можно достичь несколькими методами, в том числе путем сокращения использования энергии и создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие возможности уменьшения выброса загрязнений в ат­мосферу — удаление серы из топлива (нефти, угля) с помощью фильтров, регулирование процессов горения и другие технологические решения. Однако очистка топлива от серы – это достаточно сложный и малораспространенный про­цесс, причем затраты на него весьма высоки. Кроме того, да­же после очистки энергоносителей в них остается приблизи­тельно половина первичного содержания серы. Поэтому очи­стка от серы является не самым лучшим решением проблемы кислотных дождей.

Применение высоких труб. Это один из наиболее спорных способов. Строительство высоких труб, несмотря на распространенное мнение, не решает проблемы загрязне­ния воздуха. Увеличение высоты трубы сопровождается тем, что непосредственные воз­действия загрязнений (гибель растений, коррозия зданий и т.п.) уменьшаются, однако косвенные воздействия (влияние на экологию удаленных районов) увеличиваются. Технологические изменения.

Количество оксида азота NO, который образуется при го­рении, зависит от температуры горения. Чем меньше температура горения, тем меньше возникает оксида азота. Та­ким образом, соответствующим изменением технологии можно сократить количество выбрасываемого загрязняющего вещества. Сокращения выброса двуокиси серы можно также достичь очисткой конечных газов от серы. Наиболее распространен­ный метод — мокрый процесс, когда конечные газы барботируют через раствор известняка, в результате чего образуются сульфит или сульфат кальция. Таким способом удаляется большая часть серы. Этот способ еще не получил широкого распространения.

Известкование.

Для уменьшения закисления в озера и в почву добавляют щелочные вещества (например, карбонат кальция). В 1 м³ воды необ­ходимо внести около 5 г извести для изменения значения рН с 4, 5 до 6, 5. Известкование применяют для обработки кислых почв с целью их нейтрализации. Наряду с преимуществами известкование имеет ряд недостатков:

в проточной и быстро перемешивающейся воде озер нейт­рализация проходит недостаточно эффективно;

происходит грубое нарушение химического и биологиче­ского равновесия вод и почв;

не удается устранить все вредные последствия закис­ления (с помощью известкования нельзя удалять тяжелые ме­таллы).

Кроме описанных выше известно еще множество способов защиты от загрязнений. Например, погибшие популяции животных и растений заменяют новыми, которые лучше пе­реносят закисление. Памятники культуры с целью предотв­ращения дальнейшего их разрушения обрабатывают специ­альной глазурью.

Рассмотренные здесь способы имеют одно общее свойство — их использование до сих пор не привело к суще­ственному уменьшению выбросов оксидов серы и азота. Не достигнуты заметные успехи и в предотвращении вредных воздействий, вызываемых кислотными дождями.

Дальнейшее закисление окружаю­щей среды зависит от того, как будет обстоять дело с антропогенными выбросами оксидов серы и азота в атмосферу. Выброс двуокиси серы в будущем тысячелетии значи­тельно больше нынешнего уровня, поэтому ожидается рост закисления окружающей среды, а причиняемый кислот­ными осадками ущерб станет катастрофическим. Это вызывает боль­шое беспокойство, если принять во внимание, что и насто­ящие уровни выброса уже приводят к ужасающим по­следствиям.

2