§ 24. Загрязнение атмосферы

Определения и обозначения

Загрязнение атмосферы — поступление в воздух веществ и примесей в количествах, способных причинять вред людям, живым организмам и окружающей среде. Иными словами, состав воздуха меняется так, что его качество ухудшается. Это понятие помогает отличать обычные компоненты воздуха от опасного загрязнения.

Загрязнитель атмосферы — вещество или смесь веществ, попадающие в воздух и ухудшающие его качество. Загрязнителями могут быть, например, дым, пыль или вредные газы. Понятие нужно, чтобы назвать именно то, что находится в воздухе и может оказывать воздействие.

Источник загрязнения атмосферы — природный процесс или деятельность человека, в результате которых загрязняющие вещества поступают в воздух. Источником может быть лесной пожар, автомобиль или предприятие. Это понятие показывает, откуда берутся примеси и где можно уменьшить их поступление.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — установленная норма содержания вещества в воздухе, при превышении которой возрастает риск вредного воздействия. Концентрация показывает, сколько вещества содержится в определённом объёме воздуха. ПДК нужна для оценки качества воздуха и сравнения измеренного уровня с установленной нормой.

Как это устроено

Атмосфера важна не только потому, что содержит кислород для дыхания. Она участвует в поддержании условий, при которых на Земле возможна жизнь, и задерживает часть опасных воздействий из космоса. Если воздух загрязнён, вредные вещества могут попадать в организм при дыхании, поэтому состояние атмосферы связано со здоровьем людей и других живых существ.

Загрязнение может возникать и без деятельности человека. При извержении вулкана в атмосферу попадают пепел и газы, а пыльная буря поднимает мелкие частицы с поверхности земли. Лесной пожар образует дым и продукты горения; ветер способен переносить такие примеси далеко от места, где они появились.

Человек добавляет загрязнители в воздух при сжигании топлива. Транспорт выбрасывает выхлопные газы, промышленные предприятия и электростанции — продукты производственных процессов и горения топлива, а домашние печи и котлы — дым. Объёмы и состав выбросов зависят от используемого топлива, оборудования и того, насколько хорошо очищаются отходящие газы.

Загрязнители различаются по происхождению и влиянию. Пыль и дым состоят из мелких частиц, которые могут раздражать дыхательные пути; угарный газ образуется при неполном сгорании топлива и опасен тем, что мешает переносу кислорода в организме. Оксиды серы и азота часто возникают при сжигании топлива: они раздражают дыхательные пути и могут участвовать в образовании вредных соединений в воздухе. Поэтому для оценки загрязнения важно знать не только его уровень, но и состав.

После выброса примеси перемещаются воздушными потоками, оседают на поверхности или вступают в химические реакции и превращаются в другие вещества. Ветер обычно помогает рассеиванию, а осадки могут вымывать часть примесей из воздуха. В безветрие загрязнители способны накапливаться рядом с источником, а температурная инверсия — ситуация, когда более тёплый слой воздуха сверху мешает перемешиванию — может удерживать их у земли; поэтому важны и погода, и расположение источников.

Источники загрязнения атмосферы и меры снижения выбросов

Сначала определите источник, затем сопоставьте с ним возможные примеси и последствия. Последний столбец показывает, где можно уменьшить выбросы или снизить воздействие. Для природных явлений полностью устранить источник нельзя, поэтому особенно важны наблюдение и предупреждение людей.

Разбор задач

Задача 1. Назовите источник загрязнения воздуха у оживлённой дороги и приведите два возможных загрязнителя. Чтобы ответить, нужно различить источник и вещества, которые он выбрасывает. Ориентируемся на то, что рядом с дорогой постоянно работают двигатели автомобилей.

1. Определяем источник: это транспорт, движущийся по дороге.
2. Вспоминаем, что при работе двигателя и сгорании топлива образуются выхлопные газы и частицы.
3. Выбираем два примера загрязнителей: угарный газ и оксиды азота; у дороги также может быть пыль.

Ответ: источник — автомобильный транспорт; возможные загрязнители — угарный газ и оксиды азота.

Задача 2. В районе измерили концентрацию загрязняющего вещества: она оказалась выше установленной ПДК. Объясните, что это означает и почему важно учитывать длительность воздействия. Сравнение с ПДК говорит о превышении нормы, но само по себе не описывает всю ситуацию. Для оценки риска нужно выяснить, как долго человек находился в таком воздухе.

1. Сопоставляем результат измерения с ПДК: концентрация выше установленного уровня.
2. Делаем вывод, что риск вредного воздействия повышен, поэтому результат нельзя считать нормальным.
3. Учитываем время: кратковременное и длительное воздействие одной и той же концентрации могут иметь разные последствия. Также важны свойства вещества и состояние человека.

Ответ: превышение ПДК означает повышенный риск, а длительное воздействие может увеличить вероятность вреда. Нельзя оценивать опасность только по одному измерению без учёта времени и условий.

Задача 3. В городе при безветренной погоде и температурной инверсии загрязнение у земли усилилось. Объясните, почему это могло произойти, и предложите две меры для уменьшения риска. Рассуждаем о том, что происходит с выбросами после их появления в воздухе. Нужно предложить и меры против накопления примесей, и действия для защиты людей.

1. При безветрии воздушные массы почти не уносят выбросы, поэтому они могут накапливаться рядом с источниками.
2. Температурная инверсия затрудняет перемешивание воздуха по вертикали и способствует удержанию загрязнителей у поверхности.
3. Можно временно сократить выбросы, например ограничить движение транспорта или работу отдельных источников, а людям — следить за предупреждениями и по возможности меньше находиться у оживлённых дорог.

Ответ: примеси хуже рассеиваются и остаются у земли. Две меры — временно уменьшить выбросы транспорта и других источников и соблюдать рекомендации по ограничению пребывания на загрязнённом воздухе.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что атмосферу загрязняет только деятельность людей. Так думают, потому что выбросы транспорта и предприятий видны в повседневной жизни, но вулканы, пыльные бури и пожары тоже приносят в воздух примеси. Проверьте себя: можете ли вы назвать хотя бы один природный и один антропогенный источник?

Ошибка — называть загрязнителем любой компонент воздуха. Причина в том, что вред часто связывают с самим наличием вещества, хотя значение имеют его свойства, концентрация и время воздействия. Чтобы проверить ответ, спросите себя, достаточно ли знать название вещества или нужно также знать его количество и длительность контакта.

Ошибка — считать, что загрязнение одинаково распределено повсюду. Можно упустить, что ветер, осадки и температурные условия перемещают примеси или способствуют их накоплению. Проверка простая: подумайте, будет ли ситуация у дороги такой же при сильном ветре и в безветрие.

Ошибка — полагать, что соблюдение нормы выброса одним источником гарантирует чистый воздух. Так рассуждают, если оценивают только отдельное предприятие или автомобиль, не учитывая другие источники поблизости. Проверьте себя: нужно ли учитывать общий уровень загрязнителей в районе и их совместное воздействие?

Связь с другими темами

Чтобы разбираться в загрязнении атмосферы, нужно знать состав воздуха и понимать, чем его основные компоненты отличаются от примесей. Тема связана с круговоротом веществ: выброшенные в воздух соединения могут переноситься, оседать и участвовать в новых процессах. Она также относится к экологии и изучению влияния окружающей среды на здоровье человека.

Эти знания пригодятся при изучении экологических угроз и мониторинга окружающей среды — регулярного наблюдения за её состоянием. Они помогают понять, почему при неблагоприятных условиях следят за предупреждениями и выполняют рекомендации по снижению воздействия загрязнённого воздуха. Наблюдения и контроль качества воздуха позволяют оценивать, где и когда требуется защита.

Что запомнить

• Загрязнение атмосферы может быть природным и вызванным деятельностью человека.
• Основные антропогенные источники — транспорт, промышленность, энергетика и бытовое сжигание топлива.
• Разные загрязнители имеют разные источники и последствия.
• Воздействие загрязнителя зависит от его концентрации и продолжительности воздействия.
• Погода влияет на распространение и накопление примесей в воздухе.
• Снизить загрязнение помогают уменьшение выбросов, очистка газов и контроль качества воздуха.