2.6.3 Загрязнение атмосферного воздуха

Антропогенные воздействия изменяют состав атмосферного воздуха. Ежегодно в атмосферу выбрасывается огромная масса загрязняющих ве­ществ, в частности:

• диоксида серы и частиц пыли - 200 млн. т;

• оксидов азота - 60 млн. т.;

• оксидов углерода - 8000 млн. т.;

• углеводородов - 80 млн. т.

Источником оксидов серы является в основном сжигание бурого угля и нефтепродуктов (мазута) при работе ТЭС. Оксиды азота также попадают в атмосферу при работе ТЭС, с выхлопными газами автомобилей, при производстве взрывчатых веществ в результате лесных пожаров.

По данным ЮНЕП, загрязнение воздуха ведет к смерти 500 тыс. человек в год и в значительной мере связано со сжиганием ископаемого топлива на ТЭС, в автомобилях, двигателях, промышленных печах. Грязный воздух служит главной причиной 4-5 млн. новых случаев хронического бронхита ежегодно и многих миллионов случаев других заболеваний. Экономические потери в связи с загрязнением воздуха по разным оценкам составляют 0,5 - 2,5% мирового ВВП (150-750 млрд. долл.в год).

Загрязнение воздуха особенно отражается на здоровье городских жителей. Так, содержание оксидов азота и твердых частиц, относящихся к наиболее опасным компонентам загрязнения воздуха, во многих городах Европы и Азии в 3 раза превышает нормы ВОЗ. В Японии загрязнение воздуха от нефтехимического комбината в городе Еккаити вызвало неизвестное ранее заболевание людей - "еккаитскую астму".

В городах содержание оксидов серы в атмосферном воздухе достигает величин порядка 100 мкг/м³ По-видимому, этот вид загрязнения приводит к пожелтению листвы растений. Отмечено также, что частота заболеваний верхних дыхательных путей у человека увеличивается при увеличении уровня содержания серы в атмосферном воздухе городов.

Оксиды азота (N0₂, N₂0₄) поражают дыхательные пути человека; N0 действует на нервную систему, вызывая параличи и судороги вследствие связывания гемоглобина. Оксиды азота участвуют в образовании фотохимического смога. Смог - дым, туман, нарушающий нормальное состояние воздуха многих городов, - возникает в результате реакции между содержащимися в воздухе углеводородами и оксидами азота, находящиеся в выхлопных газах автомобилей.

Не менее опасные компоненты - оксиды углерода. При неполном сгорании углерода в моторном топливе образуется оксид (СО). Большое количество СО содержится в табачном дыме курильщиков. Попадая в кровь оксид углерода конкурирует с кислородом в молекуле гемоглобина; повышенные концентрации его поэтому смертельно опасны.

Все более актуальной становится проблема запыленности атмосферы. Пыль попадает в воздух в результате естественных причин: пыльных бурь, вулканических извержений, эрозии почв, разрушения горных пород. До 20% пыли и аэрозолей в атмосфере имеет антропогенный характер (производство стройматериалов, цемента, горнодобывающая промышленность и т. д.). Этот вид загрязнения приводит к снижению прозрачности воздуха, что может влиять на климат.

Загрязнение воздуха, сопровождающееся выбросом кислотообразующих газов - сернистого ангидрида и окислов азота, привело к ранее неизвестному явлению - выпадению "кислотных дождей". Выпадение кислых осадков приводит к закислению почв, водоемов, вследствие чего происходит деградация этих экосистем.

Средняя кислотность атмосферных осадков, по данным австрийских ученых, возросла в 100 раз по сравнению с кислотностью осадков, взятых из льдов 180-летней давности в Гренландии. В 90-е годы прирост потребления энергии составил примерно 2% в год, и соответственно этому увеличились масштабы выбросов. Ежегодно только в Европе в атмосферу выбрасывается около 60 млн. т сернистого ангидрида и 20 млн. т оксидов азота, главным образом за счет предприятий Великобритании, Германии, Италии.

Кислотообразующие газы надолго остаются в атмосфере и могут пе­редвигаться на большие расстояния: сотни и даже тысячи километров. Вследствие этого выпадение кислотных дождей не обязательно наблюда­ется в тех районах, где происходит выброс газов. Так, значительная часть выбросов Великобритании попадает в северные страны и наносит ущерб их экономике. Например, в Швеции и в Норвегии считают, что более 80-90% сернистого ангидрида импортируется к ним из других стран¹. Соответственно к странам-импортерам предъявляются требования по воз­мещению экологического ущерба. Трансграничный перенос оксидов серы в Россию превышает выбросы с российской территории в 7 - 10 раз.

Опасность кислотных дождей и связанные с ней межгосударственные отношения были определены еще в 1979 году, когда была принята Кон­венция о трансграничном загрязнении воздуха, направленная на уста­новление международного порядка в этой сфере.

Ущерб, причиняемый кислотными дождями, чрезвычайно велик. Страдают леса, реки и озера, сельскохозяйственные угодья, сады, парки. В Канаде, например, из-за частых кислотных дождей более 4 тысяч озер были объявлены мертвыми, а еще 12 тысяч - на грани гибели. В южной части Норвегии в половине озер исчезла рыба.

По принятым шкалам, если рН в водной среде равен или менее 4,0, то все живое в водной экосистеме погибает.

Кислотность почв также сильно влияет на состояние растительности и урожаи. В некоторых районах Западной Европы она достигла значений 4,3, а на северо-востоке Северной Америки - 4,1. В Германии, например, в результате кислотных дождей погибло около трети всех елей.

Вследствие кислотных дождей усиливается коррозия металлов, что при­водит к гибели металлических сооружений - мостов, железных дорог и др.

Критическая экологическая ситуация в связи с загрязнением воздуха сложилась в России. В бывшем СССР на Россию приходилась основная часть выбросов, всего около 70 млн. т. Основной вклад в загрязнение воз­духа вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефте­химии, строительной индустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной про­мышленности, автотранспорта. Данные, публикуемые в настоящее время в виде Государственных докладов о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации, позволяют составить представление о мас­штабах выбросов по отдельным видам промышленности. Так, валовые вы­бросы вредных веществ в атмосферу в результате деятельности предприятий угольной промышленности составляют ежегодно около 700 тыс. т, газовой - около 900 тыс. т, черной металлургии - около 3000 тыс. т, цветной метал­лургии - 3500 тыс. т, химической и нефтехимической промышленности 550 тыс. т, машиностроения - 950 тыс. т, транспорта - более 16 млн. т, из них автотранспорта - порядка 13 млн. т. В сумме ежегодные выбросы про­мышленных предприятий составляют величины порядка 20 млн. т, выбро­сы транспорта - около 17 млн. т.

Высокий уровень загрязненности обусловлен выбросом экологически опасных, так называемых специфических веществ: бенз(а)пирена, фор­мальдегида, аммиака, сероводорода и т. д.

Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха в крупных городах и промышленных центрах. Урбанизация, достигшая к концу XX столетия 73%, концентрация крупных промышленных предприятий на ограниченной территории привели к тому, что только около 15% городско­го населения России проживает в условиях, когда качество атмосферного воздуха соответствует нормативным требованиям.

Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК более чем в 200 городах России, где проживает 63 млн. человек (42% населения страны).

Ежегодный перечень городов, в которых наблюдается наиболее высокий уровень загрязненности воздуха, составляет более 40 наименований, причем в 23 городах высокий

_______________________

¹ См.: Никаноров А.М., Хоружая ТА. Глобальная экология. М.: Приор, 2001.

уровень загрязненности отмечен в течение последних 5 лет. В их число входят Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск, Ли­пецк, Магнитогорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Тольятти, Хабаровск и др. Например, в Братске атмосферное за­грязнение распространилось на прилегающие к городу территории, что привело к усыханию хвойных пород деревьев в радиусе 60 - 100 км.¹ В Ниж­нем Тагиле длительная разработка полезных ископаемых на территории города привела к полному исчезновению природного ландшафта. Территория города покрыта многочисленными отвалами пород, отходами предприятий, отстойниками, карьерными выемками и т. п.; в отдельные дни максимальные концентрации бенз(а)пирена превышали регламенты в 115-308 раз.

Проблему загрязнения существенно обостряет рост числа автомобилей.

Устойчивость урбанизированных территорий к антропогенным на­грузкам и экологическое равновесие обеспечиваются до тех пор, пока не превышена экологическая емкость территории. Экологическая емкость определяется способностью к самоочищению и самовосстановлению ос­новных компонентов окружающей природной среды. В настоящее время экологическая емкость значительно превышена на территории Москвы и Московского региона, в ряде областей Центрального экономического района, в большинстве регионов Урала, Поволжья, в Западной Сибири (Кемеровской и Новосибирской областях), в крупнейших городах Вос­точной Сибири и Дальнего Востока.

В крупных индустриальных районах: Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном, Уральском, а также в Кемеровской области, на Алтае и в районе Норильска - плотность выпадений окисленной серы достигает 750 кг/км² в год. Кислотность атмосферных осадков здесь до­ходит до значений рН порядка 3,1 - 3,2.

На конференции "Ухудшение здоровья и качества жизни в связи с за­грязнением воздуха в Восточной Европе и Средней Азии", организован­ной Всемирным банком в 2001 г. в Братиславе (Словакия), и в опубли­кованной Всемирным банком "Стратегии в области охраны окружающей среды" загрязнение воздуха названо одной из ключевых проблем совре­менного мира.²