Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери

План

Тема 2.2. Охорона повітряного середовища

Лекція 5

1. Атмосфера Землі.

2. Джерела, масштаби і наслідки забруднення атмосфери (парниковий ефект, руйнування озонового шару, кислотні дощі, смоги).

3. Методи боротьби із забрудненням атмосфери.

4. Система екологічної інформації.

1. Атмосфера Землі. Атмосфера – це газова оболонка, що оточує Землю. Наявність атмосфери – одна з найголовніших умов життя на планеті. Без їжі людина може обходитися місяць, без води – тиждень, а без повітря не проживе й кількох хвилин.

Атмосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує кілька основних функцій:

• захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів;

• регулює сезонні й добові коливання температури (якби на Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температури досягали б ± 200 °С);

• є носієм тепла й вологи;

• є депо газів, які беруть участь у фотосинтезі й забезпечують дихання;

• зумовлює низку складних екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо).

Основні компоненти атмосфери: азот (78,084 %), кисень (20,946 %) та аргон (0,934 %). Важливу роль відіграють і так звані малі домішки: вуглекислий газ, метан тощо. Крім того, атмосфера містить водяну пару: від 0,2 % у приполярних районах до 3 % поблизу екватора. Такий хімічний склад атмосфера Землі мала не завжди. Первісна атмосфера Землі була схожа з атмосферами деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалася з вуглекислого газу, метану, аміаку тощо. Нинішня киснево-азотна атмосфера – результат життєдіяльності живих організмів.

Маса атмосфери становить приблизно одну мільйонну маси Землі – 5,15х10¹⁵ т. Та атмосферне повітря лише умовно можна вважати невичерпним природним ресурсом. Річ у тім, що людині необхідне повітря певної якості, а під впливом її ж діяльності хімічний склад і фізичні властивості повітря дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося місць, де повітря зберегло свої первозданні чистоту та якість, а в деяких промислових центрах стан атмосфери вже просто загрозливий для людського здоров’я.

Атмосфера складається з таких шарів (знизу вгору): тропосфера (до висоти 18 км), стратосфера (до 50), мезосфера (до 80), термосфера (1000), екзосфера (1900), геокорона (умовно до 20 тис. км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний вакуум. Основна маса повітря (90 %) зосереджена в нижньому шарі – тропосфері. Тут же відбуваються найінтенсивніші теплові процеси, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океанів і суходолу. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має озоновий шар у стратосфері, повітря якого збагачене триатомним киснем (О₃). Він розташований на висоті 20-50 км і захищає все живе на Землі від згубної дії “жорсткого” ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Крім газів, у повітрі атмосфери містяться ще й домішки так званих аерозолів, тобто дуже дрібних крапель рідин і твердих частинок як природного, так і штучного походження: сірчистих (краплі Н₂SO₄), мінеральних (пил із земної поверхні), вуглеводневих (сажа), морських (частинки морських солей) та ін.

Погода й клімат. Погода й клімат включають ті самі елементи: температуру, опади, вологість, вітер, тиск повітря, хмарність. Однак погода охоплює щоденні зміни перерахованих елементів, а клімат – ці зміни тих же елементів протягом досить тривалого періоду часу в даному регіоні.

Інверсії звичайно виникають від різниці температур в атмосфері й стану кліматичних умов. Більше тривалі інверсії виникають у результаті «осідання» повітряної маси з високим тиском (антициклона). Коли повітря в антициклоні опускається до земної поверхні, він стискується і його температура зростає.

У такий спосіб повітряна маса нерідко нашаровується на лежачий нижче шар холодного повітря, у свою чергу, розташованого над шаром прилягаючі до поверхні більше теплого повітря. У результаті утвориться “сандвіч” з начинкою з холодного повітря між двома шарами теплого.

З виникненням інверсії починається нагромадження шкідливих речовин у більше холодному шарі повітря. Автотранспорт викидає в атмосферу більше 200 видів шкідливих речовин. Викиди підприємств доповнюють цей перелік.

Погода, що може нині приводити до трагічних наслідків, у минулому вважалася однієї зі сприятливих у році. У сільській місцевості прекрасні осінні дні, за яких звичайно випливають холодні безхмарні ночі, дотепер приносять радість! Однак у забруднених міських районах така погода - небезпечний сигнал. Якщо вона протриває кілька днів, то може відбутися інверсія, що удержить атмосферне забруднення в нижніх приземних шарах повітря.

Атмосфера завжди містить певну кількість домішок, котрі зумовлюються природними та антропогенними джерелами. До числа домішок, котрі виділяються природними джерелами, належать: пил (рослинного, вулканічного, космічного походження, внаслідок ерозії ґрунту, частинки морської солі тощо); туман, дим, гази від лісових та степових пожеж; гази вулканічного походження; різноманітні продукти рослинного, тваринного та мікробіологічного походження. Природні забруднювачі бувають розподіленими, наприклад, випадання космічного пилу, або короткочасними стихійними, наприклад, лісові та степові пожежі, виверження вулканів тощо. Рівень забруднення атмосфери природними джерелами є фоновим і несуттєво змінюється з плином часу.

Ще п’ятдесят років тому природа досить успішно ліквідовувала різноманітні забруднення, оскільки атмосфера має могутні властивості самоочищення.

За останні кілька років у світі спалюється в середньому 10 млрд тонн палива на рік. При цьому викидається 22 млрд тонн вуглекислого газу, 150 млн тонн двоокису сірки, близько 300 млн тонн оксиду вуглецю, 50 млн тонн оксиду азоту, 200-700 млн тонн пилу і диму та багато інших речовин, з якими надходять в атмосферу шкідливі, хвороботворні, в тому числі канцерогенні та мутагенні речовини.

Найбільш поширеними токсичними речовинами, котрі забруднюють атмосферу, є: оксид вуглецю СО, діоксид сірки в SO₂, оксид азоту NO, вуглеводні СnНm та пил.

Основна маса забруднень повітря припадає на спалювання органічних енергоносіїв (вугілля, нафти, газу, торфу, сланців, деревини), у містах до 60 % забруднень дає автотранспорт. Забруднення повітря стало великою соціальною й економічною проблемою для багатьох розвинених країн, особливо для великих міст, промислових агломератів. Сьогодні в містах забруднення повітря в 15 разів вище, ніж у сільській місцевості, й у 150 разів вище, ніж над океаном. У промислових районах за добу випадає понад 1 тонну пилу на 1 км², у забруднених містах за рік — більше 1 кг/м² пилу і сажі.

Пил складається з частинок вугілля та попелу, а сажа — з частинок вугілля або інших видів палива, які не згоріли.

Справжнім лихом для міст є автомобілі. Більш як 300 млн автомашин щодня викидають в повітря 800 тис. тонн окису вуглецю, 1 тис. тонн свинцю. Більшість з 200 компонентів вихлопних газів автомашин згубно впливає на організм людини, а оксид азоту є одним із компонентів смогу.

Класифікація забруднювачів атмосфери речовинами може бути приведена за наступних ознаках:

за агрегатним станом (тверді, крупні- й дрібнодисперсні аерозолі пилу: рідкі, змішані й газоподібні);

за сполукою (наприклад, сірчистий ангідрид, хлористий водень, окиси вуглецю, фтористі сполуки й т.д.);

за походженням (природне й штучне – антропогенне).

За впливом на організм людини забруднення атмосфери підрозділяють на фізичне й хімічне. До фізичного відносять: радіоактивне випромінювання, тепловий вплив, шум, низькочастотні вібрації, електромагнітні поля. До хімічного – наявність хімічних речовин і їхніх сполук.

Забруднюючі речовини викидаються в атмосферу у вигляді суміші пилу, диму, туману, пари й газоподібних речовин.

Парниковий ефект. Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи потепління (до речі, ми живемо саме в епоху потепління, коли розтанули великі льодовикові щити в Євразії та Північній Америці). Та останнім часом учені-метеорологи б’ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому.

За даними центру досліджень і прогнозу клімату в Великобританії, зміна середньорічної температури на землі носить коливальний характер, навіть протягом відносно невеликого проміжку часу (ХХ століття). Перший максимум потепління клімату Землі у ХХ столітті спостерігався в кінці 30-х і початку 40-х років, коли середньорічна температура піднялась на 0,6 °С в порівнянні з ХІХ століттям. Далі до середини 60-х років відзначалось деяке похолодання клімату на 0,3 °С, а потім почалось поступове зростання середньорічної температури на Землі, яке продовжується і до сьогоднішнього часу.

За даними ООН, із кінця XIX до початку XXI ст. глобальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 °-0,8 С. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 р. становила 0,05 °С за 10 років, а останніми десятиліттями вона подвоїлась. Причому найбільш інтенсивний ріст температури спостерігається з початку 90-х років. 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. За останні 120 років уміст СО₂ в повітрі збільшився на 17 %. 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. Вчені провели прогнозування зміни середньорічної температури Землі, з врахуванням сучасної тенденції, і прийшли до висновку, що до 2025 року середньорічна температура атмосфери підвищитися на 1,5-2 °С, в порівнянні з даними ХІХ століття, і це може мати як негативні, так і позитивні наслідки.

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. Учені не дійшли єдиної думки про те, за якого підвищення середньорічної температури можуть відбутися ці негативні для людства явища: одні метеорологи вважають критичним значення 2,5 °С, інші – 5 °С.

У чому ж полягає небезпека парникового ефекту? Серед глобальних негативних наслідків “парникового ефекту”, в першу чергу, виділяють можливість підвищення рівня Світового океану в умовах потепління клімату нашої планети. Причинами цього явища є можливість танення материкових та морських льодовиків, а також теплове розширення океану. Моделювання наслідків підвищення рівня Світового океану показали, що при підвищенні середньорічної температури атмосфери на 1,5-2,0° С рівень Світового океану може піднятись на 1,0-2,0 м. Це загострить як соціальні, так і екологічні проблеми, які пов’язані з реальною можливість підтоплення близько 30 країн світу (обмеження площі території країн, затоплення наземної рослинності та наслідки цього процесу тощо).

До негативних глобальних наслідків “парникового ефекту” відносять можливість зміщення кліматичних поясів, що теж являє певну небезпеку. По-перше, це може бути причиною поширення ряду інфекційних хвороб особливо тих, що поширюються комахами та гризунами. По-друге, зміна кліматичної зони є небажаною для рослин, адже певні види рослин пристосовані до певних умов довкілля. Скорочення ресурсів флори буде мати катастрофічні наслідки для біосфери.

Крім того, виділяють ряд регіональних проблем, які пов’язані з потеплінням клімату Землі. Це, по-перше, збільшення сезонного протаювання ґрунтів в зонах вічної мерзлоти, що може стати причиною активізації процесів термокарства, заболочування і погіршення стану лісів. Такі явища можуть стати причинами руйнування доріг, будівель тощо. По-друге, це проблема регулювання річкового стоку при топленні материкових льодовиків. Спочатку можуть виникнути проблема паводків, а потім проблема зменшення річкового стоку.

В той же час, виділяють і ряд позитивних наслідків “парникового ефекту”. Це, по-перше, зростання вологості клімату, внаслідок збільшення випаровування з поверхні Світового океану в умовах потепління. По-друге, підвищення температури повітря і зростання в ньому концентрації діоксиду карбону може збільшити продуктивність процесу фотосинтезу, тобто, сприяти зростанню біопродуктивності флори. Це, в свою чергу, підвищить ефективність ведення сільського господарства, адже очікується значне зростання врожайності таких, наприклад, рослин як пшениця, картопля, соняшник, цукровий буряк тощо та позитивні морфологічні зміни у таких рослин як кукурудза, просо тощо. Підвищення врожайності сільськогосподарських культур дозволить вирішити харчову проблему, яка є вкрай гострою в умовах демографічного вибуху. І нарешті, пом’якшення зим буде сприяти зменшенню витрат палива на опалення будівель, що буде в цілому мати позитивний вплив на екологічну ситуацію регіонів.

Безумовно, враховуючи позитивні і негативні наслідки “парникового ефекту” важко визначитись щодо катастрофічності цього явища. Можливо зміни клімату і, зумовлені ним зміни в рослинному та тваринному світі, є продовженням еволюції і ми, Люди ототожнюємо і зіставляємо проблему зміни клімату із своїми міркуваннями, а вони можуть бути хибними. Будь-яка зміна навколишньому середовищі, яка загрожує людству має розглядатись як негативна. Так чи інакше, проблему “парникового ефекту” слід розглядати з різних точок зору, а вирішення проблеми мінімізації антропогенного впливу на природне середовище необхідне із загальноекологічних міркувань.

Останнім часом тривога вчених із приводу парникового ефекту ще посилилася. Виявилося, що, крім вуглекислого газу, парниковий ефект спричинюють також деякі інші гази, що входять до групи малих домішок – метан, оксиди азоту, фреони, – вміст яких в атмосфері через антропогенний фактор стрімко зростає.

Моделлю парникового ефекту в масштабах планети може слугувати клімат на Венері, її щільна (більш як 9 тис. кПа біля поверхні) атмосфера, що на 98 % складається з вуглекислого газу, за рахунок цього явища розжарена до температури 500 °С (за такої температури залізо починає світитися червоним кольором).

Занепокоєна загрозою парникового ефекту світова спільнота намагається запровадити низку запобіжних заходів. У 1992 р. Конференцією ООН із питань довкілля й розвитку прийнято Рамкову конвенцію про зміну клімату, мета якої – “досягти стабілізації концентрації парникових газів у атмосфері на такому рівні, який не допускав би шкідливого антропогенного впливу на кліматичну систему”. Конвенцію підписали практично всі держави – члени ООН, у тому числі Україна. Згідно з цією Конвенцією і Кіотським протоколом, що є її доповненням, промислово розвинені країни, до яких віднесено й Україну, повинні з 2008 по 2012 р. знизити як мінімум на 5 % порівняно з рівнем 1990 р. загальні викиди шести газів, котрі спричиняють парниковий ефект. Україна має стабілізувати викиди цих газів на рівні 1990 р.

Руйнування озонового шару атмосфери. Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Надходить ця енергія на Землю у вигляді світла видимого випромінювання, а також інфрачервоного, або теплового, й ультрафіолетового (УФ) випромінювань. УФ-випромінювання несе найбільшу енергію і є фізіологічно активним, тобто інтенсивно діє на живу речовину. 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.

Що ж захищає нас і всю біосферу від згубної дії “жорсткого ультрафіолету”? Озоновий щит Землі.

Як уже згадувалося, на висотах 20-50 км повітря містить підвищену кількість озону. Озон утворюється в стратосфері за рахунок звичайного двохатомного кисню (О₂), що поглинає “жорстке” УФ-випромінювання. Енергія УФ(В)- та УФ(С)-випромінювань витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню (3О₂ → 2О₃), і тому до поверхні Землі вони не доходять; туди проникає лише істотно ослаблений потік “м’якого” УФ(А)-випромінювання. Від його негативної дії наш організм уміє захищатися, синтезуючи в шкірі шар темного пігменту – меланіну (засмага). Однак ця речовина утворюється досить повільно. Тому тривале перебування на весняному сонці, коли шкіра ще не насичена меланіном, викликає її почервоніння, головний біль, підвищення температури тіла тощо.

Озоновий шар в атмосфері Землі з’явився на світанку її геологічної історії, коли в повітря став надходити кисень, що вироблявся в процесі фотосинтезу мікроскопічними морськими водоростями. За розрахунками вчених, коли вміст кисню в атмосфері досяг приблизно 10 % сучасного, сформувався озоновий шар, і життя змогло вийти з моря на суходіл (до цього поверхня суші була випалена, стерилізована ультрафіолетом).

Останнім часом учені надзвичайно занепокоєні зниженням умісту озону в озоновому шарі атмосфери.

Над Антарктидою в цьому шарі виявлено “діру”, в якій уміст озону менший від звичайного на 40-50 % (у 1985 році). Площа “діри” з року в рік збільшується й сьогодні вже перевищує площу материка Антарктиди. Після 1985 року, над Антарктикою кілька разів спостерігалось утворення “озонових отворів”. Так, весною 1987 року за даними А. Крюгера із НАСА, які одержані супутником “Нібус-7”, над Антарктикою спостерігалось значне пониження вмісту озону в стратосфері до 70 % або ~ 3 % всього озону стратосфери, а площа “озонового отвору” досягла 7 млн. км ². Аналогічне явище зафіксовано і в 1992 році, коли за даними американських вчених спостерігалось пониження вмісту стратосферного озону ~ на 50 % над Антарктидою та прилеглими просторами Південної Америки (Аргентина, Чилі). Подібні явища зафіксовані і в Арктиці з весни 1986 року (над Шпіцбергеном), але розмір “озонових отворів” був значно меншим антарктичного і пониження вмісту озону спостерігалось на 10-40 %. Пояснення того факту, що утворюються “озонові отвори” саме в даних регіонах є. Має місце вплив фізико-географічних особливостей полярних районів, які пов’язані з нахилом Землі (~ 23°) по відношенню до Сонця. В певні періоди року над полюсами практично відсутнє сонячне випромінювання, яке сприяє фотохічній дисоціації кисню та утворенню озону, а динамічність процесу утворення та руйнування озону зсуває рівновагу в бік його руйнування. Це припущення підтверджується тим, що одночасно не відбувається утворення “озонових отворів” в Арктиці та Антарктиці, а відбувається певне чергування цих процесів.

У результаті підвищився УФ-фон у країнах, розташованих у південній півкулі, ближче до Антарктиди, передусім у Новій Зеландії. Медики цієї країни охоплені тривогою, констатуючи значне зростання захворювань, пов’язаних із підвищенням УФ-фону (рак шкіри й катаракта). Жителі Веллінгтона, столиці Нової Зеландії, які раніше намагалися використати кожний погожий день (їх там буває не так уже й багато) для відпочинку на повітрі, сьогодні побоюються з’являтися на пляжах.

У статті американського журналу “US News and World report” відзначається, що на планеті є місця, де шар озону вже зменшився на 3 %. Але ж його скорочення на 1 % викликає щорічний ріст ракових захворювань шкіри на 6 %.

Зменшення вмісту озону в атмосфері загрожує зниженням урожаїв сільськогосподарських культур, захворюваннями тварин і людей, збільшенням кількості шкідливих мутацій і т.п. Якщо ж озоновий шар зникне зовсім, то це призведе до загибелі принаймні наземної біоти.

Установлено, що руйнуванню озонового шару сприяють також деякі хімічні речовини (зокрема оксиди азоту): потрапляючи в стратосферу з висхідними повітряними течіями, вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Проте вміст оксидів азоту в повітрі невеликий, вони нестійкі й суттєво не впливають на кількість озону в стратосфері.

З’явилося також інше джерело озоноруйнівних речовин – діяльність людини. Сучасна промисловість широко використовує так звані фреони (хлорфторметани) – СFCI₃, СF₂СIВг тощо – як холодоагенти в рефрижераторах і побутових холодильниках, як аерозольні розбризкувані в балончиках із фарбою, лаком, парфумами, для очищення напівпровідникових схем і т.п. Щорічно в світі випускається кілька мільйонів тонн фреонів. Для людини пари фреонів не шкідливі. Та вони надзвичайно стійкі й можуть зберігатися в атмосфері до 80 років. Пари фреонів із висхідними повітряними течіями потрапляють у стратосферу, де під впливом УФ-випромінювання Сонця розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина діє на озон як дуже сильний каталізатор, розкладаючи його молекули до кисню. Один атом хлору здатен розкласти 100 тис. молекул озону!

Занепокоєні загрозою руйнування озонового шару керівники багатьох країн світу вживають заходів для його збереження, й у 1985 р. в Монреалі було підписано Протокол про охорону атмосферного озону. Вирішено до 2000 р. скоротити на 50 % споживання фреонів, а згодом і зовсім відмовитися від них, замінивши їх безпечними сполуками. Проте це не реалізовано й сьогодні, оскільки США – головний забруднювач атмосфери – відмовилися підписати зазначений Протокол.

Призводить до руйнування озонового шару й військова діяльність, зокрема запуск балістичних ракет. Їхні двигуни викидають в атмосферу дуже багато оксидів азоту. Під час кожного запуску ракети в Космос в озоновому шарі “пропалюється” величезна “діра”, яка “затягується” лише за кілька годин. Світова громадськість дізналася про злочинні досліди мілітаристів щодо дії на озоновий шар планети (розробка “озонової” зброї).

У 70-ті роки американські військові розсіяли в стратосфері над одним із безлюдних островів у Тихому океані спеціальні хімічні речовини, внаслідок чого в озоновому шарі над цим острівцем утворилася “діра”, яка затягнулася тільки через багато годин. У результаті на острові загинула майже вся наземна біота: пальми та інші рослини, тварини, мікроорганізми; з хребетних тварин залишилося кілька великих черепах (їх урятував товстий кістяний панцир), але вони осліпли – сітківка їхніх очей була спалена ультрафіолетом.

В останні роки встановлено, що викиди космічних літаків можуть призводити до руйнування стратосферного озону і, на долю цих джерел припадає до 10 % зруйнованого озону. Тверде паливо, яке використовується в космічних носіях, при згоранні утворює значні кількості оксидів нітрогену, які можуть легко вступати в реакцію з озоном. Так, запуск одного космічного літака типу “Шаттл”, призводить до руйнування до 10 млн. тонн озону.

В Україні спостереження за станом озонового шару проводяться на п’яти озонометричних станціях (у Києві, Борисполі, Одесі, Львові й на Карадагу в Криму). За даними цих спостережень, протягом останніх 10 років загальний уміст озону в атмосфері був значно нижчим від кліматичної норми (аналогічна картина спостерігалася для всієї північної півкулі Землі в межах широт 40-60°).

Протягом 2000 р. озонових аномалій над Україною не спостерігалося, проте було зафіксовано кілька випадків зменшення вмісту озону до критичних значень.

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. 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, іще 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.

Більш як 230 озер у горах Адірондак (штат Нью-Йорк) мають критичний рівень забруднення сірчаною та азотною кислотами, принесеними кислотними дощами й снігом.

До небезпечного для водних екосистем рівня закиснена також третина озер штату Флорида, 20 % озер штатів Массачусетс, Нью-Гемпшир, Род-Айленд.

У такому самому стані перебувають 20 тис. озер півдня Швеції, сотні озер у Південній Канаді.

Деякі країни вже нині відчувають шкідливу дію кислотних дощів. Так, за даними екологів, у Швейцарії від кислотних дощів засихає третина лісів, 69 % оглянутих букових дерев у лісах Великобританії всихають з верхівок. У Швеції 18 тис. озер отруєно цими дощами, з них у 9 тис. риба вже частково вимерла, а в 4 тис. зникла зовсім. Великою загрозою є “інтернаціональний” характер цього забруднення, бо повітряні течії розносять кислотні тумани на тисячі кілометрів від місць їх виникнення. Ті ж, наприклад, шведські озера пошкодили кислотні дощі, які утворилися через викиди ТЕС і металургійних підприємств Великобританії. Пануючі в цьому районі західні вітри розносять отруту далеко від Британських островів – аж до Скандинавії. Кислотні дощі в Канаді принесені з США, в Україні – з Румунії, а в Румунії – з України тощо.

Смоги. Хімічні реакції, які відбуваються в повітрі, призводять до виникнення димних туманів – смогів. Смоги виникають за таких умов: по-перше, великої кількості пилу і газів, які міста викидають у повітря, по-друге, довгого існування антициклонів, коли забруднювачі нагромаджуються в приземному шарі атмосфери. Смоги бувають декількох типів. Найбільш вивчений вологий смог. Він характерний для країн з морським кліматом, де дуже часто спостерігаються тумани і висока вологість повітря. Сухий, або лос-анджелеського типу, смог відрізняється від вологого смогу своїми властивостями. Клімат в Лос-Анджелесі (США) сухий, тому смог тут утворює не туман, а синювату імлу.

За чотири дні Лондонського смогу в 1952 році загинуло понад 4 тис. чоловік.

Американець Луїс Батонн у книзі “Чисте небо” писав: “Одне з двох – або люди зроблять так, що буде в повітрі менше диму, або дим зробить так, що на Землі стане менше людей”.

Третій вид смогу – льодяний смог, або смог аляскинського типу. Він виникає в Арктиці й Субарктиці при низьких температурах в антициклоні. Смоги характерні для таких міст, які розташовані в гірських котловинах, де застоюється повітря, наприклад, в Лос-Анджелесі, Нью-Йорку, Чикаго, Токіо, Мілані.

3. Методи боротьби із забрудненнями атмосфери. До основних і найефективніших із них належать економічні методи. Вбагатьох розвинених країнах діє продумана система заохочувальних і заборонних заходів, що допомагають уникнути забруднень. Фірми, які впроваджують безвідходні технології, найновіші системи очи­щення й т. п., мають істотні податкові пільги, що дає їм переваги над конкурентами. Водночас фірми й підприємства, які забруднюють атмосферу, змушені платити дуже великі податки й штрафи. В багатьох країнах, крім державних санітарно-епідеміологічних служб, за станом атмосфери слідкують також численні громадські організації (“зелені” товариства).

У Швейцарії, наприклад, власник фабрики може отримати листа такого змісту: “Ваша фабрика забруднює повітря понад визначені норми. Якщо Ви не встановите очисні фільтри й не ліквідуєте забруднення, наша екологічна організація розпочне в пресі кампанію проти Вашої продукції, в результаті чого збитки Вашої фірми перевищать ті затрати, які Вам потрібні для поліпшення системи очищення”. Як правило, такі попередження діють дуже ефективно, оскільки в цій країні дістати ярлик забруднювача природного середовища значить приректи себе до швидкого економічному краху – ніхто не купуватиме продукції “брудної” фірми.

Величезна увага на Заході приділяється також виховній і просвітницькій роботі.

У тій же Швейцарії, наприклад, дітям із самого раннього віку пояснюють, що для їхньої країни, де практично немає ніяких корисних копалин, чисте повітря, чисті озера й річки є основним національним багатством. Усьому світові відомі гірські швейцарські курорти з їхнім кришталево чистим повітрям, сліпучо-білими лижними трасами, гірськими озерами небесної блакиті. Кожний швейцарець буквально з молоком матері всотує любов до своєї прекрасної країни й для нього блюзнірством є навіть сама думка про те, що можна зазіхнути на цю красу й чистоту.

Є також організаційні, технологічні та інші методи боротьби із забрудненнями атмосфери:

• зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва потужніших, забезпечених найновішими системами очищення й утилізації (корисного використання) газових і пилових викидів. Як відомо, одна потужна ТЕС забруднює повітря менше, ніж сотня котелень тієї ж сумарної потужності. Гази, що виходять із топок ТЕС, перш ніж потрапити в атмосферу, очищаються в спеціальних установках. Деякі країни навіть мають таким чином економічну вигоду. Наприклад, Франція забезпечує свої потреби в сірчаній кислоті, вловлюючи її з відходних газів ТЕС (власних родовищ сірки, з якої в інших країнах виготовляється сірчана кислота, у Франції немає);

• очищення вугілля від піриту [сірчаного колчедану (FeS₂)] перед його спалюванням у топках ТЕС. Це стає необхідним у зв’язку з використанням для ТЕС вугілля чимраз нижчої якості зі значним умістом піриту (окиснюючися в топках ТЕС, пірит розкладається з виділенням SO₂). В результаті ефективного очищення вугілля від піриту вміст оксидів сірки в димах ТЕС зменшується на 98-99 %;

• заміна вугілля й мазуту для ТЕС екологічно чистішим паливом – природним газом. ТЕС, що працюють на природному газі, викидають в атмосферу тільки СО₂ та оксиди азоту (останні також можна вловити з диму), й не забруднюють повітря іншими шкідливими викидами;

• регулювання двигунів внутрішнього згоряння в автомобілях, установлення на них каталізаторів, що нейтралізують чадний газ (СО) до СО₂; заміна екологічно небезпечного етильованого бензину (який забруднює повітря свинцем) менш шкідливим паливом;

• озеленення міст і селищ;

• правильне планування житлових і промислових районів у межах міста. Треба розташовувати їх якомога далі один від одного, а між ними обов’язково створювати зони зелених насаджень. Автомобільні траси з напруженим рухом (особливо вантажівок) необхідно планувати в обхід житлових районів;

• використання звукопоглинальних матеріалів під час будівництва житлових і промислових споруд;

• улаштування ліній електропередач (ЛЕП) за межами сіл і міст.

Охорона природи нерозривно пов’язана також з боротьбою проти термоядерної війни. Адже вона загрожує людству не тільки фізичним винищенням, а й жахливими змінами клімату, що стануться після неї. Вчені багатьох країн світу провели моделювання наслідків термоядерної війни на комп’ютерах, яке отримало назву “ядерної зими”. Опубліковано кілька її сценаріїв. У перший день війни в північній півкулі (тут мешкає 85 % населення світу) в атмосферу підніметься 300 млн тонн диму і пилу. Протягом тижня на поверхню планети доходитиме менше 1 % сонячного світла, а протягом наступних трьох тижнів – не більше ніж 10 %.

Вміст озону зменшиться на 50 %, що збільшить надходження ультрафіолетового проміння до смертельних для людини доз. Якщо війна відбудеться весною або влітку, температура на 20-30° С знизиться, тобто літо перетвориться на зиму. Низька температура утримуватиметься кілька місяців, що порушить нормальний хід процесів фотосинтезу. Люди гинутимуть від голоду, отруйних газів, які утворюються під час пожеж, кислотних дощів і радіоактивного зараження.

Ядерну війну можна викликати за допомогою лазерних установок з термоядерною заправкою. Кілька сотень таких лазерів, спрямувавши на Землю тисячі смертоносних променів, можуть викликати гігантські пожежі міст і сіл. Ефект від цього може бути таким же катастрофічним, як від атомного вибуху.

4. Система екологічної інформації та статистика охорони довкілля. Статистична звітність про охорону компонентів біосфери фіксує дані наявного моніторингу.

Звіт про охорону атмосферного повітря від забруднення – Ф-2тп (повітря) подають виробничі об’єднання, підприємства, організації та установи, які мають стаціонарні джерела забруднення атмосферного повітря. Він складається з трьох розділів.

Перший – “Викиди в атмосферу забруднювальних речовин” – містить десять показників: обсяг забруднювальних речовин, що викидаються без очищення, в тому числі від організованих джерел забруднення; обсяг забруднювальних речовин, який надійшов на очисні споруди; обсяг забруднювальних речовин, які було уловлено; обсяг речовин, які було утилізовано та всього викинуто в атмосферу забруднювальних речовин. Всі сім показників розраховуються в цілому по підприємству, в тому числі по інгредієнтах: твердих, газоподібних та різних (з них сірчаний ангідрид, окис вуглецю, окисли азоту, вуглеводні, легкі органічні сполуки, інші газоподібні та рідкі речовини).

Другий розділ “Викиди в атмосферу специфічних забруднювальних речовин” фіксує найменування та обсяг викиду в атмосферу специфічних забруднювальних речовин.

Третій розділ “Виконання заходів щодо зменшення викидів забруднювальних речовин в атмосферу” фіксує найменування промислового виробництва та технологічного обладнання, оцінку виконання заходів (виконано – “1”, не виконано – “0”); повний обсяг витрат за кошторисною вартістю на проведення заходів; обсяг витрат з початку виконання заходів; зменшення викидів в атмосферу забруднювальних речовин після проведення заходів (очікуване і фактичне); витрати у звітному році.

Звіт про використання води – Ф2тп-(водгосп.) подають підприємства і організації, що здійснюють водокористування. Звіт складається з трьох розділів.

Перший розділ містить інформацію про джерело водопостачання; відстань від гирла; обсяг водозабору від початку року(всього) і поквартально; сплачено коштів до бюджету (державного і місцевого); обсяг фактично використаної води всього, в тому числі питної води, виробниче використання води, регулярне зрошення, сільськогосподарське водопостачання та на інші потреби; обсяг води, яку було передано іншим споживачам (без використання і після використання), а також витрати при транспортуванні.

В другому розділі провадиться облік водовідведення. Тут фіксується назва водного об’єкта, відстань від гирла; обсяг відведених зворотних вод, в тому числі забруднених (без очистки і недостатньо очищених); обсяг нормативно-чистих вод; обсяг зворотних вод, нормативно очищених на спорудах очистки; вміст забруднювальних речовин у зворотних водах (нафтопродукти, завислі речовини, хлориди, сульфати, азот амонійний, нітрати, нітрити, фосфор, феноли, ванадій, вісмут, кадмій та ін.).

У третьому розділі “Інші показники” наводяться дані про витрати води в системах зворотного і повторного водопостачання; зниження скиду забруднених зворотних вод у порівнянні з минулим роком; встановлений ліміт води, в тому числі підземних вод; кількість днів роботи за рік водокористувача; середня кількість годин роботи за день; потужність очисних споруд, після яких зворотні води скидаються у водні об’єкти, в тому числі тих, що забезпечують нормативну очистку; потужність очисних споруд; обсяг свіжої води;обсяг зворотних вод.

Підприємства та організації, де утворюються токсичні відходи, подають щороку “Звіт про використання та знешкодження токсичних відходів” Ф № 1 – токсичні відходи. В цьому звіті вказується клас небезпеки, найменування групи токсичних відходів, технологічний процес чи виробництво, де утворюються відходи, фізико-хімічна характеристика відходів, найменування токсичного компонента, його питома вага у хімічному складі відходів (%); площа та назва сховища відходів, площа, яку воно займає (в га) та обсяг відходів (у куб. м); наявність відходів на 1 січня звітного року у сховищах організованого складування та на території підприємства. В цьому звіті простежується рух відходів за звітний період, попередньо фіксується затверджений ліміт на розміщення відходів; обсяг знешкоджених відходів. Окремо фіксується обсяг вилучених відходів за звітний період, в тому числі направлених в поверхневі сховища організованого складування, переданих іншим підприємствам, відправлених в місце неорганізованого складування за межі підприємства, а також витрати на знешкодження складування та поховання відходів у сховищах організованого складування за звітний період.

Щороку підприємства та організації, об’єднання та установи, які здійснюють витрати на охорону навколишнього середовища і збори за забруднення його окремих компонентів, готують Ф № 1 – екологічні витрати – “Звіт про екологічні збори та поточні витрати на охорону природи”. Цей звіт містить три розділи: Розділ І під назвою “Екологічні збори” – фіксує дані про: а) збори за викиди, скиди забруднювальних речовин і розміщення відходів в межах встановлених лімітів, в тому числі – у водні об’єкти, в атмосферне повітря від стаціонарних джерел, за розміщення відходів; б) збори за викиди, скиди забруднювальних речовин і розміщення відходів понад встановлені ліміти, в тому числі – у водні об’єкти, в атмосферне повітря від стаціонарних джерел, за розміщення відходів; в) збори за викиди в атмосферне повітря від пересувних джерел; г) обсяг встановлених збитків, які заподіяні навколишньому природному середовищу забрудненням, та штрафи, накладені на підприємства за ці порушення.

Розділ II під назвою “Витрати на капітальний ремонт основних виробничих фондів природоохоронного призначення” містить дані про витрати на капітальний ремонт основних виробничих фондів природоохоронного призначення, в тому числі на ремонт споруд, обладнання, установок, технічних засобів для:

• уловлення та знешкодження шкідливих речовин, які забруднюють повітря;

• очищення стічних вод і раціонального використання водних ресурсів;

• охорони та раціонального використання земель;

• утилізації і знешкодження відходів виробництва та побутових відходів;

• охорони та відтворення ресурсів тваринного світу;

• охорони та відтворення ресурсів рослинного світу;

• охорони надр і раціонального використання мінеральних ре­сурсів;

• охорони та збереження природно-заповідного фонду.

Розділ III фіксує поточні витрати на охорону навколишнього природного середовища; загальний обсяг витрат, з них:

• охорону та раціональне використання водних ресурсів;

• охорону атмосферного повітря;

• охорону та раціональне використання земель;

• охорону та раціональне використання природних рослинних ресурсів;

• охорону та раціональне використання мінеральних ресурсів;

• охорону та збереження природно-заповідного фонду;

• раціональне використання, зберігання та знешкодження відходів виробництва та побутових відходів;

• охорону та раціональне використання ресурсів тваринного світу.

З 1999 року готується “Звіт про надходження та використання коштів фонду охорони навколишнього природного середовища” Ф № 1 – екологічні фонди, який готується за півріччя і за рік по регіонах:

• про місцеві фонди охорони навколишнього природного се­редовища у складі бюджетів місцевих рад;

• про місцеві фонди охорони навколишнього природного середовища у складі бюджетів АР Крим, обласних рад, Київського та Севастопольського міських бюджетів;

• про Державний фонд охорони навколишнього природного середовища у складі Державного бюджету України.

До Звіту Ф 1 – екологічні фонди входять два розділи:

I. Надходження коштів, куди включені статті:

• залишок коштів на початок звітного періоду;

• надійшло коштів у звітному періоді – всього, з них:

а) збір за забруднення навколишнього природного середовища, в тому числі – за викиди в атмосферне повітря забруднювальних речовин стаціонарними та пересувними джерелами забруднення;

б) за скиди забруднювальних речовин безпосередньо у водні об’єкти;

в) за розміщення відходів;

г) надходження коштів:

• від накладення штрафів за порушення природоохоронного законодавства;

• на відшкодування збитків, заподіяних порушенням природоохоронного законодавства;

• в рахунок погашення заборгованості.

II. Розділ “Використання коштів”, куди входять дані про загальний обсяг витрачених коштів та кошти на фінансування:

а) розробка та здійснення загальнодержавних і регіональних програм охорони навколишнього природного середовища і раціонального використання природних ресурсів, у тому числі щодо: водних ресурсів, атмосферного повітря, лісових ресурсів, земельних ресурсів, природно-заповідного фонду, відходів та інші;

б) проведення науково-технічних конференцій і семінарів, організація виставок, фестивалів та інших природоохоронних заходів, пропаганда екологічних знань, відеотек, фототек тощо;

в) підвищення кваліфікації та обмін досвідом роботи працівників природоохоронних органів;

г) виконання науково-дослідних, дослідно-конструкторських і проектних робіт, пов’язаних зі створенням ресурсо- і природозберігаючих технологій, технічних засобів для контролю за станом навколишнього природного середовища та джерелами викидів і скидів забруднювальних речовин;

д) розроблення і впровадження економічного механізму природокористування;

е) здійснення заходів, спрямованих на зниження впливу забруднення навколишнього природного середовища на здоров’я населення;

є) залучення експертів до проведення державної екологічної експертизи;

ж) організація моніторингу навколишнього природного сере­довища, створення систем і банків екологічної інформації;

з) розроблення екологічних нормативів і стандартів, методик та екологічних нормативів регулювання природокористування, правових документів з питань охорони природи;

и) оснащення природоохоронних організацій обладнанням, приладами контролю і спеціальними транспортними засобами, поліпшення умов праці та побуту спеціалістів та їх екіпіровки;

і) здійснення природоохоронних і ресурсоощадливих заходів;

ї) проведення роботи щодо охорони територій природно-заповідного фонду;

к) здійснення заходів у надзвичайних екологічних ситуаціях;

л) розвиток міжнародного співробітництва у сфері охорони природи, екологічної безпеки і природокористування;

м) не за цільовим призначенням.

Дата добавления: 2014-01-05