Види джерел забруднення атмосфери
За характером забруднювача забруднення атмосфери буває трьох видів:
· Фізичне - механічне (пил, тверді частки), радіоактивне (радіоактивне випромінювання та ізотопи), електромагнітне (різні види електромагнітних хвиль, в т.ч. радіохвилі), шумове (різні гучні звуки і низькочастотні коливання) і теплове забруднення (наприклад, викиди теплого повітря і т.п.)
· Хімічне - забруднення газоподібними речовинами і аерозолями. На сьогоднішній день основні хімічні забруднювачі атмосферного повітря це оксид вуглецю (IV), оксиди азоту, діоксид сірки, вуглеводні, альдегіди, важкі метали (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аміак, атмосферний пил і радіоактивні ізотопи
· Біологічне - в основному забруднення мікробної природи. Наприклад, забруднення повітря вегетативними формами і спорами бактерій і грибів, вірусами, а також їх токсинами і продуктами життєдіяльності.
До природних джерел забруднення відносяться: виверження вулканів, пилові бурі, лісові пожежі, пил космічного походження, частинки морської солі, продукти рослинного, тваринного і мікробіологічного походження. Рівень такого забруднення розглядається в якості фонового, який мало змінюється з часом [19].
Антропогенні джерела забруднення обумовлені господарською діяльністю людини. До них слід віднести:
2. Робота теплових електростанцій, коли при спалюванні високосірчистих вугілля в результаті виділення сірчистого газу і мазуту утворюються кислотні дощі.
3. Вихлопи сучасних турбореактивних літаків з оксидами азоту і газоподібними фторуглеводородов з аерозолів, які можуть привести до пошкодження озонового шару атмосфери (озоносфери).
5. Забруднення зваженими частинками (при подрібненні, фасування і завантаженні, від котелень, електростанцій, шахтних стволів, кар'єрів при спалюванні сміття).
6. Викиди підприємствами різних газів.
Викиди шкідливих для здоров'я людини речовин з відпрацьованими газами поряд з продуктами нормального окислення вуглеводнів (двоокис вуглецю і вода) відпрацьовані гази містять також:
· Недогорілі вуглеводні (сажа);
· Окис вуглецю (чадний газ);
· Продукти окислення домішок, що містяться в паливі;
· Кислоти сірчані і вугільні, що утворюються при конденсації водяної пари;
· Антидетонаційні і виносітельние присадки і продукти їх руйнування;
7. Спалювання палива в факельних печах, в результаті чого утворюється наймасовіший забруднювач - монооксид вуглецю.
8. Спалювання палива в котлах та двигунах транспортних засобів, що супроводжується утворенням оксидів азоту, які викликають зміг. Вихлопні гази (гази) - відпрацьоване в двигуні робоче тіло. Є продуктами окислення і неповного згоряння вуглеводневого палива. Викиди вихлопних газів - основна причина перевищення допустимих концентрацій токсичних речовин і канцерогенів в атмосфері великих міст, освіти смогов, є частою причиною отруєння в замкнутих просторах.
Кількість виділених у повітря автомобілями забруднюючих речовин визначається масовим викидом газів і складом газів, що відходять.
Табл. 1 Склад автомобільних вихлопних газів
Найбільшу небезпеку становлять оксиди азоту, приблизно в 10 разів більше небезпечні, ніж чадний газ, частка токсичності альдегідів відносно невелика і складає 4-5% від загальної токсичності вихлопних газів. Токсичність різних вуглеводнів сильно відрізняється. Ненасичені вуглеводні у присутності діоксиду азоту фотохімічно окислюються утворюючи отруйні кисневмісні сполуки - складові смогов [6].
Якість дожигания на сучасних каталізаторах таке, що частка СО після каталізатора зазвичай менше 0,1%.
Виявлені в газах поліциклічні ароматичні вуглеводні - сильні канцерогени. Серед них найбільш вивчений бензпірен, крім нього виявлені похідні антрацену:
Крім того при використанні сірчистих бензинів в гази можуть входити оксиди сірки, при застосуванні етилованого бензину - свинець (Тетраетилсвинець), бром, хлор, їх сполуки. Вважається, що аерозолі галоїдних сполук свинцю можуть піддаватися каталітичним і фотохимическим перетворенням, беручи участь в утворенні смогу [12].
Тривалий контакт із середовищем, отруєної вихлопними газами автомобілів, викликає загальне ослаблення організму - імунодефіцит. Крім того, гази самі по собі можуть стати причиною різних захворювань. Наприклад, дихальної недостатності, гаймориту, ларинготрахеїту, бронхіту, бронхопневмонії, раку легенів. Також вихлопні гази викликають атеросклероз судин головного мозку. Опосередковано через легеневу патологію можуть виникнути і різні порушення серцево-судинної системи [11].
9. Вентиляційні викиди (шахтні стовбури).
10. Вентиляційні викиди з надмірною концентрацією озону з приміщень з установками високих енергій (прискорювачі, ультрафіолетові джерела і атомні реактори) при ГДК в робочих приміщеннях 0,1 мг / м3. У великих кількостях озон є високотоксичним газом.
Окис вуглецю (СО) - безбарвний газ, який не має запаху, відомий також під назвою «чадний газ». Утворюється в результаті неповного згоряння викопного палива (вугілля, газу, нафти) в умовах нестачі кисню і при низькій температурі. При цьому 65% від усіх викидів припадає на транспорт, 21% - на дрібних споживачів і побутовий сектор, а 14% - на промисловість [джерело не вказано 339 днів]. При вдиханні чадний газ за рахунок наявної в його молекулі подвійного зв'язку утворює міцні комплексні сполуки з гемоглобіном крові людини і тим самим блокує надходження кисню в кров.
Двоокис вуглецю (СО2) - або вуглекислий газ, - безбарвний газ з кислуватим запахом і смаком, продукт повного окислення вуглецю. Є одним з парникових газів. Діоксид вуглецю не токсичний, але не підтримує дихання. Велика концентрація в повітрі викликає задуху (Гіперкапнія). Недолік вуглекислого газу теж небезпечний (Гипокапния)
Діоксид сірки (SO2) (діоксид сірки, сірчистий ангідрид) - безбарвний газ з різким запахом. Утворюється в процесі згоряння сірковмісних викопних видів палива, в основному вугілля, а також при переробці сірчистих руд. Він, в першу чергу, бере участь у формуванні кислотних дощів. Загальносвітовий викид SO2 оцінюється в 190 млн. Тонн на рік. Тривала дія діоксиду сірки на людину призводить спочатку до втрати смакових відчуттів, стесненному диханню, а потім - до запалення або набряку легенів, перебоїв в серцевої діяльності, порушення кровообігу і зупинки дихання.
Оксиди азоту (оксид і діоксид азоту) - газоподібні речовини: монооксид азоту NO і діоксид азоту NO2 об'єднуються однією загальною формулою NOх. При всіх процесах горіння утворюються оксиди азоту, причому здебільшого у вигляді оксиду. Чим вище температура згоряння, тим інтенсивніше йде утворення оксидів азоту. Іншим джерелом оксидів азоту є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту і нітрати, анілінові барвники, нітросполуки. Кількість оксидів азоту, що надходять в атмосферу, становить 65 млн. Тонн на рік. Від загальної кількості що викидаються в атмосферу оксидів азоту на транспорт припадає 55%, на енергетику - 28%, на промислові підприємства - 14%, на дрібних споживачів і побутовий сектор - 3%.
Озон (О3) - газ з характерним запахом, більш сильний окислювач, ніж кисень. Його відносять до найбільш токсичним з усіх звичайних забруднюють повітря домішок. У нижньому атмосферному шарі озон утворюється в результаті фотохімічних процесів за участю діоксиду азоту і летких органічних сполук.
Вуглеводні - хімічні сполуки вуглецю і водню. До них відносять тисячі різних забруднюючих атмосферу речовин, що містяться в незгорілих бензині, рідинах, застосовуваних у хімчистці, прoмишленних розчинниках і т.д.
Свинець (Pb) - сріблясто-сірий метал, токсичний в будь-якої відомої формі. Широко використовується для виробництва фарб, боєприпасів, типографського сплаву і т.п. Близько 60% світового видобутку свинцю щорічно витрачається для виробництва кислотних акумуляторів. Однак основним джерелом (близько 80%) забруднення атмосфери сполуками свинцю є вихлопні гази транспортних засобів, в яких використовується етилований бензин. Свинець і його сполуки токсичні. Потрапляючи в організм, свинець накопичується в кістках, викликаючи їх руйнування.
Альдегіди токсичні, здатні накопичуватися в організмі. Крім загальнотоксичної, мають дратівливим і нейротоксическим дією. Ефект залежить від молекулярної маси: чим вона більше, тим слабкіше подразнюючу, але сильніше наркотичну дію, причому ненасичені альдегіди токсичніша насичених. Деякі мають канцерогенні властивості
Бензапірен є найбільш типовим хімічним канцерогеном, він небезпечний для людини навіть при малій концентрації, оскільки має властивість биоаккумуляции. Будучи хімічно порівняно стійким, бензапірен може довго мігрувати з одних об'єктів в інші. В результаті багато об'єктів і процеси навколишнього середовища, самі не володіють здатністю синтезувати бензапірен, стають його вторинними джерелами. Бензапірен надає також мутагенну дію.
Промислові пилу в залежності від механізму їх утворення поділяються на наступні 4 класи:
· Механічна пил - утворюється в результаті подрібнення продукту в ході технологічного процесу;
· Возгони - утворюються в результаті об'ємної конденсації парів речовин при охолодженні газу, що пропускається через технологічний апарат, установку або агрегат;
· Летюча зола - міститься в димовому газі в підвішеному стані, що не згорає залишок палива, утворюється з його мінеральних домішок при горінні;
· Промислова сажа - входить до складу промислового викиду твердий високодисперсний вуглець, утворюється при неповному згорянні або термічному розкладанні вуглеводнів.
Смог (від англ. Smoky fog, буквально - «Димовий туман») - аерозоль, що складається з диму, туману і пилу, один з видів забруднення повітря у великих містах і промислових центрах. Спочатку під смогом мався на увазі дим, утворений спалюванням великої кількості вугілля (змішання диму і діоксиду сірки SO2). У 1950-х рр. був вперше описаний новий тип смогу - фотохімічний, який є результатом змішання в повітрі наступних забруднюючих речовин:
· Оксиди азоту, наприклад, діоксид азоту (продукти горіння викопного палива);
· Тропосферний (приземний) озон;
· Летючі органічні речовини (парим бензину, фарб, розчинників, пестицидів та інших хімікатів);
Основні забруднювачі повітря житлових приміщень - пил і тютюновий дим, чадний і вуглекислий гази, двоокис азоту, радон і важкі метали, інсектициди, дезодоранти, синтетичні миючі речовини, аерозолі ліків, мікроби і бактерії.