Основные вещества, из которых состоит окружающий нас воздух — смесь азота с кислородом (98 – 99%), углекислого газа, испарившейся воды, молекулярного водорода и «благородных» газов – состав, известный со школьных уроков химии.

Ни одно из перечисленных веществ не токсично, и всё же, по данным Всемирной организации здравоохранения, каждый третий случай смерти от инсультов, злокачественных опухолей в легких и сердечно-сосудистых заболеваний обусловлен загрязнением воздуха.

Всего в мире каждый год преждевременно умирает семь миллионов человек.

Дочитайте эту статью до конца, и вы узнаете, что является, а что не является причиной этих случаев, почему мы страдаем от загрязнения воздуха и каковы пути решения этой проблемы.

Основные загрязнители и их влияние

Загрязнителями атмосферного воздуха могут являться любые химические вещества, содержащиеся в нём в концентрации, достаточной, чтобы пагубно влиять на здоровье живых организмов, в т. ч. человека, а также на состояние воды и почвы на больших территориях.

Среди таких примесей наиболее опасны диоксид серы и азота (SO2 и NO2), окись углерода и углекислый газ (СО и CO2), озон (O3), летучие органические соединения и взвешенная пыль, в т. ч. угольная.

Для человека вред загрязнителей воздуха заключается в следующем:

  1. Диоксид серы (SO2). При разовом вдыхании в концентрации более 0, 5 мг/м³, среднесуточном 0, 05 мг/м³ оказывает сильное раздражающее действие на верхние дыхательные пути, вызывая першение в горле, насморк, кашель, охриплость, расстройство речи, затруднение глотания, а в тяжёлых случаях — удушье, рвоту и даже смертельно опасный острый отёк лёгких.
  2. Диоксид азота (NO2). При разовом вдыхании в концентрации более 0, 4 мг/м³, среднесуточном 0, 085 мг/м³ оказывает удушающие действие, раздражая слизистые оболочки органов дыхания и понижая содержание гемоглобина в крови. Первые признаки отравления — общая слабость, головная и грудная боль, кашель и спазмы в горле. Далее появляется жар, тошнота, выделение мокроты. Длительное воздействие двуокиси азота вызывает бронхит и эмфизему лёгких.
  3. Окись углерода (СО). При разовом вдыхании в концентрации более 5 мг/м³, среднесуточном 3 мг/м³ связывается с гемоглобином крови, снижая её способность доставлять кислород к тканям организма, вызывает спазмы сосудов, множественные нарушения обмена веществ, ослабление иммунитета. Симптомы отравления — сильная головная боль, головокружение, дрожь, жажда, учащение пульса, тошнота, рвота, жар, слабость в ногах. В больших количествах и/или при длительном воздействии может вызывать потерю сознания и даже смерть.
  4. Озон (O3). При разовом вдыхании в концентрации более 0, 16 мг/м³, среднесуточном 0, 03 мг/м³ может вызывать раздражение и ожоги верхних дыхательных путей, воспаление глаз и других слизистых оболочек, нарушение метаболических процессов и даже отравление с летальным исходом.
  5. Летучие органические соединения (углеводороды, альдегиды, спирты, кетоны, терпеноиды и др.) могут вызывать различные нежелательные реакции — от простой аллергии до токсического и даже канцерогенного действия.
  6. Частицы взвешенной пыли оседают в лёгких, оттуда попадают в кровоток и в зависимости от своего химического состава, повышают риск респираторных, сердечно-сосудистых, онкологических и других серьёзных заболеваний.

Классификация причин

Среди причин загрязнения атмосферного воздуха выделяются природные и антропогенные факторы.

Фото 2

Естественными источниками вредных выбросов могут быть:

  • космическая пыль;
  • химическое выветривание горных пород;
  • извержения вулканов;
  • лесные и степные пожары;
  • молнии (источник озона);
  • биологические процессы дыхания и гниения (источник углекислого газа);

Среди антропогенных можно выделить такие:

  • сельское и лесное хозяйства, другие виды землепользования;
  • промышленность и добыча полезных ископаемых;
  • выбрасывание и сжигание отходов;
  • транспорт, и даже повседневная жизнь (по данным ЮНЕП).

Сельское и лесное хозяйства

Сельское хозяйство может загрязнять атмосферу несколькими способами, среди них:

  1. Выбросы парниковых газов. Сельское хозяйство является значительным источником выбросов парниковых газов, которые способствуют изменению климата. Коровы и другой домашний скот являются основными источниками выбросов метана, парникового газа.
  2. Использование удобрений, которые часто содержат соединения азота, которые могут быть преобразованы в закись азота, еще один мощный парниковый газ.
  3. Использование пестицидов. Они могут выделять летучие органические соединения (ЛОС) в атмосферу, способствуя образованию смога и загрязнению воздуха.
  4. Сжигание сельскохозяйственных культур. Некоторые методы ведения сельского хозяйства включают сжигание сельскохозяйственных культур, что может привести к выбросу в атмосферу твердых частиц и других загрязняющих веществ.
  5. Эрозия почвы. Она может быть вызвана рядом методов ведения сельского хозяйства, и приводит к выбросу в атмосферу значительного количества углерода.
Сельское хозяйство вносит весомый вклад в загрязнение воздуха и изменение климата, в будущем важно внедрить более щадящие методы, чтобы уменьшить вредные воздействия.

Лесное хозяйство способствует загрязнению атмосферы такими способами:

  1. Вырубка больших площадей лесов приводит к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, что способствует глобальному потеплению.
  2. Лесные пожары выбрасывают в атмосферу много углекислого и других парниковых газов.
  3. Использование техники, такой как бульдозеры и лесовозы, способствует загрязнению воздуха за счет выбросов оксидов азота и загрязняющих частиц.
  4. Использование пестицидов и гербицидов в лесном хозяйстве приводит к выбросу вредных химических веществ в атмосферу.
  5. Транспортировка бревен и изделий из древесины также может способствовать загрязнению воздуха выбросами транспортных средств.

Автотранспорт

Автотранспортные выбросы состоят прежде всего из углекислого газа (CO2), побочного продукта сгорания топлива в двигателе автомобиля. По мере износа машины в составе выхлопных газов возрастает содержание ядовитых оксидов углерода и азота, не только способствующих глобальному изменению климата, но и нарушающих работу органов дыхания у жителей мегаполисов.

Также машины поднимают в воздух много мелкой пыли при трении шин об асфальт, разрушении дорожного покрытия. Частицы пыли, оседая в человеческих лёгких, вызывают респираторные заболевания и аллергические реакции.

Использование более чистых транспортных средств и альтернативных видов транспорта, таких как езда на велосипеде или пешком, может помочь сократить выбросы и улучшить качество воздуха.

Более подробно эта тема раскрыта здесь.

Железнодорожный транспорт

Поезда выбрасывают в воздух тонны продуктов сгорания угля или мазута, среди которых:

  • углекислый и угарный газ;
  • метан;
  • оксид и закись азота;
  • диоксид серы и всё та же пыль из-под колёс.

Известно, что дизельные поезда выделяют высокие уровни оксида азота и твердых частиц, которые могут вызвать проблемы с дыханием у тех, кто живет вблизи железнодорожных путей.

Кроме того, поезда также могут вызывать шумовое загрязнение и нарушать среду обитания диких животных, особенно если они проходят через уязвимые экологические районы.

Однако по сравнению с другими видами транспорта, такими как автомобили и самолеты, поезда обычно считаются более экологичным вариантом, поскольку они производят меньше выбросов на пассажиро-километр. Использование электропоездов и разработка альтернативных видов топлива также могут помочь уменьшить их воздействие на окружающую среду.

Фото 20

Самолеты

Самолеты могут оказывать вредное воздействие на атмосферу несколькими способами, в том числе:

  1. Выбросы. Авиационные двигатели выделяют парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению и изменению климата.
  2. Инверсионные следы. Когда самолеты летают на большой высоте, они оставляют конденсационные следы или «инверсионные следы». Эти инверсионные следы могут задерживать тепло в атмосфере и способствовать глобальному потеплению.
  3. Шумовое загрязнение. Шум самолетов может нарушать экосистемы и наносить вред дикой природе, в том числе птицам и морским млекопитающим.
  4. Истощение озонового слоя. Полеты на большой высоте также могут разрушить озоновый слой, который защищает землю от вредного ультрафиолетового излучения.


Выбросы авиационных двигателей включают различные загрязняющие вещества, такие как:

  • двуокись углерода;
  • оксиды азота;
  • оксиды серы;
  • твердые частицы;
  • водяной пар.

Углекислый газ является наиболее значительным загрязнителем, выбрасываемым авиационными двигателями, и вносит основной вклад в изменение климата. Оксиды азота и оксиды серы способствуют образованию кислотных дождей и приземного озона, которые могут нанести вред здоровью человека и окружающей среде. Твердые частицы могут вызывать проблемы с дыханием и ухудшать качество воздуха, а водяной пар может способствовать образованию инверсионных следов и перистых облаков, которые также могут влиять на климат.

Углеродный след самолета определяется количеством углекислого газа и других парниковых газов, выбрасываемых во время его эксплуатации. Основными источниками выбросов парниковых газов от самолетов являются топливо, сжигаемое во время полета, и энергия, используемая во время наземных операций, таких как руление, взлет и посадка.

На авиацию приходится около 2% глобальных выбросов углекислого газа, и ожидается, что эта цифра будет расти по мере роста авиаперевозок.

Тем не менее, отрасль предпринимает шаги по сокращению своего углеродного следа:

  • инвестируя в более экономичные самолеты;
  • используя экологически чистое авиационное топливо;
  • внедряя меры по сокращению наземных выбросов.

Пассажиры также могут предпринять шаги для уменьшения своего собственного углеродного следа во время полета, например, выбрав прямые рейсы, упаковать легкий багаж и компенсировать свои выбросы с помощью программ, поддерживающих проекты по возобновляемым источникам энергии или связыванию углерода.

Водный транспорт

Судоходство может оказывать негативное воздействие на атмосферу несколькими способами:

  1. Выбросы от топлива. Корабли используют большое количество топлива для питания своих двигателей, и это топливо может выделять в атмосферу вредные загрязняющие вещества. Некоторые из наиболее опасных загрязняющих веществ включают диоксид серы, оксиды азота и твердые частицы. Эти загрязняющие вещества могут способствовать загрязнению воздуха и оказывать негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.
  2. Выбросы парниковых газов. Суда также выбрасывают значительное количество парниковых газов, особенно двуокиси углерода. Эти выбросы способствуют глобальному изменению климата, которое может иметь широкомасштабные последствия для окружающей среды и населения планеты.
  3. Разрушение озонового слоя. Некоторые химические вещества, используемые в судовых холодильных системах и системах пожаротушения, такие как хлорфторуглероды (ХФУ), могут способствовать разрушению озонового слоя. Озоновый слой помогает защитить Землю от вредного ультрафиолетового излучения, а его истощение может иметь негативные последствия для здоровья человека и окружающей среды.

Самолёты оставляют за собой в небе углеродный след. Корабли «дымят» серой и сажей вдвое сильнее, чем воздушные суда. Иными словами, на сегодняшний день нет экологически безопасного транспорта.

Промышленность

Если говорить о промышленном загрязнении атмосферного воздуха, наиболее щедры на парниковые газы и вредные выбросы следующие отрасли:

  • добывающая;
  • перерабатывающая;
  • электроэнергетическая;
  • нефтегазовая;
  • металлургическая;
  • химическая;
  • цементная и др.

Горнодобывающие предприятия поставляют в воздух ряд загрязняющих веществ, включая твердые частицы, диоксид серы, оксиды азота и летучие органические соединения.

Твердые частицы могут быть особенно вредными, поскольку они могут проникать глубоко в легкие и вызывать проблемы с дыханием. Диоксид серы и оксиды азота могут способствовать образованию кислотных дождей, которые могут нанести ущерб экосистемам и здоровью человека. Летучие органические соединения также могут представлять опасность для здоровья, особенно для работников горнодобывающей промышленности.

В крупных городах заводы и фабрики не уступают автотранспорту в деле производства смога и неприятных запахов, а уж о последствиях для здоровья горожан и писать излишне. Основные загрязнители промышленных и производственных предприятий включают двуокись серы, оксиды азота, твердые частицы, окись углерода и летучие органические соединения. Эти загрязняющие вещества могут вызывать проблемы с дыханием, такие как астма и бронхит, а также усугублять существующие заболевания.

Фото 3

Сжигание отходов

Сжигание сельскохозяйственных и бытовых отходов на открытом воздухе привносит в атмосферу тонны опасных соединений:

  • диоксинов;
  • фуранов;
  • метана и сажистого углерода.

Кроме того, сжигание отходов также может вызывать пожары, которые могут распространяться и наносить ущерб имуществу и местам обитания диких животных.

Несмотря на очевидный вред этой практики, она всё ещё применяется в 166 из 193 стран мира, особенно в развивающихся странах, не владеющих более безопасными способами избавления от мусора, и в регионах с быстрыми темпами урбанизации.

Сжигают отходы в своих дворах и обычные люди. «Дымит» и мусор, который не сгорает – разложение органических и пищевых отходов производит метан, диоксид углерода и другие парниковые газы не хуже домашнего скота. Это особенно актуально в современных условиях перепроизводства и недопотребления пищи. Загрязняет воздух и использование огня в домохозяйствах.

В 96 из 193 стран мира до сих пор используются ископаемые виды топлива, древесина и горючие биомассы для приготовления пищи, освещения и обогрева домов.

Возрастают также объёмы бытовых выбросов — летучие органические соединения отправляются в атмосферу при использовании распылителей для чистящих и моющих средств, лакокрасочной продукции, косметики, лекарств и т. д. Уже в 2018 году было отмечено, что этот новый источник загрязнения воздуха существенно превзошёл традиционные.

Интересный факт:

  • 24% общемирового объёма выбросов парниковых газов образуется в результате сельскохозяйственной деятельности;
  • 16% – в процессе передвижения (11, 9% генерируют личные автомобили и наземный общественный транспорт, 1, 9% – самолеты, 1, 7% – корабли, 0, 4% – поезда);
  • 12% – «благодаря» промышленности;
  • 5% – взлетает в небо вместе с дымом от сжигания мусора и выделяется при распаде органических отходов;
  • и наконец, 43% – производят обычные домохозяйства.

Кратко о последствиях

Помимо пагубного воздействия на здоровье человека, состояние воды и почвы, качество производимой сельскохозяйственной продукции, загрязнение атмосферного воздуха приводит к:

  • выпадению кислотных дождей;
  • смогу, особенно в промышленных районах городов;
  • к появлению озоновых дыр и парниковому эффекту,

а значит и к глобальному потеплению. Которое, в свою очередь, является причиной:

  • разрушения экосистем;
  • вымирания отдельных видов растений и животных;
  • таяния ледников с поднятием уровня мирового океана и затоплением целых островов и прибрежных населённых пунктов;
  • снижения качества растительной пищи  — избыточное содержание СО2 в воздухе побуждает овощи, фрукты и ягоды накапливать углеводы, сахара и крахмалы в ущерб белку, минералам и другим полезным веществам;
  • усиления стихийных бедствий (засух, штормов и т д.),

и ещё множества неочевидных проблем.

Как обстоят дела в России?

В России загрязнение воздуха – одна из наиболее остро стоящих проблем природоохранного характера. В 2021 году количество отмеченных в нашей стране случаев высокой и экстремально высокой концентрации вредных веществ в атмосфере увеличилось на 23% (зафиксировано 406 случаев, что на 75 больше, чем в 2020 году, из них 369 высоких и 37 – экстремально высоких загрязнений).

Основных причин загрязнения воздуха в России несколько:

  1. Промышленные выбросы. Сильная зависимость страны от промышленного производства означает, что многие фабрики и электростанции выбрасывают загрязняющие вещества в воздух.
  2. Транспортные выбросы. В российских городах высокий уровень загруженности дорог, что приводит к выбросу в воздух значительного количества выхлопных газов.
  3. Сжигание сельскохозяйственных культур. Фермеры часто сжигают отходы урожая, что может привести к выбросу загрязняющих веществ в воздух.
  4. Лесные пожары. В Сибири часто случаются лесные пожары, которые могут выбрасывать в воздух большое количество дыма и твердых частиц.
  5. Отопление жилых помещений. Во многих частях России люди полагаются на дровяные печи и другие виды отопления жилых помещений, что также может способствовать загрязнению воздуха.
  6. Природные источники. К естественным источникам загрязнения воздуха в России относятся пыльные бури и выбросы метана в результате таяния вечной мерзлоты.

Фото 4

Также зафиксировано 25 аварий без серьёзного ущерба атмосфере (разгерметизации, возгорания или выбросы из-за неисправности оборудования на производственно-складских площадках, пожары природного происхождения), что вдвое больше, чем в 2020 году.

Сильнее всего пострадали:

  • города в Архангельском и Иркутском округах;
  • Приволжье;
  • Красноярский край;
  • Бурятия.

В атмосферу выбрасывались:

  • диоксид серы;
  • продукты сжигания угля и нефти;
  • сероводород со свалок и промышленных предприятий;
  • бензпирен – токсичный продукт горения, канцероген.

Отмечались и загрязнения взвешенными частицами (пыль, сажа, сульфаты, нитраты и т. д.), которые появлялись как в результате сгорания топлива и осуществления производственных процессов, так и в процессе естественной эрозии почвы. В целом за последнее десятилетие число выявленных проблем с воздухом возросло в 6 раз, и каждый год мы бьём всё новые и новые рекорды по этому печальному показателю.

Решение проблемы

Для уменьшения объёмов вредных выбросов в атмосферу на сегодняшний день полезно следующее:

  1. Для сельского хозяйства – переход на растительный рацион питания, отказ от экологически небезопасных удобрений, оптимизация усвояемости кормов, выпаса скота, использования пастбищ и т.д.
  2. Для городской жизни – использование более экологически чистых источников энергии, видов транспорта и топлива для них, оптимизация всех производственных процессов, способов сбора, сортировки и утилизации отходов, рациональное производство и потребление, отказ от сжигания мусора на открытом воздухе, применения бытовых распылителей, внедрение более современных печей при использовании огня для приготовления пищи, отопления и освещения домов, и т.д.

Правительства могут:

  • вводить общемировые и национальные экологические стандарты и зорко следить за их соблюдением;
  • создавать в городах надежные системы общественного транспорта, неподверженные перегрузкам и частым поломкам, а также возможности для безопасного передвижения пешком и на велосипеде.

Заводы и фабрики могут напрямую сократить свои выбросы в атмосферу и внедрить новые, экологически чистые, технологии.

И, наконец, каждый из нас может осознанно изменить свой образ жизни:

или даже, если есть время, силы и компетентность, заняться просветительской деятельностью, ведь только общими усилиями можно сберечь атмосферу Земли для будущих поколений.

Полезное видео по теме

В видео ролике авторы объясняют, что относится к причинам загрязнения воздуха и кратко описывают, каковы его последствия, а также то, как их предотвратить:

Заключение

Теперь вы знаете, каковы основные причины загрязнения атмосферного воздуха, какие из них наиболее остро стоят в России, и какие пути решения существуют.