Деятельность человека влияет на воздушную оболочку Земли. Чтобы понять, как определяется уровень загрязнения воздуха, стоит разобраться в причинах выбросов. Учеными доказано, что первые загрязнения воздуха не были связаны с возникновением промышленного производства. Существуют естественные причины, к которым со временем добавился человеческий фактор.
Причины загрязнения
Источники выбросов делятся на естественные и антропогенные. Естественные — это выбросы, которые происходят как следствие природных явлений, на которые человек не может повлиять.
К этому типу относятся последствия:
- извержений вулканов;
- песчаных бурь;
- природных пожаров;
- тектонических изменений.
Воздушная среда загрязняется продуктами жизнедеятельности организмов (экскременты, разложение мертвых тел и прочее).
Вулканические выбросы наполняют атмосферу огромным количеством пепла, серы, токсичных веществ. Несмотря на редкость извержений, урон, который наносится вулканической активностью воздуху, практически невосполним.
Торфяные и лесные пожары являются причиной загрязнения среды угарным газом и ядовитыми веществами.
Песчаные и пыльные бури возникают из-за смешения сильных воздушных потоков. Ураган поднимает тонны песка и мельчайших частиц, которые ухудшают качество атмосферы.
Антропогенные источники возникают как следствие человеческой деятельности и развития промышленности. Основные антропогенные факторы загрязнения атмосферного воздуха:
- отходы химических, металлургических, машиностроительных производств;
- применение токсичных удобрений в сельском хозяйстве;
- транспортные выбросы;
- ТЭЦ, ГЭС и отопление путем сжигания топлива (уголь, дрова).
Антропогенным воздействием является не только производственная деятельность. В быту потребитель использует бытовую химию, аэрозоли, спреи.
Типы загрязнений
Исходя из природы явления, различают несколько видов загрязнений. Вредоносные выбросы делятся на:
- химические — содержание в воздухе углерода, азотных оксидов, тяжелых металлов;
- биологические — вирусы, споры, продукты жизнедеятельности;
- физические — последствия шумовых, электромагнитных явлений.
Многие химические соединения, которые присутствуют в атмосфере, безвредны в той концентрации, которая является нормой. Метан составляет менее процента от общего состава воздушной среды. Увеличение его концентрации грозит ускорением распространения парникового эффекта Земли, для человека метан опасен удушьем.
Вещества, загрязняющие атмосферу:
- Диоксид углерода – соединение, которое образуется после сжигания твердых углеродистых веществ. В воздух попадает с транспортными выхлопами и выбросами химических предприятий. Углерод влияет на повышение температуры Земли и на распространение парникового эффекта.
- Угарный газ, который выделяется при сжигании отходов, при попадании в легкие человека или животного вызывает отравление и может привести к смерти.
- Производные серы возникают при работе нефтеперерабатывающих заводов. Сероуглерод становится причиной кислотных осадков, нарушения фотосинтеза растений. Для человека сера опасна заболеваниями дыхательных путей.
- Азот и его производные применяются на заводах азотных удобрений, нитратов, красителей. Выбросы азота оказывает негативное влияние на легкие и сердечно-сосудистую систему человека.
- Фтор и его производные поступают в воздух в газообразном состоянии. Образуются в результате деятельности алюминиевых, сталелитейных предприятий. Фторные соединения поражают ЦНС человека, разрушают костную систему.
- Хлор попадает в атмосферу с химических заводов, которые производят соляную кислоту, пестициды, красители. Хлорные выбросы становятся причиной химических ожогов внутренних органов.
Воздушную оболочку Земли также загрязняют выхлопы двигателей внутреннего сгорания. Их работа приводит к попаданию в атмосферу молекул тяжелых металлов. Атомная энергетика становится источником радиоактивных токсинов — причины онкологических заболеваний и генетических мутаций.
Многие поллютанты воздействуют на организм не мгновенно. Откладываясь во внутренних органах, они подрывают человеческое здоровье.
Для человека опасны:
- свинец;
- кадмий;
- мышьяк;
- кетоны.
Загрязнение воздуха выбросами химической промышленности приводит к изменению состава атмосферы и качества жизни организмов.
Как определяется уровень загрязнения воздуха
Регулярный мониторинг качества воздушной среды проводится экологами. Обыватель не всегда способен установить степень загрязнения воздуха, так как не каждое вещество имеет запах или цвет. Человек не связывает ухудшение состояния здоровья и изменение состава атмосферы.
В современной науке используются следующие величины:
- индекс загрязнения атмосферы (ИЗА);
- стандартный индекс загрязнения (СИ).
Для определения СИ проводятся замеры наличия токсичных веществ, оказывающих негативное влияние. Показатель наибольшего значения делится на показатель предельно допустимой концентрации соединения (ПДК).
Для нахождения ИЗА используются:
- концентрация изучаемого токсина (среднегодовая);
- ПДК вещества, замеряемая в течение суток;
- коэффициент токсичности соединения.
В исследуемом регионе степень загрязнения вычисляется по значению ИЗА:
- не превышает 5 — низкий уровень;
- 5-6 — повышенный уровень;
- 7-13 — высокая степень загрязнения;
- Более 14 — крайняя загрязненность.
Стандартный индекс отражает уровень токсичности в процентах:
- менее 20% — повышенная степень;
- 20-40% — высокая степень загрязнения;
- более 40% — очень высокий уровень.
Для оценки степени загрязнения применяется дополнительный показатель – наибольшая повторяемость (НП) превышения ПДК. Коэффициент отражает частоту увеличения концентрации ПДК в атмосфере за период.
Типы оценки атмосферы
Для определения концентрации токсинов в воздухе, причин их возникновения, нужен регулярный мониторинг состава атмосферы. Для промышленных зон, автомагистралей анализ особенно важен. По результатам мониторинга принимаются решения, направленные на сохранение чистоты воздуха. Оценка степени загрязнения проводится различными способами, чаще всего используются:
- Передвижной, измерение на нескольких участках, исследуемые точки зависят от направления ветра. Используется вблизи предприятий.
- Стационарный, измерение производится на одном участке. Применяется для изучения динамики загрязнений в конкретной точке.
- Маршрутный, взятие образцов на нескольких точках (без учета ветров). Анализ уровня токсичности на определенной территории, которая вмещает в себя несколько маршрутов передвижного измерения.
Наблюдательные станции устанавливаются в различных экологических условиях, в жилых, зеленых и промышленных районах.
Передвижные измерения
Данный вид анализа используется при заборе проб в промышленных зонах. Экологи укомплектованы несколькими типами транспорта, в основном в РФ применяется модель «Атмосфера». Машина оснащена:
- приборами измерения концентрации газов;
- системой оценки качества воздуха;
- оборудованием для метеорологических наблюдений.
Передвижные измерения помогают дать оценку степени загрязнения воздуха и установить причины превышения концентрации токсинов над ПДК.
Стационарные измерения
Мониторинг на одной территории применяется для долгосрочного наблюдения изменений состава воздуха. Пробы берутся регулярно, поэтому специалисты могут отслеживать динамику загрязнений.
Для наблюдения устанавливаются стационарные павильоны. Их количество в населенном пункте обусловлено:
- экологической обстановкой;
- количеством зеленых насаждений;
- численностью населения.
В среднем, размещается 1 пост на 50 тыс.человек. В России используется модель павильона «ПОСТ», все экземпляры оснащены одинаково. Каждая станция берет пробы ежедневно.
Как измеряют
Для сбора образцов воздуха применяют метод аспирации — закачивания воздуха в специальную колбу через сорбент или фильтр. Токсичные вещества из атмосферы концентрируются в небольшом фильтре. Затем, с помощью газоанализатора происходит оценка содержания примесей в воздухе.
Замеры проводятся 2-4 раза за сутки в течение месяца, данные автоматически регистрируются. На основании полученных сведений, эколог выносит заключение об уровне загрязнения атмосферы.
Где найти информацию о качестве воздуха в регионе
Официальные сайты субъектов РФ ежемесячно публикуют справку «О загрязнении воздуха», где указывается концентрация веществ в атмосфере. Сведения для московского региона находятся на сайте www.data.mos.ru и www.mos.ru.
В справке указывается наличие:
- углекислого газа;
- фреона;
- кислорода;
- озона;
- хлора и проч.
В свободном доступе есть карты мира, на которых отражены наиболее загрязненные регионы планеты.
Интерактивные карты загрязнения воздуха:
Сведения на таких интерактивных платформах постоянно обновляются, поэтому пользователь видит актуальное состояние атмосферы интересующего региона.
Меры, которые предпринимает каждая страна для сохранения чистоты воздуха, приносят результаты. Но уровень загрязнения воздуха остается серьезной проблемой для человечества. Каждый человек может влиять на состояние атмосферы, бережно относясь к деревьям, сбору мусора и потреблению энергии.
