ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ	ДОДАТКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ		ГЛОСАРІЙ	УКЛАДАЧІ

2. ПРАКТИЧНІ АСПЕКТИ ЕКОЛОГІЇ

2.2. Охорона атмосферного повітря

2.2.1. Значення атмосфери

2.2.2. Джерела і види забруднення атмосфери

2.2.3. Кліматичний аспект забруднення атмосфери

2.2.4. Шкідлива дія забрудненого повітря на людей, тварин, рослин

2.2.5. Стан повітряного середовища в Україні

2.2.6. Заходи боротьби із забрудненням атмосфери

2.2.7. Правова охорона атмосфери

2.2. Охорона атмосферного повітря

2.2.1. Значення атмосфери

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

Атмосфера – одна з найважливіших складових частин біосфери. Вона надійно захищає живі організми від космічного й ультрафіолетового випромінювання, визначає загальний тепловий режим поверхні Землі, впливає на кліматичні умови, а через них на режими річок, ґрунтовий і рослинний покрив та процеси формування рельєфу. Саме атмосфера регулює кількість сонячної енергії, необхідної для життя. Якщо не було б атмосфери, вдень Сонце розігрівало б земну поверхню до +200°С, а вночі до –200°С її охолоджував би космос. Такий діапазон коливань добових температур перевищує можливості виживання переважної більшості живих організмів.

Атмосфера складається з таких шарів:

тропосфера – до висоти 18 км,

стратосфера – до 50 км,

мезосфера – до 80 км,

термосфера – до 1000 км,

екзосфера – до 1900 км,

геокорона – умовно до 20000 км, а далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний простір.

Основна маса повітря (90%) зосереджена у 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 10 – 40 км і захищає все живе на Землі від згубної дії «жорстокого» ультрафіолетового випромінювання Сонця.

«Атмосфера І ч.»

«Атмосфера ІІ ч.»

Основні компоненти атмосфери:

нітроген (N) – 78,084%,

оксиген (О) – 20,946%,

аргон (Аr) – 0,934%,

малі домішки: вуглекислий газ (СО₂), метан (СН₄) тощо,

водяна пара (Н₂О) – від 0,2% у приполярних районах до 3% поблизу екватора.

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), вуглеводних (сажа), морських (частинки морських солей) та ін.

2.2.2. Джерела і види забруднення атмосфери

Забруднення атмосферного повітря – це будь-яка зміна складу і властивостей повітря, що негативно впливає на здоров’я людей і тварин, стан рослинного покриву та екосистеми.

Забруднення атмосфери може бути природним і штучним (рис. 17). До природних забруднювачів повітря належать ті фактори, на які людина не може вплинути. Штучне забруднення пов’язане із викидами різних забруднювальних речовин у процесі діяльності людини.

Рис. 17. Забруднення атмосфери

За агрегатним складом викиди шкідливих речовин в атмосферу поділяються на:

газоподібні (діоксид сульфуру (SО₂), діоксид карбону СО₂, озон О₃, оксид нітрогену NО);

рідкі (кислоти, луги, розчини солей та ін.);

тверді (канцерогенні речовини, свинець і його сполуки, ртуть, кадмій, органічний і неорганічний пил, сажа, смолянисті речовини тощо).

На сьогодні основними антропогенними забруднювачами атмосферного повітря є різні галузі промисловості, а саме:

• теплоенергетика;

• підприємства металургійного комплексу;

• нафтовидобувна промисловість;

• нафтохімічна промисловість;

• автотранспорт;

• виробництво будівельних матеріалів.

2.2.3. Кліматичний аспект забруднення атмосфери

Кліматичними аспектами забруднення атмосфери є:

парниковий ефект,

глобальне потепління,

руйнування озонового шару,

кислотні дощі,

смоги.

Проблема техногенного перегрівання атмосфери – це парниковий ефект, що веде до глобального потепління.

Парниковий ефект – це підвищення середньої температури біля поверхні Землі внаслідок наявності парникових газів.

На теперішній час спостерігається зміна клімату, яка виражається у поступовому підвищенні середньорічної температури, починаючи з другої половини ХХ століття. Більшість учених пов’язує це з накопиченням в атмосфері так званих парникових газів – вуглекислого (СО₂), метану (СН4), оксиду нітрогену (NО).

Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, впродовж геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками та епохи потепління. 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. І це зумовлено діяльністю людини:

по-перше, людина підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також використовуючи атомні електростанції;

по-друге (і це головне), в результаті спалювання органічного палива, а також внаслідок 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: вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект.

«Парниковий ефект»

За розрахунками вчених, найближчими десятиліттями через парниковий ефект середньорічна температура на Землі може підвищитися на 1,5–2°С. Якщо людство не зменшить обсягу забруднень атмосфери й глобальна температура зростатиме й надалі, як це відбувається впродовж останніх 20–30 років, то дуже швидко клімат на Землі стане теплішим, ніж будь-коли впродовж 100 тис. років.

Це прискорить глобальну екологічну кризу. У чому ж полягає небезпека парникового ефекту?

Розрахунки й моделювання різних ситуацій свідчать: підвищення середньорічної температури спричинить зміни таких найважливіших кліматичних параметрів, як кількість опадів, хмарний покрив, океанічні течії, розміри полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть сухішими, а узбережжя – вологішими, зима буде коротшою й теплішою, а літо – тривалішим і спекотнішим. Основні кліматичні зони в північній півкулі змістяться на північ приблизно на 400 км. Це зумовить потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти й полярних крижаних шапок.

У середніх широтах, тобто в головних «хлібних» районах (Україна, Росії, Кубань, «зернові штати» США), клімат стане напівпустельним, і врожаї зерна різко скоротяться. Глобальне потепління призведе до танення льодовиків Гренландії, Антарктиди й гір, рівень Світового океану підвищиться на 6 – 10 м, при цьому буде затоплено близько 20% площі суходолу, де сьогодні живуть сотні мільйонів людей, розташовані міста, ферми, сади й поля. 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.

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 нітрогену, фреони, – вміст яких в атмосфері через антропогенний фактор стрімко зростає.

	Цікавинки із просторів інтернету Загублений світ
	«Глобальне потепління»

Науковці уже відзначили зміни в картині випадіння опадів. Встановлено, що в межах помірного кліматичного поясу за останні 30–40 років випадає опадів на 10% більше, ніж у минулому. Водночас кількість опадів над екватором скоротилася на ті ж 10%. Подальша зміна в системі випадіння опадів справить величезний вплив на сільське господарство, зміщуючи зони вирощування культур у північні райони Північної Америки та Євразії. Найсприятливіші умови для вирощування культур складуться в сільськогосподарських регіонах Росії, а рясні опади будуть випадати в Північній Африці, де посуха триває з 1970 р.

Існуюча невизначеність у питанні глобального потепління породжує скепсис з приводу небезпеки, що загрожує. Проблема в тому, що коли гіпотеза про антропогенні фактори глобального потепління підтвердиться, уже пізно буде що-небудь розпочинати.

Важливою проблемою сьогодення є руйнування озонового шару в атмосфері.

Озоновий шар – це повітряний шар у верхніх шарах атмосфери (стратосфері), що складається з особливої форми кисню – озону – молекула озону складається з трьох атомів кисню (О₃).

Озоновий шар починається на висотах близько 8 км над полюсами чи 17 км над екватором і сягає висоти приблизно 50 км. Однак щільність озону дуже низька, і якщо стиснути його до щільності, яку має повітря біля поверхні Землі, то товщина озонового шару не перевищить 3,5 мм. Озон утворюється, коли сонячне ультрафіолетове випромінювання бомбардує молекули кисню.

Оскільки озоновий шар поглинає ультрафіолетове випромінювання, то його руйнування призведе до вищих рівнів ультрафіолетового випромінювання на поверхні Землі. Це, у свою чергу, викличе збільшення випадків захворювання на рак шкіри.

Іншим наслідком підвищеного рівня ультрафіолетового випромінювання стане розігрівання поверхні Землі, а отже, зміна таких режимів – температурного, вітрів і дощів та призведе до підвищення рівня світового океану.

У 1985 р. британські науковці повідомили результати спостереження за атмосферою, згідно з якими за період 1976–1984 рр. весняний вміст озону над Північним і Південним полюсами зменшився на 40% – це явище отри-мало назву «озонових дір».

Існують різні причини цього явища:

руйнування озонового шару оксидами нітрогену, що надходять із двигунів надзвукових транспортних літаків і ракет;

особливості циркуляції атмосфери – повітряні потоки з нижніх шарів атмосфери під час руху вгору розштовхують озон;

руйнування озону в атмосфері сполуками хлорфторвуглеводнями (далі–ХФВ).

Проте переважна більшість науковців вважають, що сполуки хлору – хлорфторвуглеводні, які широко використовують у промисловості та побуті, руйнують озоновий шар Землі. ХФВ вже понад 60 років використовують як холодоагентів в холодильниках і кондиціонерах, як пропелентів для аерозольних сумішей, піноутворювальних агентів у вогнегасниках, очищувачів для електронних приладів та під час виробництва пінопласту.

Потужним джерелом руйнування озону є ядерні вибухи. Теплова енергія, що виділя-ється при цьому, нагріває атмосферу і прискорює такі перетворювання хімічних речовин, які за нормальних умов або не відбуваються, або здій-снюються дуже повільно. Такими речовинами, зокрема, є оксиди азоту.

Процеси руйнування озону підсилюються парниковим ефектом.

Природним джерелом надходження хлору в атмосферу є вулканічні викиди.

У 1987 році уряди 56 країн підписали Монреальський протокол, за яким вони зобов’язалися в найближче десятиріччя вдвічі скоротити виробництво хлорфторвуглеців та інших речовин, що руйнують озоновий шар.

До 1996 року промислово розвинені країни повністю припинили виробництво фреонів, а також руйнуючих озон галонів і тетрахлорометану. Але деякі країни, що розвиваються, зробили це лише до 2010 року.

Наступним етапом є заборона метилбромідів та гідрофреонів. Рівень виробництва перших з 1996 р. був заморожений у промислово розвинених країнах, гідрофреони повністю знімуть з виробництва до 2030 року. Країни, що розвиваються, досі ще не взяли зобов’язання щодо контролю над цими хімічними речовинами.

	Цікавинки із просторів інтернету Сторінками історії...
	«Перший ядерний вибух в Україні», «Секретний ядерний вибух на Харківщині»

З моменту підписання Монреальського протоколу завдяки узгодженим зусиллям міжнародного співтовариства за ці роки виробництво та споживання речовин, що є найбільш небезпечними для озонового шару, скоротилося більш ніж удвічі.

Вчені вважають, що вже в найближчі роки почнеться відновлення озонового шару.

Світові виробники холодильної техніки від-мовилися від фреонів і перейшли на використання озонобезпечних речовин – холодоагентів: пропан-бутанову суміш, спінювач із циклопентаном. Створені оригінальні проєкти штучного отримання озону в стратосфері.

Кислотні опади – це усі види атмосферних опадів – дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, рН яких менший, ніж середнє значення рН дощової води (середній рН для дощової води = 5,6).

Це одна з важливих екологічних проблем, з якою пов’язують окислення природного середовища. Кислотний дощ утворюється в результаті реакції між водою і такими забруднювальними речовинами, як діоксид сірки (SО2) і різними оксидами нітрогену.

Ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, у результаті діяльності металургійних підприємств та електростанцій, а також під час спалювання вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери, вони перетворюються в розчини кислот – сульфатної, сульфітної, нітритної і нітратної.

Р.Е.Сміт

Потім, разом зі снігом чи дощем, вони випадають на землю, що й знижує рН дощової води.

Уперше термін кислотний дощ ввів у 1872 р. англійський дослідник Роберт Енгус Сміт. Його увагу привернув смог у Манчестері.

І хоча вчені того часу відкинули теорію про існування кислотних дощів, проте сьогодні вже ніхто не сумнівається, що кислотні дощі є однією з причин загибелі життя у водоймах, лісах, зниження врожаїв.

Крім того, кислотні дощі руйнують будинки і пам’ятки культури, трубопроводи, приводять у непридатний стан автомобілі, знижують родючість ґрунтів і можуть призводити до проникання токсичних металів у водоносні шари ґрунту.

Яскравим прикладом негативного впливу кислотних опадів на природні екосистеми є закислення озер (табл.2). З нагромадженням органічних речовин із дна водойм починають вилуговуватися токсичні метали. Підвищена кислотність води сприяє високій розчинності таких небезпечних металів, як алюміній, кадмій, ртуть і свинець з донних відкладень і ґрунтів. Ці токсичні метали становлять небезпеку для здоров’я людини.

Таблиця 2.

Вплив рН (кислотності середовища) на гідробіонти

рН	Вплив на організм
7-9,2	Найкращий розвиток організмів
6	Гинуть прісноводні креветки
5,5	Гинуть донні бактерії
5	Гине фітопланктон
4,5	Гине вся риба, більшість жаб і комах

Кислотний дощ завдає шкоди не тільки водній флорі й фауні. Він також знищує рослинність на суходолі. Вчені вважають, що, хоча до сьогодні механізм до кінця ще не вивчений, складна суміш забруднювальних речовин, що включає кислотні опади, озон і важкі метали у сукупності призводить до деградації лісів. Вплив кислотних дощів знижує стійкість лісів до засухи, хвороб, природних забруднень, що зумовлює ще більш виражену їхню деградацію як природних екосистем. Єдиний спосіб змінити ситуацію на краще, на думку багатьох фахівців – зменшити кількість шкідливих викидів в атмосферу.

Наслідки випадання кислотних дощів спостерігаються у США, Німеччині, Чехії, Словаччині, Нідерландах, Швейцарії, Австралії, Україні і ще в багатьох країнах земної кулі.

Ще одним негативним явищем в атмосфері є смоги.

Смоги – це димні тумани, які виникають під час хімічної реакції, що відбуваються безпосередньо в повітрі. Вони виникають за певних умов:

по-перше, за великої кількості пилу й газів, що викидаються в повітря міста;

по-друге, за тривалого існуванні антициклональних умов погоди, при яких забруднювачі накопичуються в приземному шарі атмосфери.

Смоги бувають кількох типів.

Вологий смог – найбільш вивчений і відомий – звичайний для країн з морським кліматом, де часто бувають тумани і висока відносна вологість повітря. Це сприяє змішуванню забруднювальних речовин, їх взаємодії в хімічних реакціях. Під час антициклонів над містами й промисловими центрами отруйні гази і пил можуть накопичитись у 100–200-метровому шарі повітря. Тоді й виникає отруйний густий брудно-жовтий туман – вологий смог.

Фотохімічний смог (або ще його називають «смог Лос-Анджелеського типу») – від вологого смогу відрізняється за походженням і властивостями. Повітря в Лос-Анджелесі (США) сухе, і тому смог тут утворює не туман, а синювату димку. Для його виникнення необхідне сонячне світло, яке викликає складне фотохімічне перетворення суміші вуглеців і оксидів азоту, які надходили в повітря від автомобільних викидів, у речовини, токсичніші від вихідних атмосферних забруднень. Однією з таких речовин є озон. Він виділяється в результаті розпаду двоокису азоту під дією алкенів з неповністю згорілого автомобільного палива (бензин, дизпаливо). У високих концентраціях озон небезпечний для здоров’я людини. Фотохімічний туман різко знижує видимість, супроводжується неприємним запахом, у людей виникає запалення очей, слизових оболонок носа і горла, загострюються легеневі захворювання. Фотохімічний туман пошкоджує рослини, викликає корозію металів, розтріскування синтетичних виробів та ін.

Льодяний смог (або ще його називають «смог алясківського типу») – виникає в Арктиці й Субарктичні за низьких температур антициклонів. У цьому випадку викиди навіть невеликої кількості забруднювальних речовин з димарів призводять до виникнення густого туману, що складається з найдрібніших кристаликів льоду і сульфатної кислоти.

	Цікавинки із просторів інтернету Загублений світ.
	«Убивчий смог»

Тривалість смогів – від одного до кількох днів, але інтенсивність забруднення може бути настільки великою, що нерідко викликає жертви серед населення. Так, під час одного з найбільш значних смогів 5–7 грудня 1952 р. в Лондоні, коли концентрація сірчистого газу різко зросла, досягнувши 2–4 мг/м³, кількість померлих збільшилась на 4-и тис.осіб у порівнянні з середньою кількістю смертельних випадків.

2.2.4. Шкідлива дія забрудненого повітря на людей, тварин, рослин

Серед промислових викидів основними джерелами забруднення атмосферного повітря є технологічні та вентиляційні викиди (світлові та вентиляційні ліхтарі цехів, труби вентиляційних установок тощо) неперервної дії, котрі складають близько 80% від загальної кількості викидів. Надзвичайно важливою особливістю таких викидів, з точки зору екології, є те, що максимальні концентрації шкідливих речовин скупчуються у безпосередній близькості від місця їхнього виникнення, а не на п’ятнадцятикратній від висоти труб віддалі, що притаманно для високих джерел.

Отже, промислові викиди в атмосферу несприятливо впливають, перш за все, на людину та довкілля, а найбільш важкі форми прояву спостерігаються на промислових майданчиках та прилеглих до них територіях. Саме тут виникають найвищі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, котрі перевищують гранично допустимі концентрації в 2–5, а нерідко і в більше разів.

У зв’язку з цим особливо гострою є проблема запобігання забрудненню атмосфери міст, де зосереджена більша частина населення та промисловості.

Важливою проблемою щодо шкідливої дії забрудненого повітря на людей, рослин, тварин є дотримання екологічних вимог під час експлуатації підприємств, споруд та за інших видів діяльності.

Ці вимоги можна реалізувати на підставі впровадження та ефективного вжиття природоохоронних заходів, серед котрих чільне місце посідають заходи щодо попередження забруднення атмосфери, оскільки будь-яке порушення чистоти атмосферного повітря обов’язково впливає на стан води та ґрунту.

У зв’язку з цим заходи з охорони повітря мають забезпечувати збереження рослинного і тваринного світу. Таким чином, охорона довкілля від шкідливого біологічного впливу вимагає комплексного підходу до вирішення проблеми попередження забруднення атмосфери та води викидами промислових підприємств.

Причиною несприятливої екологічної ситуації в Україні є невирішені проблеми, пов’язані з реалізацією природоохоронних заходів, недосконалістю методичних матеріалів з проєктування повітроочисних пристроїв, недостатністю вихідних даних для проведення екологічних експертиз продукції, яку випускають, технологічних процесів, що розроблюють.

Промислові викиди в атмосферу поширюються на значну відстань, забруднюючи приземний шар повітря не лише на промислових майданчиках, але й на прилеглих населених територіях.

Суттєвий вплив на рівень забруднення повітря справляють організовані та неорганізовані технологічні викиди. Існуюча нормативно-технічна документація допускає граничне забруднення повітряного середовища в місцях повітроприймальних пристроїв систем промислової вентиляції, воно становить 0,3 ГДК, а забруднення повітряного середовища викидами з вентиляційних систем не має перевищувати 1 ГДК.

Однак на багатьох підприємствах згадані вимоги не виконують, а забрудненість повітря нерідко перевищує не лише ГДК, але й норми ГДВ у декілька разів.

Систематична або періодична наявність в атмосферному повітрі населених пунктів шкідливих речовин з концентраціями, що перевищують нормативні величини, призводить до захворювань, навіть ракових, до поширення серед частини населення токсикоманії, ускладнює перебіг серцево-судинних захворювань, сприяє виникненню та розвитку захворювань дихальної та нервової систем людини. Дослідження показують, що в місцевостях з порівняно невисоким рівнем забрудненості повітряного середовища частота захворювань органів дихання зростає в 2-а та більше разів, а за високого рівня забруднення – в 40 разів.

	Цікавинки із просторів інтернету Сторінками історії...
	«Таємничий діагноз», «НеДитяча трагедія у Чернівцях 1988 року»

Від впливу забруднювальних речовин, у першу чергу, страждають діти. Шкода, котрої зазнають вони, в декілька разів перевищує шкоду, завдану здоров’ю дорослих.

Про це свідчать результати досліджень, проведених фахівцями Каліфорнійського університету. Трагедія, котра сталася в Чернівцях в 1988 році, цей висновок підтверджує.

На зростання шкідливих викидів, у першу чергу, зреагувала малеча. У дітей, котрі мешкали в центрі міста, повністю або частково стало випадати волосся, а в деяких воно все випало за одну ніч.

Встановлено, що постійне перевищення ГДК лише одного з видів контрольованих забруднювальних речовин призводить до підвищення захворюваності в 1,7 раза, а в деяких вікових групах – до трьох разів.

Забруднення атмосфери справляє також безпосередній вплив на фасади будівель, декоративні прикраси, автомобілі, пам’ятники, одяг тощо. Наприклад, згідно з дослідженнями лабораторії економіки Сумського філіалу ХПІ, у Волинській області, де чисте повітря, фарбують автомобілі один раз на 2-а роки, а на Донбасі – 2-а рази на рік.

Викиди токсичних речовин (сірчистого та сірчаного ангідридів, сірководню, аміаку, пилу) скорочують термін експлуатації одягу на 5%, зумовлюють необхідність частого прання, зниження прозорості скла в будівлях та спорудах, що викликає підвищену витрату електроенергії.

2.2.5. Стан повітряного середовища України

Основними забруднювачами повітря України є підприємства чорної металургії (33%), енергетики (30%), вугільної промисловості (10%), хімічної та нафтопереробної промисловості (7 %).

Щорічно по всій Україні в атмосферу виділяється близько 17 млн тонн шкідливих речовин. Понад ⅓ всіх промислових викидів шкідливих домішок у повітрі припадає на теплові станції, які використовують паливо.

Найбільше викидів сірчистого ангідриду дають підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості (їхня частка складає 80% викидів), оксидів азоту головний внесок – 72% –підприємства енергетики та металургії.

Підприємства хімічної, нафтопереробної та газової промисловості дають найбільше викидів вуглеводнів – 43%. Більше ⅓ загального обсягу шкідливих викидів в атмосферу дає автотранспорт – 6,5 млн тон на рік.

Встановлено два нормативи забруднення повітря максимально-разова і середньодобова гранично допустима концентрація.

Максимально-разова ГДК необхідна для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, зміни біоелектричної активності головного мозку, світлової чутливості очей тощо) за короткотривалого впливу забруднювачів (до 20 хв), а середньодобова ГДК – дія попередження їхнього резолютивного (загальнотоксичного, канцерогенного, мутагенного та ін.) впливу.

Для оцінювання впливу забруднювачів на здоров’я населення потрібно користуватися не лише максимально-разовими і середньодобовими ГДК, які регламентують вміст хімічних речовин у повітрі населених пунктів, але й показниками, які характеризують вміст шкідливих речовин за тривалий період (місяць, рік).

Підставою для цього є те, що невеликі концентрації речовин за тривалої дії справляють такий же негативний ефект, як і висока концентрація за короткий проміжок часу.

Встановлено, що довготривале забруднення атмосферного повітря сірчистим газом, окисами вуглецю, азоту та іншими речовинами шкідливо впливає на здоров’я людей. При цьому може збільшуватися загальна захворюваність населення, обумовлена ураженням окремих органів і систем організму.

	Цікавинки із просторів інтернету
	«Найбрудніші міста світу»

На території України функціонує 1500 підприємств, що викидають в атмосферу шкідливі речовини. Загальна кількість відходів щороку збільшується на 12 млн тонн.

Найвище забруднення атмосферного повітря характерне для Донецького і Придністровського регіонів України, а також навколо обласних центрів.

У нашій державі вживають заходів щодо зниження викидів в атмосферу шляхом оснащення джерел викидів очисним обладнанням. Здійснюють заміну або реконструкцію застарілих установок, впроваджують мало- та безвідходні технологічні процеси та інше.

Одне з провідних місць у забрудненні атмосфери займає транспорт. Так, понад 40% оксиду вуглецю, 46% вуглеводнів і близько 30% окисів азоту від загальної кількості цих речовин, які потрапляють в атмосферу, припадає на транспорт.

В Україні викиди автотранспорту становлять близько 27% від всього об’єму викидів забруднюючих речовин.

Рівень забруднення атмосферного повітря в Україні залишається високим. Незважаючи на значний спад виробництва – збільшується кількість автомобілів, зокрома тих, які були в користуванні.

2.2.6. Заходи боротьби із забрудненням атмосфери

Для зниження викидів в атмосферу та захисту повітряного середовища в світі вживають певні заходи (рис. 18).

Рис. 18. Методи захисту атмосфери

Архітектурно-планувальні заходи пов’язані з правильним взаємним розміщенням джерел викидів і житлової зони з урахуванням напрямку вітру, облаштуванням навколо промислових підприємств зелених зон тощо.

	Цікавинки із просторів інтернету
	«Топ-7 найбільших автомобільних розв’язок»

Інженерно-організаційні заходи спрямовані на зниження інтенсивності руху автотранспор-ту: будівництво об’їзних і окружних доріг навколо міст і населених пунктів (наприклад в м.Київ), спорудження різнорівневих розв’язок на перехрестях; збільшення висоти димових труб для кращого розсіювання пило-газових викидів в атмосфері.

	Цікавинки із просторів інтернету
	«Найвищі димові труби у світі»

Екологізація виробництв, а саме впровадження безвідходних та маловідходних технологій, дає змогу значно знизити рівень забруднення атмосфери. Найперспективнішими напрямами є перехід підприємств теплоенергетики з твердого палива на природний газ; використання вторинних енергоресурсів у вигляді гарячої води і гарячих газів.

Техніко-технологічні заходи при очищенні викидів. Існують різні методи очистки викидів від твердих, рідких і газоподібних домішок. На основі цих методів розроблено багато пристроїв та приладів, комплексне їхнє використання забезпечує високоефективне очищення пило-газових викидів.

Для очищення газів від твердих і рідких часток використовують технології сухого інерційного очищення газів, мокрого очищення газів, фільтрації, електростатичного осадження.

Сухі пиловловлювачі (осаджувальні камери, інерційні пило влов-лювачі, циклони) призначені для грубого механічного очищення викидів від великих і важких часток пилу. Принцип роботи – осідання частинок під дією відцентрових сил і сили земного тяжіння.

Мокрі пиловловлювачі (порожнисті газопромивачі, скрубери тарілчасті, барботажні та пінні газопромивачі, газопромивачі з рухливою насадкою, мокрі апарати ударно-інерційної дії, швидкісні турбулентні газопромивачі) потребують подання води і працюють за принципом осадження частинок пилу на поверхні крапель під дією сил інерції та броунівського руху.

Фільтри (тканинні, паперові, керамічні, із волокнистих матеріалів тощо) належать до високоефективних типів апаратів сухого очищення газів. Вони здатні затримувати тонкодисперсні частинки пилу до 0,05 мкм. В основі роботи фільтрів усіх видів є пропускання запиленого повітря через пористі середовища. При цьому частинки пилу, завислі у газі, під дією броунівського руху, ефекту дотику, інерційних, електростатичних та гравітаційних сил осідають у пористому середовищі.

Електрофільтри є досконалими приладами для очищення газів від пилу. Принцип роботи всіх типів електрофільтрів базується на ударній іонізації пило-газового потоку і осіданні пилу на осаджувальних і коронуючих електродах. Забруднені гази, які надходять у електрофільтр, завжди є частково іонізованими за рахунок різних зовнішніх факторів, тому вони можуть проводити струм, потрапляючи у простір між двома електродами. А потім утворюється електричне поле змінної напруги за силовими лініями, які спрямовані від коронуючого до осаджувального електрода або навпаки. Осаджені частинки пилу під дією сили тяжіння потрапляють у пилозбірник.

Для очищення газів від токсичних газо- і пароподібних компонентів використовують методи абсорбції, адсорбції, а також термічні й каталітичні методи.

Абсорбційний метод побудований на поглинанні речовин із суміші газів рідинами з утворенням розчинів. Рідини, які використовують для поглинання газоподібних домішок, називають абсорбентами. Фізична сутність процесу абсорбції пояснюється так званою теорією плівки, згідно з якою під час дотику рідини та газів на поверхні розділу фаз утворюється рідина та газова плівка. За рахунок сил дифузії розчинний у рідині компонент газоповітряної суміші проникає спочатку крізь газову плівку, а потім – крізь рідину і потрапляє у внутрішні шари абсорбенту, розподіляючись в його об’ємі. Наприклад, газоподібні ціанисті сполуки абсорбують 5% розчином ферум (ІІ) сульфат.

«НАСА про озоновий шар»

Адсорбційний метод дає змогу поглинати газоподібні домішки активними поверхнями твердих речовин. Фізична основа процесу адсорбції – здатність деяких твердих тіл з ультрамікроскопічною структурою (адсорбентів) вибірково виділяти та концентрувати на своїй поверхні окремі компоненти газової пароповітряної суміші або розчину. У пористих тілах з капілярною структурою поверхневе поглинання доповнюється капілярною конденсацією.

Каталітичний метод полягає в нейтралізації шкідливих речовин, які містяться у виробничих газах, у результаті їхньої взаємодії з компонентами цього ж газу або спеціальними добавками під впливом каталізатора. На поверхні каталізатора, в результаті його взаємодії з компонентами викидів, утворюються проміжні сполуки, які вступають у подальші хімічні перетворення з відновленням первинного хімічного складу каталізатора та зв’язуванням шкідливих речовин у нешкідливі сполуки.

Широко використовують паладійовмісні та ванадієві каталізатори. Так, за допомогою каталітичного методу проводять відновлення оксидів нітрогену аміаком до елементарного нітрогену.

Важливим методом є також організація санітарно-захисних зон.

Санітарно-захисна зона – це смуга, яка відокремлює джерело промислового забруднення від житлових або громадських будівель для захисту населення від впливу шкідливих чинників виробництва (викидів пилу або інших видів забруднення середовища).

Ширину санітарно-захисних зон встановлюють залежно від класу виробництва, ступеня шкідливості й кількості речовин, що виділяються в атмосферу та приймають від 50 до 1000 м. Наприклад, для цементних заводів, потужність яких понад 150 тис. т цементу в рік (І клас виробництва) ширина санітарно-захисної зони – 1000 м, а для підприємств V класу виробництва – 50 м.

Санітарно-захисну зону мають впорядковувати та озеленити газостійкими породами дерев і чагарників, наприклад, тополею пірамідальною, робінією звичайною, кленом гостролистим, ялиною колючою, липою серцелистою та ін.

Згідно з нормативно-технічною документацією, нормування якості довкілля здійснюється з метою встановлення гранично допустимих норм впливу на довкілля, що гарантує екологічну безпеку населення та збереження генетичного фонду, забезпечує раціональне використання і відтворення природних ресурсів за умов стійкого розвитку господарської діяльності.

В Україні розроблені та діють нормативи ГДК, перевищення котрих за певних умов негативно впливає на здоров’я людини.

«Де в Україні важко дихати»

На територіях, які підлягають посиленій охороні, встановлюють жорсткіші вимоги – ГДК мають бути зменшені на 20 %.

Для того, щоб визначити стан забруднення повітря декількома речовинами, що діють одночасно, часто використовують комплексний показник – індекс забруднення атмосфери (ІЗА).

2.2.7. Правова охорона атмосфери

Закон України «Про охорону атмосферного повітря» від 16.10.92 р. (далі – Закон) визначає правові та організаційні основи і екологічні вимоги в галузі охорони атмосферного повітря. Закон спрямований на збереження та відновлення природного стану атмосферного повітря, створення сприятливих умов для життєдіяльності, гарантування екологічної безпеки та запобігання шкідливому впливу атмосферного повітря на здоров’я людей та довкілля.

Відповідно до Закону, атмосферне повітря – це життєво важливий компонент довкілля, який є природною сумішшю газів, що знаходиться за межами житлових, виробничих та інших приміщень.

Відносини в галузі охорони атмосферного повітря регулюються цим Законом та іншими нормативно-правовими актами.

Охорона атмосферного повітря – це система заходів, пов’язаних зі збереженням, поліпшенням та відновленням стану атмосферного повітря, запобіганням та зниженням рівня його забруднення та впливу на нього хімічних сполук, фізичних та біологічних факторів.

Державне управління в галузі охорони атмосферного повітря здійснюють:

Кабінет Міністрів України;

Міністерство енергетики та захисту довкілля України (Мінекоенерго);

Міністерство охорони здоров’я України;

Місцеві державні адміністрації, інші центральні та місцеві органи виконавчої влади, органи місцевого самоврядування.

Законом у галузі охорони атмосферного повітря встановлені:

нормативи екологічної безпеки атмосферного повітря;

нормативи гранично допустимих викидів забрудню-вальних речовин стаціонарних джерел;

нормативи гранично допустимого впливу фізичних та біологічних факторів стаціонарних джерел;

нормативи вмісту забруднювальних речовин у відпрацьованих газах та впливу фізичних факторів пересувних джерел;

технологічні нормативи допустимого викиду забруднювальних речовин.

Юридичні особи та фізичні особи-підприємці, що здійснюють викиди забруднювальних речовин в атмосферне повітря зобов’язані:

вживати організаційно-господарські, технічні та інші заходи щодо забезпечення виконання вимог, передбачених стандартами та нормативами екологічної безпеки у галузі охорони атмосферного повітря, дозволами на викиди забруднювальних речовин;

вживати заходів щодо зменшення обсягів викидів забруднювальних речовин і зменшення впливу фізичних факторів;

здійснювати контроль за обсягом і складом забруднювальних речовин, що викидаються в атмосферне повітря, і рівнями фізичного впливу та вести їх постійний облік;

забезпечувати здійснення інструментально-лабораторних вимірювань параметрів викидів забруднювальних речовин стаціонарних і пересувних джерел та ефективності роботи газоочисних установок;

своєчасно і в повному обсязі сплачувати збори за забруднення довкілля та погіршення якості природних ресурсів відповідно до Закону тощо.

Згідно Закону викиди забруднювальних речовин в атмосферне повітря стаціонарними джерелами можуть здійснюватися після отримання дозволу, який видає територіальний орган спеціально уповноваженого центрального органу виконавчої влади з питань екології та природних ресурсів за погодженням із територіальним органом спеціально уповноваженого центрального органу виконавчої влади з питань охорони здоров’я. Дозволи на викиди забруднювальних речовин в атмосферне повітря видають за умови:

неперевищення впродовж терміну їх дії встановлених нормативів екологічної безпеки;

неперевищення нормативів допустимих викидів забруднювальних речовин зі стаціонарних джерел;

дотримання вимог до технологічних процесів у частині обмеження викидів.

Передбачається Законом і видача дозволів на гранично допустимі рівні шуму, що утворюється стаціонарними джерелами, зокрема під час роботи машин, механізмів, обладнання, інструментів, а також користування звуковідтворювальною апаратурою та музичними інструментами у концертних і танцювальних залах та на відкритих майданчиках, у театрах і кінотеатрах, дискотеках, казино, інших закладах розважального та грального бізнесу і культури, музичних закладах освіти, у ресторанах, кафе, барах, інших закладах громадського харчування, торгівлі, побутового обслуговування тощо.

Для зменшення забруднення атмосферного повітря транспортними та іншими пересувними засобами і установками та впливу пов’язаних з ними фізичних факторів здійснюються:

розроблення та виконання комплексу заходів щодо зниження викидів, знешкодження шкідливих речовин і зменшення фізичного впливу під час проєктування, виробництва, експлуатації та ремонту транспортних та інших пересувних засобів і установок;

переведення транспортних та інших пересувних засобів і установок на менш токсичні види палива;

раціональне проєктування та забудова населених пунктів з дотриманням нормативно визначеної відстані до транспортних шляхів;

поліпшення стану утримання транспортних шляхів;

виведення з густонаселених житлових кварталів за межі міста транспортних підприємств тощо.

Закон встановлює також вимоги до охорони атмосферного повітря:

під час застосування пестицидів та агрохімікатів;

під час видобування надр та проведення вибухових робіт;

від забруднення виробничими, побутовими та іншими відходами;

під час проєктування, будівництва та реконструкції підприємств та інших об’єктів, які впливають або можуть впливати на стан атмосферного повітря.

Особи, які винні у порушенні законодавства в галузі охорони атмосферного повітря, несуть кримінальну, адміністративну та іншу відповідальність відповідно до чинного законодавства, а також мають відшкодувати збитки, заподіяні внаслідок правопорушень.

Питання для самоконтролю

1. Які функції атмосфери?

2. Які ви знаєте види забруднень атмосфери?

3. Що є джерелами забруднень атмосфери?

4. Як впливає забруднення атмосфери на здоров’я людей та стан довкілля?

5. Чому випадають кислотні дощі, які їх наслідки?

6. Поясніть сутність парникового ефекту і проаналізуйте його екологічні наслідки.

7. Що спричиняє утворення озонових дір?

8. Які ви знаєте види смогів та яка шкода від них?

9. Назвіть основні заходи боротьби із забрудненням атмосферного повітря.

Попередня тема

На початок

Наступна тема