Антропогенний вплив на атмосферу та охорона атмосферного повітря

— порушення кругообігів головних біологічних елементів;

— зміни характеру хмарності  й пов'язані з цим кліматичні зміни;

— зміна розподілу опадів за регіонами;

— зміщення кліматичних  зон і, зокрема, збільшення пустель;

— порушення біологічних  ритмів розвитку рослин і внаслідок  цього – тривалі періоди неврожаїв головних сільськогосподарських культур.

Таким чином, парниковий ефект – це складне явище, у якому тісно переплелися і взаємодіють природні процеси й результати людської діяльності.

 

 

Рис. 6. Парниковий ефект

 

 

3.4. Утворення озонових дір.

 

Промислові викиди в атмосферу  порушують озоновий шар, який, немов  щит, прикриває Землю від сильного ультрафіолетового опромінення. Завдяки хімічним реакціям, що відбуваються між О₃ і NO, відбувається руйнація озону з утворенням молекул О₂ :

О₃  + NO = NО₂  + О₂  ;

NО₂  + О = NО + О₂  .

Джерелами NО₂  і NО в атмосфері є, насамперед, викиди продуктів згоряння палива космічної та ракетної техніки, сучасних надзвукових літаків, азотні добрива, що при внесенні в ґрунт частково розпорошуються в атмосфері. За рахунок азотних добрив в атмосферу надходить 25 – 40 % природного надходження закису азоту. Закис азоту утворюється й як побічний продукт спалювання рідких видів палива.

Крім оксидів  азоту в хімічних реакціях, що призводять до руйнування озону, беруть участь і  оксиди водню:

ОН + О₃  = Н₂О  + О₂  ;

Н₂О  + О  = ОН + О₂  .

Джерелом утворення  оксидів водню є продукти дисоціації, утворені в результаті ультрафіолетового  опромінення атмосферної води, а  також промислові викиди. Руйнування озону відбувається й під впливом  хлор похідних і бром похідних вуглецю (фреони) тетрахлориду карбону, метилхлороформу та ін. Особливу небезпеку становлять фреон 11 - (CFCl₃), фреон 12  - (CF₂Cl₂), галон 1211, які мають широке застосування як хладоагенти в холодильній техніці та розпорошувачі в аерозольних упаковках дезодорантів, ліків, інсектицидів тощо. Під дією ультрафіолетового випромінювання фреон розкладається з виділенням атомарного хлору, який є ефективним каталізатором в реакції розщеплення озону на кисень. Доведено, що один атом хлору призводить до розкладання 1000 тис. атомів озону.

Cl + О₃ = Cl + О₂;

ClО + О = Cl + О₂.

Зменшення концентрації озону  внаслідок його руйнування призвело до виникнення озонових дір – отворів в озоновому шарі, вміст озону в яких менший від звичайного на 40 – 50 %. Озонові діри виявлено у Південній та Північній півкулі. В 1956 р. була відкрита озонова діра над Антарктидою, в 1968 р. про це вперше було повідомлено, а з 1978 р. зафіксоване постійне збільшення її розмірів. Як наслідок цього, в країнах Південної півкулі спостерігається підвищений ультрафіолетовий фон, що спричиняє збільшення частоти захворювань людей на онкозахворювання шкіри (базальноклітинний та лускатоклітинний рак) та катаракту очей. Озонова дірка виявлена й в Північній півкулі над Антарктидою (Шпіцберген). Процес зменшення озону в атмосфері невпинно триває: відбувається руйнування озонового шару над усією Північною Америкою, Європою, територією колишнього СРСР, Австралією, Новою Зеландією та частиною Південної Америки.

Знищенню озонового шару найбільш «сприяють» 25 країн світу, серед яких найактивнішими виробниками  озоноруйнувальних речовин є США, Японія та Великобританія, внесок яких відповідно становить 30,85 %, 12,42 % та 8,62 %. Незважаючи на вимоги Віденської конференції про охорону озонового шару (набула чинності 22.09.1989 р.) та Монреальського протоколу про речовини, що руйнують озоновий шар (набув чинності 01.01.1989 р.), скорочення виробництва хладонів практично не відбувається, що спричиняє щорічне зростання кількості озоноруйнувальних речовин на 2 %.

 

 

РОЗДІЛ 4

МОНІТОРИНГ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ, КОМП’ЮТЕРНІ ПРОГРАМИ ДЛЯ  РОЗРАХУНКІВ ТА КОНТРОЛЮ ЗАБРУДНЕННЯ  АТМОСФЕРИ

 

4.1. Моніторинг атмосферного повітря

 

Зміни у навколишньому  природному середовищі відбуваються під  впливом природних і антропогенних (зумовлених діяльністю людини) біосферних факторів. Пізнання цих змін неможливе  без виокремлення антропогенних  процесів на фоні природних, для чого й організовують спеціальні спостереження  за різноманітними параметрами біосфери, які змінюються внаслідок людської діяльності. Саме у спостереженні  за довкіллям, оцінюванні його фактичного стану , прогнозуванні його розвитку полягає сутність моніторингу.

Моніторинг атмосферного повітря – це система спостережень за станом атмосфери, його забрудненням і природними явищами, які відбуваються в ньому, а також оцінка і прогноз  стану атмосферного повітря (контроль, аналіз, висновки).

В даний час в багатьох містах промислово розвинених країн  створюється мережа пунктів спостереження (моніторингу) за забрудненням повітря. За останнє десятиліття дана система  отримала значне розширення і розвиток. Збільшилося число міст, в яких ведеться контроль за забрудненням повітря, число пунктів спостережень в  них і спостережуваних інгредієнтів. Розроблені нові методи і технічні засоби вимірів, у тому числі автоматичні  прилади і системи контролю. Характерною  особливістю розвитку моніторингу  є і те, що організацією і вдосконаленням його у ряді країн активно зайнялися  метеорологічні відомства. Це дозволило  підвищити науково-технічний рівень спостережень, що проводилися, і одночасно  з виміром концентрацій шкідливих  речовин вивчити метеорологічні, топографічні і інші чинники, що визначають їх розподіл в атмосфері.

Моніторинг у галузі охорони  атмосферного повітря проводиться  з метою отримання, збирання, оброблення, збереження та аналізу інформації про  рівень забруднення атмосферного повітря, оцінки та прогнозування його змін і ступеня небезпечності та розроблення  науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі охорони атмосферного повітря (ст. 32 Закону України “Про охорону атмосферного повітря”). Він є складовою частиною державної системи моніторингу довкілля України.

До об’єктів моніторингу  атмосферного повітря належить: атмосферне повітря, у тому числі атмосферні опади; викиди забруднюючих речовин  в атмосферне повітря.

Суб’єктами, які здійснюють моніторинг атмосферного повітря, є: Мінприроди України, МНС України, Державна санітарно-епідеміологічна служба МОЗ України, їх органи на місцях, підприємства, установи, організації, діяльність яких призводить або може призвести до погіршення стану атмосферного повітря.

Проведення моніторингу  атмосферного повітря має на меті отримання: первинних даних контролю за викидами та спостережень за станом забруднення; узагальнених даних про  рівень забруднення на певній території  за певний проміжок часу; узагальнених даних про склад та обсяги викидів  забруднюючих речовин; оцінки рівня  та ступеня небезпечності забруднення  для довкілля та життєдіяльності  населення; оцінки складу та обсягів  викидів забруднюючих речовин.

Порядок організації та проведення моніторингу в галузі охорони  атмосферного повітря затверджено  постановою Кабінету Міністрів України  від 9 березня 1999 р. зі змінами, внесеними  постановою Кабінету Міністрів від 24 вересня 1999 р.

Відповідно до ст. 27 Закону України “Про охорону атмосферного повітря” контроль у галузі охорони  атмосферного повітря здійснюється з метою забезпечення дотримання вимог законодавства про охорону  атмосферного повітря. Виділяються  такі його види: державний, виробничий, громадський.

Мінприроди України здійснює свою діяльність у галузі охорони атмосферного повітря спільно з санітарно-епідеміологічною службою МОЗ України та його органами на місцях у частині додержання нормативів екологічної безпеки та інших правил і нормативів, спрямованих на запобігання негативному впливу на здоров’я людей; Державною автомобільною інспекцією МВС України та її органами на місцях у частині додержання нормативів вмісту забруднюючих речовин у відпрацьованих газах та шкідливого впливу фізичних факторів, встановлених для відповідного типу автомобільного транспорту та сільськогосподарської техніки; іншими державними органами, а також органами місцевого самоврядування відповідно до законодавства України.

Місцеві органи державної  виконавчої влади контролюють, як виконуються  і дотримуються правила по оздоровленню навколишнього середовища, як здійснюється санітарна охорона атмосферного повітря. Вони забезпечують проведення заходів щодо охорони навколишнього  середовища, запобігання, зниження інтенсивності й усунення шуму у виробничих, жилих і громадських приміщеннях, у дворах, на вулицях і площах населених пунктів.

Згідно зі ст. 29 Закону України  “Про охорону атмосферного повітря” виробничий контроль у галузі охорони  атмосферного повітря здійснюють суб’єкти господарювання, які в своїй діяльності використовують джерела шкідливих  хімічних, біологічних і фізичних впливів на атмосферне повітря і  які призначають осіб, що відповідають за проведення виробничого контролю в галузі охорони атмосферного повітря.

 

 

4.2 Програми для розрахунків та контролю забруднення атмосфери

 

В основі контролю антропогенного навантаження на атмосферу на комп’ютерному  рівні лежить створення баз даних.

Для створення та наповнення БД потрібно вибрати систему управління базами даних (СУБД), яка була б легка  у застосуванні та управлінні. Найпоширенішими  системами є: Visual FoxPro (VFP), Paradox, Sav Zigzag, Visual Basic, OpenOffice.org Base, MS Access та інші.

Система управління базами даних Microsoft Access входить до складу пакета Microsoft Office. Програма Microsoft Access використовується для створення даних різного  значення і роботи з ними, ця програма проста і зручна в роботі, не дивлячись  на те, що вона має велику кількість  можливостей. За допомогою даної  програми можна зберігати і систематизувати  дані, що дозволяє легко орієнтуватися  в них і швидко находити потрібні дані. Microsoft Access дозволяє проводити  такі дії: створення таблиць в  режимі конструктора, з допомогою  майстра, шляхом введення даних, редагування, копіювання, сортування, форматування таблиць, створення, зміна, збереження та знищення вибірок інформації з  таблиць, для введення та редагування  інформації. Головна особливість Microsoft Access – тісна інтеграція з Microsoft Office, дані легко експортувати в MS Word і MS Excel. Оптимальним варіантом для вирішення  поставленої задачі є MS Access.

Далі необхідна програма в якій буде проводитися обчислення. Є такі програми: MatCad, MatLab та Excel.

MS Excel входить до складу  пакету MS Office, має багаті можливості  використання, в ній зручно подавати  дані, та різноманітні можливості  обчислення та графічного представлення  інформації. Excel дозволяє ефективно  проводити кількісну та якісну  оцінку даних. Оскільки вхідні  дані представлені в MS Word, то  аналіз даних будемо здійснювати MS Excel.

Щоб нанести дані на електронні карти потрібно вибрати найбільш оптимальну геоінформаційну систему (ГІС). Відомі електронні карти: ГІС-пакет “ArcGIS” (США), ГІС-пакет “Панорама 9” (“Карта 2005”) (РФ), ГІС-пакет “MapInfo Professional”, ГІС-пакет “Digitals” (Україна), ГІС-пакет “GeoDraw” (РФ).

Для виконання поставленої  задачі обираємо ГІС-пакет “Панорама 9” (“Карта 2005”) (РФ). Дана програма як доступна, так і зручна у користуванні. Основною перевагою пакета “Карта 2005” для регіональних комп’ютеризованих систем екологічного моніторингу, є наявність повнофункціональної безкоштовної версії, яка має практично усі можливості, що й платна професійна версія, в тому числі роботу з базами даних, створення тематичних карт, програмне використання її інструментарію [14].

“Карта 2005” – це універсальна геоінформаційна система, що має засоби створення і редагування електронних карт, виконання різних вимірювань і розрахунків, обробки растрових даних, засоби підготовки графічних документів в електронному і друкованому вигляді, а також інструментальні засоби для побудови інформаційних систем із застосуванням різних СУБД.

Пакет програм “Карта 2005”  розрахований для роботи на малопотужних комп’ютерах завдяки оптимізованому способу виведення великих обсягів  картографічних даних на екран. Також  пакет має потужні засоби введення, візуалізації та обробки даних.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВОК

 

Забруднення атмосфери в  останні роки набуло глобального  характеру та несе в собі небезпеку  для всієї планети. До цього призвів  різкий спалах науково-технічного прогресу, індустріалізації та росту населення  планети, який почався у другій половині 19го століття. Та вже у другій половині 20го століття вищезазначені тенденції  почали розвиватись ледь не в геометричній прогресії.

Зокрема індустріалізація призвела до утворення озонових дір, кислотних  дощів, парникового ефекту та смогу. Всі ці явища призводять до дисбалансу та руйнації природних біогеоценозів  та завдають шкоди людському здоров’ю.

Особливо актуальним є  контроль забруднення та прогноз можливих негативних наслідків завдяки системі моніторингу.

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

  1. Безпека життєдіяльності. Підручник. – К., 2001.

2. Злобін Ю.А. Основи  екології.- К.: Лібра, 1998. – 249.

3. Экология города. Под  ред. Стольберга Ф.В. К.: 2000г.

4. Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 703 с.

5. Бойчук Ю. Д., Солошенко  Е. М., Бугай О. В. Екологія і охорона навколишнього середовища: Навч. посіб. – 2-ге вид., стереотип. – Суми: Вид. "Унів. книга", 2003. – 284 с.

6. Клименко М. О., Прищепа  А. М., Вознюк Н. М. Моніторинг довкілля: Підручник. – К.: Видавничий центр “Академія”, 2006. – 360 с.

7. Безуглая Э. Ю. Мониторинг  состояния загрязнения атмосферы  в городах. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 200 с.

8. Закон України «Про охорону атмосферного повітря». – К., 1992

9. Постанова від 9 березня 1999 р. N 343 Київ Про затвердження порядку організації та проведення моніторингу в галузі охорони атмосферного повітря

10. Бринчук М. М. Правовая охрана атмосферного воздуха. – М., 1986.

11. Положення про державну систему моніторингу довкілля, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 30 березня 1998 р.