Стан повітряного середовища України

  З метою оцінювання ступеня забруднення  атмосферного повітря використовуються фактичні максимально разові і середньодобові концентрації за декілька років, але  не менше, ніж за 2 роки. Ці концентрації порівнюються з максимально разовими і середньодобовими гранично допустимими  концентраціями (ГДК). Максимально разова ГДК потрібна, щоб передбачити  рефлекторні реакції в людини (відчуття запаху, зміни біоелектричної активності головного мозку, світлової  чутливості очей тощо) під час короткотривалого впливу забруднювачів (до 20 хвилин), а  середньодобова ГДК — аби попередити загальнотоксичний, канцерогенний, мутагенний та інші впливи забруднювачів. Для оцінки впливу забруднювачів на здоров'я населення варто користуватися не лише максимально разовими і середньодобовими ГДК, за якими регламентується вміст хімічних елементів у повітрі населених пунктів, а й показниками, що характеризують вміст шкідливих речовин за тривалий період (місяць, рік). Підставою для цього є те, що невеликі концентрації речовин за тривалої дії дають такий самий або подібний негативний ефект, що й висока концентрація за короткий проміжок часу.

  Ступінь забрудненості атмосферного повітря  встановлюється за кратністю перевищення  фактичної концентрації забруднювачів  відповідної ГДК із урахуванням  класу шкідливості, загальної біологічної  дії забруднень повітря і частоти  перевищення ГДК*107. Розраховані  індекси — це відносні величини, що характеризують зв'язок між фактичними концентраціями домішок в атмосфері, тривалістю їх дії та гігієнічними нормативами якості повітря, а також  величину сумарного забруднення  повітря. За потреби за величиною  індексу визначають фактичну концентрацію забруднювачів. Ці величини — основні  показники картографування.

  *107: {Методические указания по предупредительному  санитарному надзору за районной  планировкой. – М.: МЗ СССР, 1990. – С. 43. }

  Орієнтовною межею ареалу поширення сумарного  забруднення можна вважати лінію, на якій зберігається концентрація забруднювачів 0,5 ГДК. Розрахунок цієї межі (за якісними та кількісними показниками) здійснюється з урахуванням величини сумарної забрудненості атмосферного повітря, кліматопогодних умов та інших показників. Серед кліматопогодних умов важливим є метеорологічний потенціал  атмосфери. Цей показник характеризує переважання тих чи інших процесів (накопичення чи розсіювання протягом року на певній території) і визначається за повторюваністю днів зі швидкістю  вітру 0—1 і більше 6 м/с; а також  днів з туманами та опадами. Якщо метеорологічний  потенціал атмосфери понад 1, то переважають  процеси накопичення, якщо менше 1 —  самоочищення атмосфери (рис. 8.2).

  Як  видно з рис. 8.1, інтегральне фонове оцінювання забрудненості повітря (на карті зображено за допомогою  ізоліній і ареалів) має такі рівні: допустимий (індекси менше 1); підвищений (1—20); загрозливий (20—60); небезпечний (60—250); дуже небезпечний (понад 250). За допомогою  діаграм характеризується структура  основних забруднювачів атмосферного повітря в Україні, що згруповані у класи: галогени, сірка та її сполуки, азот та його сполуки, вуглець і його сполуки, органічні сполуки, метали, завислі речовини. За кожним класом подається список забруднювачів. Для  порівняння між собою проведена  їх стандартизація. Внизу кожної діаграми цифрами позначено забруднювачі певної групи.

   Рис.8.2. Метеорологічний  потенціал атмосфери (вгорі) і потенціал самоочищення поверхневих вод  України

  Найбільше забруднення атмосфери спостерігається  у Донецько-Придніпровському регіоні, а також обласних центрах України. Чим більше забруднення, тим більша небезпека для здоров'я населення  і стану навколишнього середовища. Наприклад, довготривале забруднення  атмосферного повітря сірчаним газом, окислами вуглецю, азотом та іншими речовинами шкідливо впливає на здоров'я людини. При цьому може збільшуватися  загальна захворюваність населення, що зумовлено ураженням окремих  органів і систем організму —  легеневої (пневмонії, бронхіальна  астма та інші неспецифічні хвороби  легень); серцево-судинної (гіпертонічна хвороба, інфаркт міокарда, хронічні хвороби тощо). Великий вплив на рівень захворюваності населення має  сумарне забруднення атмосферного повітря. Це відповідає середньому рівневі  сумарної забрудненості атмосферного повітря, який переважає на території  України.

  За  сумарного забруднення атмосферного повітря на рівні 10 Р спостерігається  значне збільшення хронічних захворювань  не тільки серед дітей, а й серед  дорослих. Для деяких захворювань (ішемічна хвороба серця, гострі респіраторні хвороби і грип) суттєве їх розповсюдження можливе лише на рівні 20 Р. Таке забруднення властиве для промислових регіонів та територій, розташованих поблизу них. Крім того, у зонах розміщення промислових підприємств спостерігаються специфічні забруднення, що також зумовлюють погіршення стану здоров'я людини. Наприклад, у зонах розташування атомних електростанцій можлива висока загальна захворюваність населення, особливо злоякісними пухлинами; теплових електростанцій і цементних заводів — силікози; у зоні металургійних заводів — хронічні бронхіти; кольорової металургії — рак легенів; алюмінієвих заводів — отруєння фтором; інтенсивного руху автотранспорту — хронічні отруєння, ураження легенів тощо. Високий рівень забруднення загрожує здоров'ю не тільки сучасного, а й майбутнього поколінь.

  Порівняльний  аналіз карт забрудненості атмосферного повітря та метеорологічного потенціалу атмосфери свідчить про те, що територія  України сприятлива для розсіювання  забруднювачів. Виняток становлять гірські райони Карпат і Криму, де умови сприятливі для накопичення  забруднювачів. Але в цих регіонах невелике або взагалі немає промислового забруднення. Тому для всієї території  України характерний певний позитивний потенціал самоочищення атмосфери. Тому можна передбачити, що екологічний  стан атмосферного повітря поліпшиться, якщо дотримуватися певних природоохоронних заходів.

  Нині  атмосфера Землі розігрівається значно швидше. Це зумовлено діяльністю людини, унаслідок чого збільшується температура атмосфери (у процесі  спалювання великої кількості вугілля, нафти, газу). Спалювання органічного  палива, а також знищення лісів  призводить до накопичення в атмосфері  вуглекислого газу. За останні 120—130 років  його вміст у повітрі збільшився в середньому на 17 %.

  Цим зумовлено особливе значення вуглекислого газу у зміні клімату. Він поглинає довгохвильову радіацію та є одним  з факторів, що створюють парниковий ефект в атмосфері; збільшення концентрації вуглекислоти спричинює підвищення температури біля земної поверхні. Одночасно з техногенним запиленням атмосфери зростає й виділення техногенного тепла унаслідок спалювання палива та використання електричної енергії, що є дуже важливим фактором змін глобальної температури. Забруднення атмосфери зумовлює також руйнування будівель і споруд, що пов'язано з дією абразивів (тобто твердих частинок) і корозією. Але особливо сильного впливу у зв'язку з таким забрудненням зазнають живі організми. Тварини уражаються як прямо, так і опосередковано, коли забруднювальні речовини потрапляють в організм разом із рослинами. У забруднених районах різко підвищується ймовірність захворювань верхніх дихальних шляхів.

  Парниковим  ефектом називають здатність  атмосфери вибірково поглинати  електромагнітне випромінювання у  певних діапазонах хвиль такими компонентами атмосфери, як:

  — двоокис вуглецю, що поглинає довгохвильове (інфрачервоне) випромінювання в широкому діапазоні хвиль;

  — водяна пара, що має подібну поглинальну  здатність;

  — вуглеводневі гази, насамперед, метан.

  Отже, парниковий ефект — це здатність  атмосфери, що пропускає короткохвильове  електромагнітне випромінювання від  Сонця, затримувати (частково або повністю) потік тепла від земної поверхні, повертаючи його до Землі у вигляді "зустрічного випромінювання" (рис. 8.3).

  Відомо, що звичайне віконне скло має майже  таку саму властивість — пропускає  видиме світло, але затримує теплове  випромінювання. Таким чином нагрівається повітря в теплицях і парниках або кімнаті сонячного дня. Не вся атмосфера, а лише деякі її компоненти та домішки можуть відігравати  роль таких фільтрів. їх називають  парниковими газами. До них належать: водяна пара, двоокис вуглецю, метан, двоокис азоту, фреони. Ефект, зумовлений загальною дією парникових компонентів, дуже важливий. За умови, якщо парникового ефекту немає, середня температура на Землі (тобто в приземному шарі повітря) була б на 33 °С нижчою, ніж нині, та становила б лише 18 °С, тобто менша, ніж січнева температура в Арктиці.

  Протягом  еволюції земна поверхня (її клімат, ландшафти, господарська діяльність і  звички людей) пристосовувалася до такого термодинамічного стану, що відповідає багаторічному (віковому) значенню температури  та режиму її змін, що визначаються, крім зовнішніх факторів, саме парниковим ефектом атмосфери. Він залежить від балансу в атмосферному повітрі  парникових компонентів. На сьогодні відбуваються такі процеси, які порушують цей  баланс, що, в свою чергу, спричинює  дисбаланс енергетичної системи  географічної оболонки. Підраховано, що кожного року на планеті спалюється близько 2 млрд т викопного палива, унаслідок чого в атмосферу потрапляє  майже 5,5 млрд т вуглекислого газу, ще 1,7 млрд т його надходить у зв'язку зі знищенням і випалюванням лісів  та окисленням органічної речовини ґрунту (гумусу). У результаті концентрація вуглекислого газу в атмосфері, що на початку XX ст. становила близько 0,029 %, уже наприкінці XX ст. досягла 0,035 %, тобто збільшилася в середньому на 20 %.

  Рис. 8.3. Загальна схема  механізму утворення  парникового ефекту

  Поки  що ці зміни мало відчутні, адже загальна температура підвищилася менш ніж  на 0,6 °С. Але в географічній оболонці є дуже чутливі системи, що перебувають  у неврівноваженому стані (насамперед це льодовики, температура яких становить  майже 0 °С). Отже, незначні коливання  температури спричиняють суттєві  зміни стану крижаної системи, що, у свою чергу, впливає на інші системи, оскільки в природі все взаємопов'язано. Тут діє загальне правило: у неврівноваженій  системі малі флуктуації призводять до істотних перетворень, аж до незворотних.

  Глобальне потепління клімату може зумовити підвищення рівня Світового океану, насамперед, унаслідок танення льодовиків в  Антарктиді, Арктиці й горах, а  також збільшення об'єму води у  верхньому шарі океану в результаті так званого термічного розширення, що спричинить затоплення багатьох прибережних  районів і великих міст (Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Лондон, Венеція, Шанхай тощо). Це є глобальною катастрофою, адже від ЗО до 50 % населення земної кулі проживає на узбережжях океанів, близьких до них територіях чи островах. Тоді почнеться міграція десятків мільйонів  людей, затоплення міст і продуктивних земель, розташованих невисоко над  рівнем моря.

  За  останні 100 років 1998 р. був найтеплішим; порівняно з періодом 1961—1990 рр. середня  температура Землі збільшилася  на 0,58 °С. Кліматологи вважають це різким підвищенням температури. Також  з'ясовано, що після 1990 р. протягом семи років спостерігалася рекордно висока температура повітря, а 10 найтепліших  років зафіксовано, починаючи з 1983 р. Минулі два століття були найспекотнішими  за останні 1200 років. Потепління клімату  на Землі відбувається нерівномірно: у високих широтах зміни температури  майже у 3,5 рази більші, ніж біля екватора. У Північній півкулі середнє  підвищення температури на 0,3 °С більше, ніж у Південній; над континентами воно сягає 1,6 °С, а над океаном — 0,8 °С. У результаті в багатьох регіонах клімат є нестабільним, в окремих місцях навіть похолодало.

  За  минулі 100 років показники середньої  температури в Європі збільшилися  на 1,2 °С (для порівняння: світове  підвищення температури становило 0,6 °С). Загальна кількість опадів за останнє століття зросла майже на 2 %, причому особливе збільшення вологості  клімату (10—40 %) спостерігалося у північній  Європі та на заході Росії. Згідно з  прогнозом, у XXI ст. кількість опадів щороку збільшуватиметься на 1—2 %*108. Відповідно, збільшується ймовірність  виникнення повеней в одних регіонах, тоді, як в інших, можливо, будуть посухи.

  *108: {Окружающая среда в Европе: Третья  оценка / Европ. агентство по охране  окруж. среды. – Копенгаген, 2003. – С. 37.}

  За  даними ООН, до 2100 р. температура повітря  на планеті зросте в середньому на З °С. Передбачається різке збільшення температури взимку в полярних областях, залежно від того, наскільки морський лід наблизиться до полюса. Глобальне  потепління також може зумовити влітку висихання і нагрівання ґрунту в  континентальних районах у зоні середніх широт, що пов'язано з раннім таненням снігів І випаданням опадів, зменшенням вологості ґрунту в період переходу від весни до літа. За даними Міжурядової комісії зі змін клімату, якщо не спрямовувати зусилля на зменшення  викидів парникових газів, до 2100 р. їх рівень становитиме від 650 до 970 частин на мільйон, що спричинить підвищення середньої температури на 6 °С порівняно  з рівнем 1990 р.

  Глобальне потепління може завдати значної  шкоди морським екосистемам: затоплення прибережного мілководдя зумовить зменшення  вилову морепродуктів у зв'язку а  загибеллю цінних видів риб, збіднення  видового різноманіття флори і фауни, порушення гідробіологічного і  гідрохімічного режимів вод. Перегрівання температури планети може призвести  до непередбачених подій. Наприклад, на одних територіях будуть урагани, сильні вітри, смерчі, ерозійні процеси та інші екологічні лиха, а на інших — повені, зливи, затоплення населених пунктів і продуктивних земель тощо. Крім того, глобальні зміни клімату обов'язково впливатимуть на стан здоров'я людей: унаслідок посилення теплового стресу в південних регіонах у зв'язку з розповсюдженням багатьох видів захворювань.