Стан повітряного середовища України

  Відкритий характер атмосфери як системи зумовлює можливість її зв'язків з поверхнею  Землі, біосферою та Космосом. Вплив  космічних, сонячних, ультрафіолетових промінів виявляється у всій товщі  атмосфери, але найбільше — в  озоновому шарі (розташований у широтах  на висоті 9—30 км, а у тропічних  широтах — 18—32 км) та іоносфері (80—400 км). Активнішими є зв'язки озонового  шару з тропосферою. В озоновому  шарі поглинаються майже всі ультрафіолетові  промені, а метан та інші вуглеводні швидко окислюються. Таким чином, озоновий шар не тільки захищає життя в  біосфері від згубної дози ультрафіолетових промінів Сонця, але й знешкоджує багато токсичних домішок природного і техногенного походження в атмосфері.

  Озон  у перекладі з грец. означає "пахучий"; таку назву йому дав у 1840 р. швейцарський хімік К. Шонбейн. Із 1881 р. почали розрізняти тропосферний, розташований від поверхні Землі до 12—17 км і стратосферний  озон — до 50 км. Саме озон є причиною блакитного кольору неба. В атмосфері  озон утворює озоносферу — найважливішу частину атмосфери, що впливає на клімат і захищає все живе від  ультрафіолетового випромінювання. Максимальна концентрація озону  спостерігається на висоті 18—36 км. Люди захищені від агресивної дії  ультрафіолетового випромінювання, оскільки більша його частина (99 % ) поглинається шаром озону в стратосфері  на висоті майже 25 км від земної поверхні. Цей шар і називається озоновим екраном. Але деякі антропогенні забруднювачі Його руйнують. Насамперед, це стосується вільних атомів хлору, що каталізують (прискорюють) процес розкладання  озону, а їх в атмосферу потрапляє  багато. До того ж, атоми хлору залишають  стратосферу дуже повільно. Найбільше шкоди завдають хлорфторвуглеці, дуже леткі та нерозчинні у воді. Тобто вони є переносниками атомів хлору в стратосферу.

  Отже, хлор — каталізатор реакції розпаду  озону. Здійснивши цикл один раз, хлор повторює його багато разів, доки не залите стратосферу або не буде дезактивований. Учені підрахували, що за час тривалого  перебування в стратосфері кожен  атом хлору знищить майже 100 тис. молекул озону і тим самим  сприятиме потраплянню на земну  поверхню такої самої кількості  ультрафіолетових фотонів. Значущість проблеми визнали підрозділи ООН, зокрема, це питання почали розглядати у Програмі ООН із питань навколишнього середовища (ЮНЕП).

  У 1975 р. Всесвітня метеорологічна організація  вперше виступила із заявою про вплив  діяльності людини на озоновий шар  та його можливі наслідки. У 1977 р. за ініціативи ЮНЕП провели спеціальну нараду експертів щодо озону, на якій прийняли "Світовий план дій щодо озонового шару".

  У 1985 р. шляхом супутникових спостережень виявили "дірку" в озоновому  екрані над Південним полюсом. Над  територією, яка за площею дорівнює США, вміст озону зменшився на 50%. Як з'ясували фахівці, причина  полягає в тому, що частинки хмар, котрі формуються при дуже низьких  температурах, стимулюють вивільнення  атомів хлору з хлорфторвуглеців. Отже, під час антарктичної зими накопичується їх велика кількість, а потім під дією весняного  сонця озон руйнується активним хлором. У Відні 1985 р. було підписано Конвенцію  з охорони озонового шару. А 1987 р. у Монреалі затвердили міжнародну угоду про зменшення та подальшу відмову від виробництва речовин, які руйнують озоновий шар.

  Реалізація  Віденської конвенції та Монреальського протоколу в Західній Європі успішно  закінчилася; там використання речовин, що руйнують озоновий шар, зменшувалося швидше, ніж це передбачалося у  Протоколі. Але тривале збереження цих речовин в атмосфері означає, що озоновий шар, можливо, повністю відновиться лише після 2050 p., навіть за таких прискорених темпів виведення зі споживання речовин, що руйнують озоновий шар.

  В Україні здійснюється пильний контроль за станом озонового екрану над її територією. Діють шість спеціальних  станцій (у Києві, Одесі, Борисполі, Богуславі, Львові та Феодосії), що контролюють  потрапляння ультрафіолетової радіації. У процесі таких досліджень виявили, що з 1980 р. озоновий шар над Україною стає менш потужним. Тому Україна приєдналася  до Конвенції 1985 р. з охорони озонового  екрана та зменшення викидів і  виробництва фреонів й інших  речовин, що руйнують озон.

  Державна  гідрометеорологічна служба регулярно  здійснює моніторинг 54 великих і  малих міст, 13 агломераційних виробництв, які в основному зосереджені  у Донецько-Придніпровському промисловому регіоні й характеризуються високим  рівнем викидів в атмосферне повітря  не тільки класичних забруднювачів, а й специфічних канцерогенних  речовин. Загалом протягом останніх кількох років щорічні концентрації пилу, оксидів азоту, двоокису сірки  та оксиду вуглецю зменшилися разом  із рівнем забруднення. Однак вони часто  перевищують ГДК, що унормовані згідно з українськими стандартами якості атмосферного повітря, в 1,1 рази і більше*109.

  *109: {Національна доповідь України  про гармонізацію життєдіяльності  суспільства у навколишньому  природному середовищі. – К., 2003. – С. 40.}

  Якщо  дані визначень порівняти зі стандартами, відображеними в рекомендаціях  Всесвітньої організації охорони  здоров'я (ВООЗ) щодо якості повітря  в Європі, то якість повітря стосовно класичних забруднювачів, за винятком оксидів азоту, в Україні поліпшується (табл. 8.2). Показники щодо оксидів  сірки та вуглецю перебувають  у межах значень відповідно до рекомендацій, оскільки стандарти ВООЗ для цих речовин менш суворі. Проте, якщо йдеться про специфічні та токсичні забруднювачі, то навіть стандарти  ВООЗ перевищуються майже у всіх великих містах України. Найгірша загальна ситуація спостерігається в Києві, Харкові, Дніпропетровську, Донецьку, Кривому Розі, Львові, Маріуполі, Одесі та Запоріжжі.

  Таблиця 8.2. Потрапляння забруднювальних  речовин у довкілля

  Протягом  останніх 10—15 років викиди парникових газів в Україні невпинно зменшувалися і досягли у 1998 р. 45 % від рівня 1990 р. Найбільші зміни спостерігаються  у викидах закису азоту, що зменшилися за розглянутий період майже на 64 % унаслідок зниження промислового виробництва та зменшення обсягів  використання мінеральних добрив у  сільському господарстві. Ключовими  секторами, які впливають на викиди та поглинання парникових газів в  Україні, е:

  — паливно-енергетичний комплекс та його підсектори (електроенергетика і  теплопостачання, вугільна промисловість);

  — промисловість та її головні підсектори (гірничо-металургійний комплекс, хімічна  та металообробна промисловості, машинобудування, промисловість будівельних матеріалів;

  — житловий сектор і комунально-побутове господарство;

  — транспорт;

  — інші сектори економіки.

  Результати  розрахунків свідчать, що за будь-якого  економічного розвитку викиди парникових газів у 2015 р. не перевищуватимуть рівня 1990 р.

  Ще однією глобальною екологічною проблемою  атмосфери є проблема кислотних  опадів. Термін "кислотні дощі" з'явився У другій половині XIX ст. Його ввів англійський  хімік А. Сміт. Уперше питання кислотних  опадів стало предметом міжнародного обговорення у 1975 р. на 18-й Генеральній  асамблеї міжнародної спілки з теоретичної  та прикладної хімії. Накопичення в  атмосфері оксидів сірки та азоту  спричинює утворення сірчаної та азотної кислот, їх солей та випадіння  кислотних дощів (рис. 8.4).

  До  природних джерел, що сприяють виникненню кислотних опадів, належать: вулканічна діяльність, грозові розряди і  блискавки, біогенні виділення. У світі  лише в результаті вулканічної діяльності щороку виділяється 4—16 млн т сірчаних сполук. Сірка міститься в таких  корисних копалинах, як вугілля, нафта, залізні та інші руди. Тому сірчаний газ утворюється під час спалювання вугілля, нафти, видобування та переробки  кольорових металів. Антропогенні джерела  виділяють майже 93 % оксиду азоту, який унаслідок взаємодії з водяною  парою утворює азотну кислоту. Кислотними дощами називають ті опади, показник рН яких є меншим ніж 5,6. Нині за вмістом  кислоти дощі відповідають сухому вину, а часто і столовому оптові.

  Вплив кислотних опадів на природне середовище посилюється в період танення  снігів, коли всі накопичені за зиму кислотні опади прямують в ріки та струмки у період розмноження  більшості організмів. Якщо кислотні опади потрапляють у ґрунт, вони вимивають алюміній та важкі метали, що мають сильний токсичний вплив  як на рослини, так і на тварин. У  Швеції та Норвегії, наприклад, риба загинула майже у 6,5 тис. озер і 7 річках; нині в Канадській провінції Онтаріо  близько 1200 озер є мертвими внаслідок  випадання кислотних опадів. Вони також істотно впливають на деградацію лісів, порушуючи при цьому захисний восковий покрив листу, вимиваючи біогени, мобілізуючи токсичні елементи. У  Західній Європі кількість лісів, що постраждали від кислотних дощів, в останні 2—3десятиріччя досягла 30%, а іноді — 50%. Безумовно, кислотні опади впливають і на здоров'я населення; міждержавні переміщення атмосферних забруднювачів створюють умови для світових екологічних конфліктів.

  Рис. 8.4. Спрощена схема  утворення кислотних  опадів

  Наприклад, за оцінками фахівців, лише 10 % забруднювачів, що випадають з атмосфери на територію  Норвегії, мають власне норвезьке  походження, інші переносяться з інших  країн; майже така сама ситуація спостерігається  і в Швеції (30 %).

  Отже, шкідливий вплив кислотних опадів на довкілля має такі основні наслідки:

  — урожайність багатьох сільськогосподарських  культур зменшується на 3—8 % у  зв'язку з ушкодженням листу кислотами;

  — із ґрунту вимивається кальцій, калій, магній, що спричинює деградацію фауни  і флори;

  — отруюється вода озер і ставків, в  яких гине риба, численні види комах, зникають птахи і тварини, котрі харчуються комахами;

  — зникають ліси, насамперед, у гірських районах (Карпати), що зумовлює збільшення кількості гірських зсувів і селів;

  — зростає кількість захворювань  серед людей (подразнення очей, хвороби  дихальних шляхів);

  — різко прискорюється руйнування пам'яток архітектури, житлових будинків, особливо тих, що оздоблені мармуром і вапняком.

  На  сьогодні кислотні опади стали типовими для України. Наприклад, у Черкаській області опади окислені азотною  кислотою, а Сумській — сірчаною. Частота випадання кислотних  дощів швидко збільшується. Площа  кислих ґрунтів в Україні за останні  ЗО—40 років зросла у середньому на 20 %. У таких ґрунтах підвищується міграція свинцю, цинку, нікелю та міді. Нині концентрації у вологих опадах на території України у більшості  випадків відповідають основним природним  значенням, причому найвищий вміст  забруднювачів спостерігається  в опадах у Донецькому регіоні. Кислотні опади у 2001—2002 pp. були в Автономній Республіці Крим та Одеській області (водневий показник рН нижчий 4,5), тоді як Волинська  та Чернігівська області, міста Київ і Львів зазнали дії низькокислотних  опадів у межах від 4,5 до 5,5 рН*110.

  *110: {Національна доповідь України  про гармонізацію життєдіяльності  суспільства у навколишньому  природному середовищі. – К., 2003. – С. 21.}

  Розв'язання цієї проблеми потребує здійснення таких  заходів:

  — різке зменшення викидів оксидів  сірки та азоту, оскільки саме сірчана  кислота та її солі на 70—80 % зумовлюють кислотність дощів;