Виробництво та розподіл газу.Циклон

Промисловість. Промислові викиди в атмосферу поділяють на первинні й вторинні. Первинні – це викиди, що надходять в атмосферу безпосередньо від джерела, вторинні є продуктами первинних, але можуть бути токсичнішими й небезпечнішими, ніж первинні. Підприємства металургійної і машинобудівної промисловос-забруднюють атмосферу вугільним, коксовим пилом, сажею, сірчаною кислотою, аміаком та іншими сполуками. Найбільшу кількість шкідливих речовин містять викиди підприємств нікеле-кобальтової, алюмінієвої, мідної і свинцево-цинкової промисловості. Основні забруднювачі довкілля важкими металами, особливо арсеном і свинцем, а також сірчаною та азотною кислотами — підприємства кольорової металургії. Це завод «Укрцинк» у Костянтинівці, Дніпровський ртутний комбінат у Запоріжжі, Микитівський ртутний комбінат та ін. Підприємства чорної металургії — головні забруднювачі водойм фенолами, нафтопродуктами, сульфатами.

Найбільше забруднюють атмосферу підприємства хімічної промисловості (оксиди азоту, аміак, сірководень, хлор та ін.), целюлозно-паперової (хлор, фенол, сірководень, скипидар та ін.), промисловості будівельних матеріалів (мінеральний пил, окис вуглецю, феноли), викиди підприємств енергетики (попіл, пил, сірчистий газ, сажа, вуглекислий газ, оксиди азоту). Найбільші підприємства хімічної промисловості розташовані в Прикарпатті, у Донбасі, в Присивашші, Одесі, Сумах, Рівному. Вони забруднюють навколишнє середовище дуже небезпечними токсикантами — фосгеном, вінілхлоридом, хлористим воднем, фенолом, аміаком. Величезної шкоди природі завдають також хімічні підприємства, що виробляють отрутохімікати, синтетичні продукти.Промисловість забруднює атмосферу викидами шкідливих газів і індустріального пилу. Хімічний склад викидів в атмосферу різний залежно від виду палива, складу виробничої сировини, технології виробництва і так далі. Що стосується пилу, то більшу його кількість викидають в атмосферу теплові електростанції. Вони  використовують найгірше,  низькосортне вугілля, яке при згоранні дають багато сажі і значний відсоток сірчистих з'єднань.

Друге могутнє джерело пилу — цементні заводи. Сировиною для виготовлення цементу служить вапняк в суміші з мергелем або глинистими сланцями. Сировинна суміш обпалюється для отримання так званого клінкеру (твердого каменевидного матеріалу), який потім дробиться і розмелюється. Ці процеси супроводжуються інтенсивним пилоділенням, причому цементний пил забруднює не тільки повітря, але і всю прилеглу до заводу територію. Найбільші проблеми ця галузь створює в Донецькій, Дніпропетровській і Харківській областях, забруднюючи довкілля пилом, сірчаним ангідридом та оксидами азоту. Саме на підприємствах цієї галузі найгірше здійснюються природоохоронні заходи: наприклад, концентрація пилу в їхніх викидах у 5—10 разів більша за ГДК.

Автомобільний транспорт все більше забруднює атмосферу. Транспортні викиди містять понад 200 отруйних речовин. Вихлопні гази мають в собі чадний газ (СО), який небезпечний для людини і тварин. Кожний автомобіль в середньому за рік викидає до 1 кг свинцю, який дуже отруйний. Літак за 7 год. польоту спалює біля 45 т кисню, якого вистачило б на цілий рік для 33-34 чоловік. Легковий автомобіль, проїхавши 1 – 1,5 тис. км, спалює 1 т кисню і протягом року викидає в середньому таку кількість токсичних компонентів: окису вуглецю – 378 кг, вуглеводів –  110, окислів азоту та сірки –  20, сажі –  2 кг.

Кількість і склад вихлопних газів залежать від ряду чинників: типу двигуна (карбюраторний, дизельний), режиму його роботи, якості палива і так далі Найменший викид — при середньому навантаженні і безперервній роботі, найбільший — на неодруженому ходу, при гальмуванні і розгоні. Повітря міст забруднюється не тільки вихлопними газами, але і продуктами їх окислення — фотооксидантами, часто отруйнішими, ніж початкові компоненти. До фотооксидантов належить озон, який у малій кількості корисний, а у великій концентрації представляє сильну отруту.

Автомобільний викид має складний склад. Основні компоненти забруднення — це окисел вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні, альдегіди і з'єднання свинцю, що містяться в этилированном бензині. Автомобілі і літаки під час руху викидають в повітря стільки ж вуглекислого газу, скільки вони спалюють кисню. В середньому за рік кожний автомобіль дає біля 10 кг гумового пилу від покришок, які стираються.Викиди забруднювальних речовин автомобільним транспортом у середньому за рік становлять близько 5,5 млн. т (39 % усього обсягу викидів в Україні). У великих містах забруднення повітря вихлопними газами часом досягає 70—90 % загального рівня забруднень. Крім того, більш як 20 % транспортних засобів експлуатується з перевищенням установлених нормативів умісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах.

На забруднення атмосфери впливає також військова діяльність. Армія і флот спалюють у двигунах літаків, танків, автомобілів, кораблів, у котельнях військових містечок і частин колосальні об'єми палива, забруднюючи навколишнє природне середовище хімічними речовинами, зокрема сполуками важких металів, підвищуючи радіаційний фон, спричиняючи деградацію природних комплексів. Очисні споруди на військових заводах та об'єктах, у місцях розташування військових частин здебільшого або взагалі відсутні, або їхній стан незадовільний.

Повітря забруднюють тваринницькі комплекси сірководнем, аміаком, а також мікрофлорою. Щоб значно зменшити утворення і виділення в атмосферу аміаку, сірководню, мікроорганізмів тваринницькі приміщення необхідно тримати в чистоті. Підлогу, стійла, стіни, треба постійно і своєчасно очищати від гною і сечі. Для знищення мікробів проводять дезинфекцію речовинами, які вбивають мікрофлору.

При ядерних вибухах повітря забруднюється радіоактивними речовинами, дуже небезпечними для життя і здоров'я людини і тварин.

Найбільш згубно діють на організм такі радіоактивні речовини, як стронцій—90 і цезій 137, які утворюються в результаті вибуху атомних бомб і аварій на атомних станціях. Розпадаються вони довго. Після атомного вибуху частина радіоактивних речовин залишається на місці, а частина розсіюється по всій земній кулі і випадає на землю з опадами — приблизно 10% за рік до нагальної кількості радіоактивних речовин, які є в атмосфері. Радіоактивні речовини, які випали на рослинний покрив можуть попадати в організм людини з молоком корів і кіз, які з'їли за ражені рослини. Може бути і безпосереднє опромінення.

1.3. Вплив забруднення повітря на живі організми

За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50— 100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря.

Як наслідок антропогенного впливу в атмосфері виникли глобальні аномалії:

•              забруднення сторонніми аерозолями, пилом, сажею (виникнення смогу та зменшення прозорості атмосфери);

•              парниковий ефект;

•              руйнування озонового екрана;

•              кислотність дощів.

В атмосфері великих промислових міст у ряді випадків мають місце значні локальні накопичення вуглеводнів. Особливу небезпеку являють забруднення атмосфери ароматичними (СnH2n–6) і поліциклічними вуглеводнями. Вони, як відомо, є канцерогенними речовинами. Дуже шкідливими є ненасичені (олефінові) вуглеводні CnH2n (етилен H2C=CH2 тощо), які становлять 35% від загальної кількості вуглеводневих викидів, що є однією з причин утворення смогів — фотохімічних туманів у містах-гігантах.

Нині вчені вже встановили наявність у вихлопних автомобільних газах близько 200 компонентів, найшкідливішими серед яких є бензпірен, оксиди нітрогену, сполуки плюмбуму й меркурію, альдегіди. Смог серйозно зашкодив здоров’ю сотень тисяч людей таких міст, як Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Детройт, Токіо, Лондон, Мілан, Мехіко. Найближчим часом це явище може виникнути в найбільших наших індустріальних містах, перевантажених автотранспортом (Київ, Одеса, Харків, Ялта, Сімферополь). Сприятливими умовами для появи смогу є сонячні літні безвітряні дні. Смог виникає в результаті складних фотохімічних реакцій в повітрі, забрудненому вуглеводнями, пилом, сажею й оксидами нітрогену під впливом сонячного світла, підвищеної температури нижніх шарів повітря й великої кількості озону (озон виділяється в результаті розпаду нітроген діоксиду під дією олефінів). В сухому, загазованому, теплому повітрі з'являється синюватий прозорий туман, який має неприємний запах, викликає подразнення очей, горла, задишку, спричинює розвиток бронхіальної астми, емфіземи легень тощо. Листя на деревах в'яне, стає плямистим, жовкне. Набагато прискорюються корозія металів, руйнування мармуру, фарб, гуми, швидко псуються одяг, взуття, порушується робота транспорту.

Парниковий ефект. Клімат Землі, що залежить в основному від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи істотного похолодання, коли значні території суші вкривалися льодовиками, й епохи потепління. Та останнім часом учені-метеорологи б'ють на сполох: сьогодні атмосфера Землі розігрівається набагато швидше, ніж будь-коли в минулому. За даними ООН, із кінця XIX до початку XXI ст. глобальна температура на земній кулі підвищилася загалом на 0,6 °С. Середня швидкість підвищення глобальної температури до 1970 р. становила 0,05 °С за 10 років, а останніми десятиліттями вона подвоїлась. І це зумовлено діяльністю людини:

• по-перше, людина підігріває атмосферу, спалюючи велику кількість вугілля, нафти, газу, а також уводячи в дію атомні електростанції;

• по-друге, і це головне, в результаті спалювання органічного палива, а також унаслідок знищення лісів у атмосфері нагромаджується вуглекислий газ.

За останні 120 років уміст С02 в повітрі збільшився на 17 %. Вміст 0,1% вуглекислого газу в повітрі небезпечний для здоров'я, а при вмісті його 8—10% наступає смерть. Але вуглекислий і  газ необхідний для життя рослин, які є його основними споживачами і постачальниками  кисню, тобто вони регулюють  газовий   склад повітря. Проте у земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці чи парнику: він вільно пропускає сонячні промені до поверхні Землі, але втримує її тепло. Це спричинює розігрівання атмосфери, відоме як 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 іі глобальна температура зростатиме й надалі, як це відбувається протягом останніх 20 років, то дуже швидко клімат на Земді стане теплішим, ніж будь-коли впродовж 100 тис. років. Це прискорить глобальну екологічну кризу.

Розрахунки й моделювання на ЕОМ 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. 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 місти, ферми, сади й поля.

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 азоту, фреони, — вміст яких в атмосфері через антропогенний фактор стрімко зростає. Занепокоєна загрозою парникового ефекту світова спільнота намагається запровадити низку запобіжних заходів.  У 1992 р. Конференцією ООН із питань довкілля й розвитку прийнято Рамкову конвенцію про зміну клімату, мета якої — «досягти  стабілізації концентрації парникових газів у атмосфері на такому рівні, який не допускав би шкідливого антропогенного впливу на осматичну систему». Конвенцію підписали практично всі держави — члени ООН, у тому числі Україна. Згідно з цією Конвенцією і Кіотським протоколом, що є її доповненням, промислово розвинені країни, до яких віднесено й Україну, повинні з 2008 по 2012 р. знизити як мінімум на 5 % порівняно з рівнем 1990 р. загальні викиди газів, котрі спричиняють парниковий ефект.

Руйнування озонового шару атмосфери. Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Надходить ця енергія на Землю у вигляді світла видимого випромінювання, а також інфрачервоного, або теплового, й ультрафіолетового (УФ) випромінювань. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має     озоносфера — шар стратосфери, збагачений озоном (О3). Він міститься на висотах 20–50 км і захищає все живе від жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця (менше 315 нм), яке здатне розривати молекули білків і викликати загибель живих організмів.

Останнім часом учені надзвичайно занепокоєні зниженням умісту озону в озоновому шарі атмосфери.

Над Антарктидою в цьому шарі виявлено «діру», в якій уміст озону менший від звичайного на 40—50 %. Площа «діри» з року в рік збільшується й сьогодні вже перевищує площу материка Антарктиди. У результаті підвищився УФ-фон у країнах, розмінованих у південній півкулі, ближче до Антарктиди, передусім в Новій Зеландії. Медики цієї країни охоплені тривогою, конста-уючи значне зростання захворювань, пов'язаних із підвищенням УФ-фону (рак шкіри й катаракта).

Тривожні повідомлення надходять також і з північної півкулі: і тут виявлено озонову «діру» (над Шпіцбергеном), щоправда, не таку велику, як антарктична.

Зменшення вмісту озону в атмосфері загрожує зниженням урожаїв сільськогосподарських культур, захворюваннями тварин і людей, збільшенням кількості шкідливих мутацій і т. п. Якщо ж озоновий шар зникне зовсім, то це призведе до загибелі принаймні наземної біоти. Установлено, що руйнуванню озонового шару сприяють також деякі хімічні речовини (зокрема оксиди азоту): потрапляючи в стратосферу з висхідними повітряними течіями, вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Проте вміст оксидів азоту в повітрі невеликий, вони нестійкі й суттєво не впливають на кількість озону в стратосфері.