Основные виды естественных и искусственных источников загрязнения атмосферы и вред, которые они наносят

Источники загрязнения атмосферы бывают естественного и искусственного происхождения.

Основные виды естественных источников

Каждый год вулканы выбрасывают в воздух порядка 4,5 млн тонн пепла и газов, которые затем оседают в почве на расстоянии до 1000 км. Кроме того, эти вещества поднимаются в атмосферу, и часть из них может возвращаться на землю в виде кислотных дождей. Даже спящий вулкан может испускать достаточное большое количество ядовитых газов.

Рассмотрим основные элементы продукта извержения вулкана:

1. Двуокись серы (SO₂). Является негативной для человека, вызывает поражения слизистых оболочек носа, горла и глаз даже в малых концентрациях. Обладает едким запахом и простирается на большую площадь от источника. При реакции с влажным воздухом образуются микроскопические капли серной кислоты, которые могут находиться в воздухе неопределенно длительное время. При этом страдает качество воздуха, губительно действуя на растения и дождевую воду.
2. Фтороводород (HF) и сероводород (H2S). Фтороводород абсорбируется в частицы пепла, и при попадании на землю он загрязняет луга и открытые водохранилища, что чревато отравлением домашнего скота фтором. Такая же опасность отравления грозит людям, использующих открытые водоемы для питьевых целей. Так как сероводород тяжелее воздуха, то он образуется в природных углублениях и представляет собой опасность отравления для живых организмов. Обладает характерным неприятным запахом.
3. Углекислый газ (CO₂). Газообразное вещество, не имеющее цвета и запаха, таит наибольшую опасность для живых существ. Более тяжелый, чем воздух, он может накапливаться в опасной для жизни концентрации, вызывая удушье.
4. Лава, образовавшаяся на поверхности. Твердые породы, получаемые при остывании лавы, содержат в себе диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. В основном в лаве содержание этих компонентов составляет около 1%, другие элементы присутствуют в меньшем количестве.

Космическая пыль

Ежегодно на нашу планету выпадает около 2-5 млн тонн космических частиц. Они не оказывают значительного влияния на деятельность человека, но в некоторой степени уменьшают солнечную радиацию. Такие частицы получаются из доли сгоревших метеоритов и комет, летящих с гигантской скоростью и прошедших через атмосферу Земли. Под силой земного тяготения множественное количество космических пылинок медленно оседает на землю. Их следы хорошо заметны на труднодоступных высокогорных вершинах.

Лесные пожары

Опасность лесных пожаров заключается в стремительной скорости распространения, слабой контролируемости и большой площади поражения. Риск возникновения пожара возрастает при сухой и жаркой погоде. Естественными причинами пожара могут служить извержения вулкана и попадание удара молнии в дерево при сухой погоде.

С точки зрения экологии, пожары наносят следующий значительный вред:

1. Вред для экосистемы и биоразнообразия. Уничтожается среда обитания и экосистема флоры и фауны. Редкие виды растений подвергаются гибели, их практически невозможно восстановить. Наносится вред животным и условиям их проживания. Редкие виды животных вытесняются из пострадавших регионов и даже погибают, не имея возможности спастись.
2. Деградация лесов. Каждый пожар уничтожает тысячи гектаров деревьев и растительного покрова. Почти каждый год в разных лесных регионах наблюдаются пожары, которые значительно снижают качество некоторых видов леса, включая плодородие почв, биоразнообразие и экосистемы.
3. Снижение качества воздуха. Деревья выступают, как природные очистители воздуха, в процессе фотосинтеза выделяя кислород и поглощая диоксид углерода. Уничтожение растительности сильно влияет на количество содержания кислорода в воздухе. Кроме того, при горении в атмосфере увеличивается концентрация парниковых газов и количество смога и дыма.
4. Обеднение почвы. От пожара страдает и наземная среда: она становится обнаженной и уязвимой для эрозии. Почва теряет свою плодородность и ценность в отношении составов природных элементов и питательных веществ. При горении также погибают полезные почвенные микроорганизмы.

Пыльные (песчаные) бури

Являются перемещением огромного количества песчинок и пыли ураганным ветром с порывами не менее 15 м/с в течение длительного времени (не менее 6 часов). Пыль может перемещаться на огромные расстояния с подъемом взвеси на несколько десятков или даже сотни метров в высоту. Видимость внутри песчаной тучи снижается буквально до пары метров.

Возникновению пыльных бурь значительно способствует нерациональная распашка почвы в условиях ее частого иссушения из-за недостатка атмосферной влаги, в результате приводящая к уничтожению верхнего слоя почвы на обширных пространствах, при этом отложение пыли в других районах вызывает гибель посевов, заносы на дорогах.

При сильных пыльных бурях происходит сдувание верхнего слоя почвы, семенного материала и даже растений, а на легких почвах может сдуваться весь верхний слой вплоть до материнской породы.

Пыльные бури часто возникают в пустыне или полупустыне, более редко они появляются в степной или лесостепной зоне.

В зависимости от региона и состава почвы песчаная буря может приобретать разнообразные оттенки:

• черный (чернозем);
• желтый и бурый (суглинок и супесь);
• красный (красные почвы Ирана и Афганистана);
• белый (солончак).

Песчаные бури наносят негативное действие на окружающую среду:

• происходит изменение ландшафта, возможно появление песчаных дюн;
• является причиной гибели животных, насекомых;
• сильно страдают растения, леса;
• уничтожается плодородный слой земли, уменьшается ее сельскохозяйственная продуктивность;
• меняется состав воздуха, из-за чего у живых существ затруднено дыхание;
• снижается количество солнечного света, проходящего к поверхности Земли, и загрязняется атмосфера.

Процесс выветривания

Характеризуется разрушением горных пород и минералов из-за их приспособления к условиям земной поверхности.

Процесс заключается в изменении физических свойств минералов и горных пород, сводящимся в основном к механическому разрушению, разрыхлению и изменению химических свойств под воздействием Н2О, О2 и СО2 атмосферы и жизнедеятельности организмов.

Видоизменение горных пород в результате выветривания происходит под влиянием многих природных факторов – климата, ландшафтов, рельефа, водной среды и атмосферы. Под действием разнообразного их сочетания возникает физическое, химическое и биохимическое выветривание:

• физическое происходит в результате перепадов суточных температур, роста кристаллов солей, расклинивающего влияния замерзающей воды в трещинах и порах, корневой системы деревьев;
• химическое возникает под общим воздействием температуры и агрессивной воды, в которой находятся в растворенном состоянии различные элементы и химические соединения;
• биохимическое осуществляется в результате воздействия органических кислот, выделяемых различными организмами, и преобразования отмерших остатков таких организмов.

Торфяные пожары

При таком возгорании воспламеняется находящийся на глубине слой торфа. Торфяник можно встретить на торфяных месторождениях, болотах или осушенных болотах. Торф – плотная субстанция, образовавшаяся из неполностью перегнивших остатков болотной травы, мха и растений. Спровоцировать горение торфяника может низовой пожар или травяной пал. Горение при этом происходит беспламенно, выделяя большое количество дыма и оставляя много золы. Распространение тления происходит медленно, на глубине 30-50 см, тем не менее площадь поражения может составлять несколько гектаров. Процесс горения может продолжаться зимой под слоем снега. Весной из-за таяния снегов верхние слои торфа напитываются влагой, однако, горение продолжается на глубине и может с течением времени вызывать новые очаги возгораний.

К последствиям возгорания торфа можно отнести:

• выделение ядовитых веществ в воздух, таких, как бензол, толуол, предельных и непредельных углеводородов в огромных концентрациях;
• загрязнение приземного слоя атмосферы из-за распространения продуктов горения на десятки километров, вызывающее удушье у людей и животных;
• влияние на состояние русел ручьев и рек, годовых и сезонных стоков. Уровень водостока поддерживает существование популяций многих диких животных, а также имеет важное значение для поддержания жизнедеятельности лесов, кустарниковой и степной растительности;
• оказывает влияние на подземные водные системы, увеличивая содержание в ней нитратов и фосфатов.

Искусственные источники загрязнения

Уровень вредных примесей зависит от размеров населенного пункта: в крупных городах из-за скопления промышленных предприятий количество смога традиционно больше. В своей основе крупные металлургические и химические заводы, атомные станции и предприятия промышленной переработки используют жидкое и твердое топливо, которое при сжигании выделяет токсичные вещества.

В зависимости от видов работающих заводов в воздух постоянно выделяются:

• сернистый, угарный и углекислый газы;
• оксиды азота;
• соединения фтора и хлора;
• тяжелые металлы.

Вещества, выбрасываемые в состав атмосферы, способствуют:

• появлению парникового эффекта;
• ухудшению качества воздуха над городом и, как следствие, увеличению заболеваний местных жителей;
• появлению озоновых дыр;
• выпадению дождей с повышенным содержанием кислоты.

Автотранспорт

Автомобильный транспорт служит источником выброса угарного и углекислого газов. Причиной такого количества выбросов служит бензин низкого качества, большое скопление автотранспорта в часы пик. Сгорание бензина в топливном баке машины приводит к выбросу в воздух углеводородов – несгоревших частей топлива. Часть из них превращается в сажу и смолы.

С появлением электромобилей снижается количество выбросов углекислого газа в атмосферу.

Менее пагубное влияние оказывает железнодорожный транспорт. Вредные отходы образуются при отработке горючего тепловозами. Замена их на электровозы приводит к снижению ущерба.

Применение химического удобрения в сельском хозяйстве

При работе сельскохозяйственных предприятий при испарении удобрений животного происхождения происходит выброс аммиачного газа. При попадании в атмосферу он вступает в соединение с оксидом азота и сульфатами (продуктами горения), что приводит к образованию мелкодисперсных частиц. Высокие дозы провоцируют рост в почве токсинообразующих микроорганизмов и элементов, которые негативно отражаются на растениях, животных, насекомых.

Среди прочего:

• попадание нитратов в водоемы провоцирует ускоренный рост водорослей, что приводит к заболачиванию озер;
• при несоблюдении норм фермы, занимающиеся разведением скотоводства, утилизируют продукты жизнедеятельности в окружающую среду, что приводит к появлению патогенной микрофлоры в грунтовых водах и почве;
• при неверном использовании пестициды вызывают нарушение экобаланса. Происходит обеднение флоры и фауны.