ЭКОЛОГИЯ ЧАСТЬ 3
На остальной территории основными
компонентами осадков остаются сульфат- и гидрокарбонат-
ионы, доля которых на юге Западной и Восточной
Сибири достигла 80%. Пространственное распределение нитрат-
ионов осталось на уровне прошлых лет, причем их вклад
в общую минерализацию не превышает 10%. Наиболее высокое
содержание нитрат-ионов наблюдается в центре ЕТР и Поволжье.
Отмеченное значительное (более чем в 2 раза) увеличение
хлорид-ионов в осадках прибрежных районов Дальнего Востока
и Арктики — свидетельство важной роли природных факторов
в формировании состава атмосферных осадков.
За указанный период кислотность осадков практически на
всей территории России уменьшилась, причем наблюдается рост
Рис. 9.9. Средние значения рН = 4,1... 4,9 осадков в Европе
по данным наблюдений за 1978—1982 гг.
402 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
минимальных и снижение максимальных значений при сохранении
средних значений рН на уровне 5,6—6,7. При этом в единичных
пробах осадков были зафиксированы минимальные
рН = 3,6...3,7 (в центре ЕТР и на юге Западной и Восточной Сибири)
и максимальные рН = 9,4 значения (на Урале и в Пред-
уралье).
Изложенное выше подтверждается данными наблюдений,
выполненных в 1997 г. в рамках Европейской программы мониторинга
и оценки дальнего переноса загрязняющих веществ
на трех российских станциях контроля трансграничного переноса.
Обобщение многолетних наблюдений этих станций показало,
что в 1997 г. с атмосферными осадками на подстилающую
поверхность выпало меньше свободных ионов водорода.
Зафиксированные среднемесячные значения рН признаны
не представляющими какой-либо опасности даже для высокочувствительных
экосистем Севера. Такое положение, вероятно,
связано, с одной стороны, с достижениями европейских
стран в области защиты окружающей природной среды от загрязнения,
а с другой стороны, со значительным спадом
промышленного производства на территории бывшего СССР
в конце XX в.
9.1.1.4. Загрязнение иными химическими
веществами
Помимо перечисленных газов, имеющих антропогенное
происхождение, от промышленных и транспортных предприятий,
предприятий бытового и коммунального обслуживания,
предприятий современного высокомеханизированного сельского
хозяйства в атмосферу поступают и другие загрязняющие
вещества.
Оксид углерода. Оксид углерода (СО), или «угарный газ», —
широко распространенный загрязнитель воздуха, содержащийся
в дымовых газах любых установок сжигания органического
топлива, в том числе в выхлопных газах транспорта
с двигателями внутреннего сгорания. Особенность воздействия
СО на многие виды животных и, в частности, на человека заключается
в способности центрального атома железа Fe в молекуле
гемоглобина крови образовывать с молекулой оксида
углерода значительно более прочную связь, чем с молекулой
кислорода. Попадая в организм, угарный газ действует как яд:
он изолирует железо в гемоглобине, препятствуя переносу кислорода.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 403
Углеводороды. Углеводороды с общей формулой Cniim
также относятся к числу основных примесей антропогенного
происхождения, загрязняющих атмосферу. Они попадают
в воздух с дымовыми газами теплоэнергетических установок,
из хранилищ жидкого и газообразного топлива, с выхлопными
газами транспорта. Если не учитывать метан, то 80% всех содержащихся
в воздухе углеводородов приходится на этан, этилен,
ацетилен, н-бутан, изопентан, пропан, толуол, н-пентан,
ксилол, изобутан. Под действием солнечного света углеводороды
участвуют в образовании фотохимического смога. Кроме
того, при определенных условиях они вступают в реакции с образованием
канцерогенных веществ.
Сероводород. Сероводород (H2S) является распространенным
серосодержащим загрязнителем атмосферы, попадающим
в нее из скважин добычи и от нефте- и газоперерабатывающих
заводов, химических предприятий, целлюлозно-бумажных
комбинатов и т. п. Сероводород — один из продуктов жизнедеятельности
организмов (например, анаэробных бактерий).
Среднее время жизни сероводорода в атмосфере около 2 сут.,
после чего он окисляется до диоксида серы.
Фотохимический (сухой1) смог. Такой смог формируется
в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии
ветра и низкой влажности из компонентов, характерных для
выхлопных газов автомобилей. Впервые смог зафиксирован
в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления
автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших
городов США. В результате фотохимических реакций
образуются соединения, вызывающие увядание и гибель
растений, сильно раздражающие слизистые оболочки дыхательных
путей и глаз. Смог Лос-Анджелесского типа усиливает
коррозию металлов, разрушение строительных конструкций,
резины и других материалов. Окислительный характер
такому смогу придают озон и другие образующиеся в нем
вещества. Исследования, проведенные в 50-х годах в Лос-Анджелесе,
показали, что увеличение концентрации озона связано
с характерным изменением относительного содержания N02
и NO.
Озон. Озон (03) — важный компонент атмосферы, образующий
в стратосфере защитный экран от ультрафиолетового
излучения Солнца. С развитием промышленности и транспорта
началось увеличение содержания озона в нижних слоях ат-
1 Влажный (Лондонский) смог описан выше (см. разд. 9.1.1.3).
404 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
мосферы. Источником озона является оборудование, искрящее
и генерирующее жесткое излучение: электросварочные аппараты,
контактные устройства электропоездов и т. п. Озон
не только сильно токсичен, но и обладает свойством мутагенности.
Часть озона в тропосфере образуется в результате сложной
последовательности реакций в условиях фотохимического
смога. Процесс проходит при ярком солнечном свете преимущественно
в крупных городах, атмосфера которых сильно загрязнена
выхлопными газами автомобилей. В этом случае атомы
кислорода образуются из диоксида азота:
N02 + hv (X < 400 нм) -» NO + О,
О + 0 2 -> 0 3
В присутствии оксида азота как катализатора и при воздействии
солнечного света с длиной волны X = 300—400 нм
озон образуется также в результате окисления метана (и других
органических веществ). При этом протекает цикл реакций,
суммарное уравнение которых:
СН4 + 402 -> СН20 + Н2 0 + 2 0 3
Присутствие озона в воздухе создает серьезные негативные
проблемы, ибо он (активнейший окислитель, используемый
человеком для дезинфекции) разрушает некоторые молекулы,
играющие большую роль в биологических процессах, ослабляет
иммунную систему человека и поражает легочную ткань.
В совокупности с кислотными осадками и углеводородами
озон считается виновником замедления роста и гибели лесов
в Европе.
Расчеты показывают, что антропогенный выброс монооксида
азота NO, являющегося непременным компонентом суммы
оксидов азота N0^., удваивает приземную концентрацию
03 , а рост выбросов СН4 (многократно опережающий по темпам
роста другие виды загрязнений тропосферы) еще больше
увеличивает концентрацию озона по сравнению с поступлением
его из стратосферы в процессе глобальной циркуляции атмосферы.
Аэрозоли. Аэрозоли (пыли, дымы, туманы) также являются
загрязнителями атмосферы. Аэрозольные частицы попадают
в атмосферу либо в готовом виде в результате деятельности
вулканов, пожаров, морской соли, пыли или при сжигании
топлива и с отходящими газами промышленных производств,
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 405
либо образуются непосредственно в атмосфере в результате
химических реакций между компонентами газовых выбросов,
причем доля антропогенной запыленности составляет
10—20% от общего поступления твердых частиц в атмосферу.
Основная доля мирового выброса взвешенных частиц — около
94% — приходится на Северное полушарие; максимальное их
количество поступает с территории промышленно развитых
стран.
Наличие аэрозолей нарушает тепловой баланс атмосферы.
Появление при смоге голубоватой дымки, сопровождающееся
ухудшением видимости, есть следствие образования твердых
аэрозольных частиц. Запыленность атмосферы играет особую
роль в общепланетарных тепловых процессах: ее рост ведет
к увеличению альбедо Земли и, как следствие, к уменьшению
поглощения солнечной радиации.
Образование аэрозолей с твердыми частицами в воздухе городов
часто вызывается диоксидом серы S02 , превращающимся
в серную кислоту H2S04 , которая в свою очередь вступает
в реакцию с аммиаком NH3 , образуя частицы сульфата аммония
(NH4)2S04 .
Большая часть аэрозолей, выбрасываемых в атмосферу,
остается в тропосфере, причем до 80% на высотах до 1 км.
компонентами осадков остаются сульфат- и гидрокарбонат-
ионы, доля которых на юге Западной и Восточной
Сибири достигла 80%. Пространственное распределение нитрат-
ионов осталось на уровне прошлых лет, причем их вклад
в общую минерализацию не превышает 10%. Наиболее высокое
содержание нитрат-ионов наблюдается в центре ЕТР и Поволжье.
Отмеченное значительное (более чем в 2 раза) увеличение
хлорид-ионов в осадках прибрежных районов Дальнего Востока
и Арктики — свидетельство важной роли природных факторов
в формировании состава атмосферных осадков.
За указанный период кислотность осадков практически на
всей территории России уменьшилась, причем наблюдается рост
Рис. 9.9. Средние значения рН = 4,1... 4,9 осадков в Европе
по данным наблюдений за 1978—1982 гг.
402 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
минимальных и снижение максимальных значений при сохранении
средних значений рН на уровне 5,6—6,7. При этом в единичных
пробах осадков были зафиксированы минимальные
рН = 3,6...3,7 (в центре ЕТР и на юге Западной и Восточной Сибири)
и максимальные рН = 9,4 значения (на Урале и в Пред-
уралье).
Изложенное выше подтверждается данными наблюдений,
выполненных в 1997 г. в рамках Европейской программы мониторинга
и оценки дальнего переноса загрязняющих веществ
на трех российских станциях контроля трансграничного переноса.
Обобщение многолетних наблюдений этих станций показало,
что в 1997 г. с атмосферными осадками на подстилающую
поверхность выпало меньше свободных ионов водорода.
Зафиксированные среднемесячные значения рН признаны
не представляющими какой-либо опасности даже для высокочувствительных
экосистем Севера. Такое положение, вероятно,
связано, с одной стороны, с достижениями европейских
стран в области защиты окружающей природной среды от загрязнения,
а с другой стороны, со значительным спадом
промышленного производства на территории бывшего СССР
в конце XX в.
9.1.1.4. Загрязнение иными химическими
веществами
Помимо перечисленных газов, имеющих антропогенное
происхождение, от промышленных и транспортных предприятий,
предприятий бытового и коммунального обслуживания,
предприятий современного высокомеханизированного сельского
хозяйства в атмосферу поступают и другие загрязняющие
вещества.
Оксид углерода. Оксид углерода (СО), или «угарный газ», —
широко распространенный загрязнитель воздуха, содержащийся
в дымовых газах любых установок сжигания органического
топлива, в том числе в выхлопных газах транспорта
с двигателями внутреннего сгорания. Особенность воздействия
СО на многие виды животных и, в частности, на человека заключается
в способности центрального атома железа Fe в молекуле
гемоглобина крови образовывать с молекулой оксида
углерода значительно более прочную связь, чем с молекулой
кислорода. Попадая в организм, угарный газ действует как яд:
он изолирует железо в гемоглобине, препятствуя переносу кислорода.
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 403
Углеводороды. Углеводороды с общей формулой Cniim
также относятся к числу основных примесей антропогенного
происхождения, загрязняющих атмосферу. Они попадают
в воздух с дымовыми газами теплоэнергетических установок,
из хранилищ жидкого и газообразного топлива, с выхлопными
газами транспорта. Если не учитывать метан, то 80% всех содержащихся
в воздухе углеводородов приходится на этан, этилен,
ацетилен, н-бутан, изопентан, пропан, толуол, н-пентан,
ксилол, изобутан. Под действием солнечного света углеводороды
участвуют в образовании фотохимического смога. Кроме
того, при определенных условиях они вступают в реакции с образованием
канцерогенных веществ.
Сероводород. Сероводород (H2S) является распространенным
серосодержащим загрязнителем атмосферы, попадающим
в нее из скважин добычи и от нефте- и газоперерабатывающих
заводов, химических предприятий, целлюлозно-бумажных
комбинатов и т. п. Сероводород — один из продуктов жизнедеятельности
организмов (например, анаэробных бактерий).
Среднее время жизни сероводорода в атмосфере около 2 сут.,
после чего он окисляется до диоксида серы.
Фотохимический (сухой1) смог. Такой смог формируется
в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии
ветра и низкой влажности из компонентов, характерных для
выхлопных газов автомобилей. Впервые смог зафиксирован
в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления
автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших
городов США. В результате фотохимических реакций
образуются соединения, вызывающие увядание и гибель
растений, сильно раздражающие слизистые оболочки дыхательных
путей и глаз. Смог Лос-Анджелесского типа усиливает
коррозию металлов, разрушение строительных конструкций,
резины и других материалов. Окислительный характер
такому смогу придают озон и другие образующиеся в нем
вещества. Исследования, проведенные в 50-х годах в Лос-Анджелесе,
показали, что увеличение концентрации озона связано
с характерным изменением относительного содержания N02
и NO.
Озон. Озон (03) — важный компонент атмосферы, образующий
в стратосфере защитный экран от ультрафиолетового
излучения Солнца. С развитием промышленности и транспорта
началось увеличение содержания озона в нижних слоях ат-
1 Влажный (Лондонский) смог описан выше (см. разд. 9.1.1.3).
404 Глава 9. АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
мосферы. Источником озона является оборудование, искрящее
и генерирующее жесткое излучение: электросварочные аппараты,
контактные устройства электропоездов и т. п. Озон
не только сильно токсичен, но и обладает свойством мутагенности.
Часть озона в тропосфере образуется в результате сложной
последовательности реакций в условиях фотохимического
смога. Процесс проходит при ярком солнечном свете преимущественно
в крупных городах, атмосфера которых сильно загрязнена
выхлопными газами автомобилей. В этом случае атомы
кислорода образуются из диоксида азота:
N02 + hv (X < 400 нм) -» NO + О,
О + 0 2 -> 0 3
В присутствии оксида азота как катализатора и при воздействии
солнечного света с длиной волны X = 300—400 нм
озон образуется также в результате окисления метана (и других
органических веществ). При этом протекает цикл реакций,
суммарное уравнение которых:
СН4 + 402 -> СН20 + Н2 0 + 2 0 3
Присутствие озона в воздухе создает серьезные негативные
проблемы, ибо он (активнейший окислитель, используемый
человеком для дезинфекции) разрушает некоторые молекулы,
играющие большую роль в биологических процессах, ослабляет
иммунную систему человека и поражает легочную ткань.
В совокупности с кислотными осадками и углеводородами
озон считается виновником замедления роста и гибели лесов
в Европе.
Расчеты показывают, что антропогенный выброс монооксида
азота NO, являющегося непременным компонентом суммы
оксидов азота N0^., удваивает приземную концентрацию
03 , а рост выбросов СН4 (многократно опережающий по темпам
роста другие виды загрязнений тропосферы) еще больше
увеличивает концентрацию озона по сравнению с поступлением
его из стратосферы в процессе глобальной циркуляции атмосферы.
Аэрозоли. Аэрозоли (пыли, дымы, туманы) также являются
загрязнителями атмосферы. Аэрозольные частицы попадают
в атмосферу либо в готовом виде в результате деятельности
вулканов, пожаров, морской соли, пыли или при сжигании
топлива и с отходящими газами промышленных производств,
9.1. Антропогенное воздействие на биосферу 405
либо образуются непосредственно в атмосфере в результате
химических реакций между компонентами газовых выбросов,
причем доля антропогенной запыленности составляет
10—20% от общего поступления твердых частиц в атмосферу.
Основная доля мирового выброса взвешенных частиц — около
94% — приходится на Северное полушарие; максимальное их
количество поступает с территории промышленно развитых
стран.
Наличие аэрозолей нарушает тепловой баланс атмосферы.
Появление при смоге голубоватой дымки, сопровождающееся
ухудшением видимости, есть следствие образования твердых
аэрозольных частиц. Запыленность атмосферы играет особую
роль в общепланетарных тепловых процессах: ее рост ведет
к увеличению альбедо Земли и, как следствие, к уменьшению
поглощения солнечной радиации.
Образование аэрозолей с твердыми частицами в воздухе городов
часто вызывается диоксидом серы S02 , превращающимся
в серную кислоту H2S04 , которая в свою очередь вступает
в реакцию с аммиаком NH3 , образуя частицы сульфата аммония
(NH4)2S04 .
Большая часть аэрозолей, выбрасываемых в атмосферу,
остается в тропосфере, причем до 80% на высотах до 1 км.