С попаданием в атмосферу соединений серы, а также азота непосредственно связана становящаяся все более актуальной проблема так называемых кислотных (кислых) дождей. Механизм их образования очень прост. Диоксид серы и оксиды азота в воздухе соединяются с парами воды, концентрируясь в первую очередь у основания облаков. Затем вместе с дождями (туманами) они выпадают на землю фактически в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуя высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетающе действуют на их фауну и флору, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни – от рыб до микроорганизмов.
Большой вред они наносят и различным конструкционным материалам, ускоряя коррозию металлов, разрушение исторических и архитектурных памятников.
Главные регионы распространения кислотных осадков в мире – США, зарубежная Европа, Россия. Но в последнее время они отмечены также в промышленных районах Японии, Китая, Бразилии, Индии, некоторых других стран. Статистика свидетельствует о том, что в первую десятку городов по уровню концентрации диоксида серы входят Тегеран, Рио-де-Жанейро, Стамбул, Москва, Пекин, Катовице, Тяньцзинь, Мехико, Каир и Сеул. А в первую десятку по степени концентрации оксидов азота попадают Милан, Мехико, София, Пекин, Кордова, Сан-Паулу, Сантьяго, Катовице, Нью-Йорк и Лондон.
С распространением кислотных осадков связано характерное географическое явление, которое обычно называют трансграничностъю. Оно проявляется в том, что расстояние между районами образования кислотных осадков и районами их выпадения может достигать многих сотен и даже тысяч километров. Например, главный виновник кислотных дождей в южной части Скандинавии – промышленные районы Великобритании, Бельгии, Нидерландов, ФРГ. В канадские провинции Онтарио и Квебек такие дожди переносятся из соседних районов США.
Несмотря на столь негативное воздействие соединений серы и азота на окружающую среду, пожалуй, еще больше внимания ученых, политических деятелей и широкой общественности привлекают последствия попадания в атмосферу различных соединений углерода. При этом прежде всего имеется в виду диоксид углерода, или углекислый газ (СО2), который образуется при сжигании всех видов минерального топлива, но также оксид углерода, или угарный газ (СО), образующийся при неполном сгорании топлива и работе двигателей внутреннего сгорания, и метан (СН4), поступающий в атмосферу в результате сжигания биомассы, утечки из нефтяных и газовых скважин и по другим причинам. В количественном отношении среди них резко преобладает диоксид углерода. Он во многом и определяет общее поступление углерода в атмосферу. В отличие от довольно ядовитого оксида углерода (угарного газа) диоксид углерода (углекислый газ) сам по себе не ядовит, но с его накоплением в воздухе связана опасность возникновения парникового эффекта. Поэтому углекислый газ, как и метан, принято относить к числу так называемых парниковых газов.
Таблица 32
ГЛОБАЛЬНОЕ ПОСТУПЛЕНИЕ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ
![]()
Анализ таблицы 32 показывает, что в 1950–2005 гг. мировой объем эмиссии углерода вырос в 3,7 раза достигнув 7 млрд т, или 26 млрд т СО2.[26] По прогнозам этот объем в 2015 г. составит 30, а в 2030 г. – 40 млрд т.
Однако ответственность за эти выбросы углерода в атмосферу разные регионы мира несут в разной степени. Из общего объема поступлений диоксида углерода, достигшего в середине 90-х гг. XX в. 22,4 млрд т, на Азию пришлось 7,1 млрд т (31,7 %), на Европу – 6,8 млрд т (30,6 %), на Северную и Центральную Америку – 5,7 млрд т (25,5 %) начале XXI в.
Еще отчетливее эти различия выступают при анализе данных по отдельным странам (табл. 33).
Таблица 33
ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ ВЫБРОСОВ УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРУ ЗЕМЛИ В НАЧАЛЕ ХХ1в.
![]()
Как явствует из данных, приведенных в таблице 33, основную ответственность за выбросы углерода в атмосферу несут развитые страны. Отсюда вытекает и определенная географическая закономерность, которая уже не раз была отмечена в литературе: наиболее интенсивное поступление углерода в атмосферу характерно для той части Северного полушария, которая расположена между 40 и 50° с. ш. Тем не менее в состав первой десятки стран по размерам выбросов углерода вошли уже Китай, Индия и ЮАР. Можно добавить, что во вторую десятку входят также Мексика, Иран и Бразилия. При этом в Китае, как и в экономически развитых странах, эмиссия диоксида углерода связана главным образом со сжиганием минерального топлива, в Индии и Бразилии – со сжиганием минерального топлива и сведением (выжиганием) тропических лесов. Кстати, в выбросах диоксида углерода участвуют и многие наименее развитые страны, где сохранилась подсечно-огневая система земледелия. Не следует забывать и о том, что по размерам выбросов углерода из расчета на душу населения первые места в мире занимают нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие страны – Бахрейн (29 т) и Катар (70 т).
Характеризуя газообразные вещества, поступающие в атмосферу в результате человеческой деятельности, необходимо упомянуть также хлорфторуглеродные соединения (ХФУ, фреоны), имеющие чисто антропогенное происхождение. Эту группу газов широко используют в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, в виде растворителей, распылителей, стерилизаторов, моющих средств и др. Хотя было известно и парниковое действие хлорфторуглеродов, их производство продолжало довольно быстро расти, достигнув уже 1,5 млн т. Оно и продолжало бы расти, если бы не было обнаружено отрицательное воздействие фреонов на озоновый экран Земли.
Наконец, нельзя не упомянуть и о радиоактивном загрязнении атмосферы. Хотя надземные атомные взрывы давно уже запрещены, все-таки до 1980-х гг. их было произведено (в основном США и Советским Союзом) более 500, в результате чего радиационный фон планеты повысился на 2 %. Но и в наши дни радиационное заражение воздуха может происходить при добыче и переработке урана, при работе разного рода атомных объектов, не говоря уже об авариях на них (пример – Чернобыльская АЭС).
Меры по борьбе с загрязнением и тем более заражением атмосферы начали предпринимать уже давно. Сначала для борьбы с кислотными осадками на ТЭС стали сооружать высокие и сверхвысокие дымовые трубы. Однако опыт показал, что таким способом можно защитить от вредных веществ лишь более или менее дальнее окружение ТЭС. Например, труба высотой 100 м увеличивает радиус рассеивания до 20 км, труба высотой в 250 м – до 75 км. Но за этими пределами кислотные осадки все равно выпадают. Поэтому в наши дни ученые и инженеры пришли к единодушному выводу: главный путь предупреждения загрязнения атмосферы должен заключаться в постепенном сокращении самих вредных выбросов, ликвидации их источников. Отсюда вытекают гораздо более высокие требования к топливу, запрет на использование высокосернистых угля и нефти и многие другие радикальные меры с акцентом на совершенствование существующих и внедрение новых, прогрессивных технологий. Эти меры нашли отражение и в международных соглашениях.
Охрана атмосферы от загрязнения очень актуальна и для России. В нашей стране максимум такого загрязнения был зарегистрирован в 1970-е гг. Затем в результате осуществления некоторых охранных мер оно стало снижаться. В еще большей степени это относится к постсоветской России, где такое уменьшение загрязнений произошло главным образом по причине сильного спада промышленного производства и связанного с ним сокращения выбросов диоксида углерода. Но при этом нужно учитывать, что в связи с ростом автомобильного парка возросло поступление в атмосферу оксида углерода и диоксида серы. В конце 1990-х гг. в 185 городах России с населением в 60 млн человек средняя за год концентрация хотя бы одного из загрязнителей атмосферы превышала ПДК. Поэтому в последнее время в России начали осуществлять дополнительные меры по мониторингу состояния атмосферы и ее охране.
