Материал: 5440

16

ставит под угрозу качество подземных вод, используемых для питья.

Остро стоит проблема загрязнения продуктов питания, обострившаяся в последние годы в связи со снижением их производства, завоза в Россию в огромных количествах некачественных и загрязненных продуктов без должного санитарно-гигиенического и ветеринарного контроля.

В современном обществе резко возрастает роль промышленной экологии, призванной на основе оценки степени вреда, приносимого природе индустриализацией, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, создавать безотходные и малоотходные технологические циклы и производства.

Важнейшим звеном в обеспечении качества окружающей среды является система контроля за её состоянием. Экологический контроль осуществляет:

-наблюдение за состоянием окружающей среды и ее изменением под влиянием хозяйственной и иной деятельности человека;

-проверку выполнения планов и мероприятий по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды, соблюдения требований природоохранного законодательства и нормативов качества окружающей среды. (Согласно ст. 68 Закона «Об охране окружающей природной среды»).

Контроль за качеством воздуха населенных пунктов проводится в соответствии с требованиями ГОСТа, которыми предусмотрены стационарный, маршрутный и передвижной посты наблюдения за загрязнением атмосферы. Контроль за загрязнением атмосферного воздуха ведется Росгидрометом более, чем в 530 городах страны, контроль состава поверхностных вод проводится на 4000 пунктах, которые охватывают более 1000 водных объектов. Станции контроля морских вод размещены на берегах всех морей, омывающих территорию РФ.

Осуществляется контроль за уровнем загрязнения почв и на территориях вблизи транспортных магистралей и промышленных зон. Мониторинг за качеством атмосферного воздуха и водоемов в

17

крупных городах ведется автоматизированными системами Росгидромета. Наличие непрерывной информации о состоянии окружающей среды в крупных городах позволяет оперативно принимать необходимые меры по устранению чрезмерных загрязнений путем сокращения выбросов промышленных предприятий и снижения плотности движения автотранспорта.

Структура, химический состав и природные процессы в атмосфере

Как известно, атмосфера – газовая оболочка Земли состоит в основном из азота и кислорода. Она простирается на большую высоту более 150 км с постепенным падением давления. На высоте 100 км давление равно одной миллионной доли от давления атмосферы у поверхности Земли. Масса атмосферы составляет около 5 · 1018т, 50% всей атмосферы сосредоточено в слое до высоты 5,5 км и 99% в слое 40 км. Структура атмосферы складывается из двух частей: внутренней – тропосферы, стратосферы, мезосферы или ионосферы, и внешней – магнитосферы (экзосферы). Каждая сфера отделяется от другой небольшой прослойкой – паузой, которая характеризуется определенным уровнем температур и давления специфическими особенностями химических и физических явлений (рис. 1.1.).

В нижнем слое атмосферы – тропосфере – до высоты 8-12 км температура изменяется от +40 до -50 С. Этот слой атмосферы формирует климат Земли. В нем сосредоточенны значительные массы воды (в виде облаков и водяного пара). В тропосфере наблюдаются струйные течения воздушных потоков, переносящие облака, пыль, дым на большие расстояния. На оси струйного потока скорость может достигать многих десятков метров в секунду. Наряду с естественным нагревом Земли солнечной радиацией происходят локальные нагревы воздуха над сооружениями, вызывающими токсические вещества в атмосферу, при этом температура воздуха повышается на 1,5-4,2 С.

Стратосфера состоит из изотермического слоя (12-40 км), включающего основной слой (25-40 км), теплового слоя и стратопаузы. В стратопаузе температура возрастает до +10 С, возможно, за счет поглощения озоном ультрафиолетовой и

18

инфракрасной радиации. В мезосфере и мезопаузе температура может понижаться до (-70) – (-120) С. В термосфере (ионосфере) имеется значительное количество ионизированных частиц, отражающих электромагнитные волны. Это обстоятельство используется для осуществления дальней радиосвязи. Ионосфера условно делится на три области: D – на высоте 50-100 км, Е – 100150 км, F – 150-800 км. Область D частично охватывает и мезосферу. В ней температура колеблется от -70 до +100 С. В области Е температура на отдельных участках повышается до +600 С. Космическое излучение подразделяется на первичное и вторичное. Первичное излучение, галактическое на 90% состоит из ионов гелия. На высоте 20 км от земной поверхности оно полностью исчезает.

В ионосфере под действием солнечной радиацией протекает множество реакций, в которых участвует кислород, озон, азот, оксид (окись) азота, пары воды, диоксид углерода. При этом образуется отрицательные и

положительные ионы . В основном ионизация происходит в слое атмосферы на высоте 70-80 км. Наличие указанных ионов приводит к образованию различных

комплексов:

. Образование комплексов идет в основном в мезосфере и стратосфере. Увеличение содержания окиси азота в атмосфере может

приводить к разрушению озона: В магнитосфере, которая окружает Землю на высоте выше

800 км, наблюдается присутствие ионов атомарного кислорода (до 1000 км), ионов гелия (до 1500 км) и ионов водорода – на высоте более 1500 км. Часть водорода (несколько тысяч тонн в год) удаляется в космос. В свою очередь из космоса в атмосферу Земли поступают плазменные потоки, выбрасываемые Солнцем, и космическая пыль (примерно 2 г на 1 км2). Воздушный слой, окружающий Землю, служит передаточной средой, через которую

19

на нее поступает солнечная радиация: радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение (рис 1.1.)

Длина волны (ммк)

Рис. 1.1. Потоки солнечной радиации

Значительная часть солнечной радиации, поступающей на Землю, охватывает диапазон волн в пределах 0.15-4.0 ммк. Примерно половина радиации приходится на полосу длин волн между 0,38 и 0,87 ммк, видимую человеческим глазом и воспринимаемую как свет. Количество солнечной энергии, поступающее на поверхность Земли под прямым углом, называемое солнечной постоянной, равно 1,4 ·10-3 дж (м2/с). Из 100 единиц коротковолновой радиации, достигающей атмосферу Земли, 19 единиц поглощаются ее компонентами, 34 единицы возвращаются в космос (отражение от облаков и поверхности Земли). Из 47 единиц, поступающих на Землю, 4 - нагревают воздух, 2 - нагревают почву, 1 – участвует в фотосинтезе и 40 – используется для испарения воды и процессов транспирации в растениях. Длинноволновая радиация практически целиком (96%) достигает поверхности Земли и отражается от нее в виде длинноволновой, в интервале волн до 100 ммк. Хотя в атмосфере

20

совершаются многочисленные физические и химические процессы, ее приземный слой сохраняет практически неизменный состав. Приземный слой воздуха является смесью двух типов газов – видимой (облака, туман) и невидимой (водяного пара) – зависит от времени года, географической точки, высоты и многих других условий. Среднее количество влаги в атмосфере равно 200 т/га. Молекула Н2О в атмосфере в среднем находится 10 дней и дрейфует примерно на расстояние в 3000 км. Водяной пар сосредоточен в приземном слое атмосферы высотой до 10 км. На высоте 25 км возникают так называемые перламутровые облака, а на высоте 80 км серебристые облака, светящиеся в ночном небе (предполагается, что это частички космической пыли, окруженные ледяной оболочкой).

Атмосферный воздух городов это приземный слой воздуха нижней тропосферы, непосредственно окружающий город (жилые и промышленные объекты). Чистый воздух, лишенный пылевидных и газообразных элементов в природе не встречается, т.к. между атмосферой и земной поверхностью, гидросферой и биосферой постоянно осуществляется физико-химический и биологический обмен. Средний газовый состав атмосферы приводится в таблице 1.1. В атмосфере по объему азот составляет 78,09%, кислород – 20,94%, аргон – 0,93% и т.д. Средний газовый состав природной атмосферы. Суммарное содержание прочих газовых составляющих: 0,04 – 0,05 %, т.е. 400 – 500 ppm (частей на миллион).

Таблица 1.1. Средний газовый состав природной атмосферы

(основные газовые компоненты)