Zanieczyszczenia powietrza

Problemem, który nabrał w ostatnich latach szczególnej wagi, jest zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Stanowią je wszystkie substancje stałe, ciekłe lub gazowe, których udziały w powietrzu przekraczają średnią zawartość tych substancji w czystym powietrzu. Zanieczyszczeniami powietrza są składniki, które są emitowane do atmosfery w wyniku działalności samej przyrody lub w wyniku działalności ludzkiej. Równocześnie jednak, przekroczenie średnich zawartości stałych składników powietrza atmosferycznego uważane jest także za jego zanieczyszczenie. Ilość rodzajów zanieczyszczeń, jakie mogą występować w powietrzu, jest niezmiernie duża, a ich szkodliwość dla otoczenia zależy od bardzo wielu czynników, jak: właściwości chemiczno-toksyczne, stan skupienia, stopień dyspersji, stężenie w powietrzu, czas oddziaływania, warunki klimatyczno-meteorologiczne itp. Stały wzrost produkcji przemysłowej i komunikacyjnej wiąże się nieodłącznie ze wzrostem szkodliwych substancji w atmosferze. W niemałym stopniu przyczyniają się do tego 'dymy uchodzące z domów mieszkalnych, jak również produkty spalania powstające w kompleksach wojskowych (kotłownie, silniki pojazdów i sprzętu wojskowego).. W skutek działalności człowieka do atmosfery dostają się setki tysięcy różnych substancji, lecz tylko niektóre z nich, najbardziej pospolite i uważane za charakterystyczne zanieczyszczenia powietrza, są przedmiotem stałych badań, głównie z uwagi na ich uciążliwość i toksyczność. Do takich zalicza się pyły, tlenki węgla, tlenki siarki i tlenki azotu. Znajdują się one zarówno w sąsiedztwie wielkich miast i okręgów przemysłowych, jak i w odległych miejscowościach, dokąd przedostają się poprzez cyrkulację powietrza w atmosferze. Jeżeli chodzi o pyły, emisja ich towarzyszy niemal wszystkim procesom produkcyjnym. Spośród wielu gałęzi przemysłu za szczególnie pyłotwórczy uchodzi przemysł cementowy. Poważnym źródłem pyłów jest także przemysł chemiczny, metalurgiczny i energetyczny. Najwięcej pyłów emitują elektrownie i kotłownie i ich udział w zapyleniu kraju szacuje się na 46%. Wiąże się to ze spalaniem paliw stałych. W sumie ze spalania węgla w naszym kraju powstaje w ciągu roku około 4-5 milionów ton zanieczyszczeń stałych. Przeciętnie opada kilkanaście ton pyłów w roku na l km2 powierzchni kraju. W rzeczywistości rozdział zanieczyszczeń atmosferycznych jest bardzo nierówny. W pewnych okolicach może być minimalny, w innych przybiera ogromne rozmiary np. z powodu koncentracji obiektów przemysłowych. W większości miast na Śląsku została przekroczona dopuszczalna granica zapylenia, która wynosi 250 ton pyłu w ciągu roku na l km2 powierzchni. Wiele pyłów jest silnie toksycznych, zwłaszcza te, które są emitowane przez zakłady przemysłu metalurgicznego. Do tych pyłów należą przede wszystkim cząstki zawierające arsenu, ołowiu manganu, kadmu, selenu, miedzi, fluoru itp. Za pyły mało szkodliwe uważa się rozpylone wapno palone, węglan wapnia, związki magnezu, związki żelaza, gips, węgiel i inne. Jednakże, są one tak długo "mniej szkodliwe", jak długo kontakt z nimi jest przypadkowy. Oddziaływanie pyłów na ludzi jest niebezpieczne i prowadzi często do uszkodzenia lub chorób oczu, podrażnienia naskórka, zapalenia górnych dróg oddechowych, pylicy płuc, nowotworów gardła, krtani i płuc, może być przyczyną astmy, chorób alergicznych itp. Zadymienie powietrza atmosferycznego w dużych miastach i okręgach przemysłowych jest przyczyną znacznego wzrostu zachmurzenia nieba i większej ilości dni mglistych i pochmurnych w ciągu roku. W wyniku tego następuje osłabienie dopływu promieni słonecznych, a zwłaszcza tak ważnych dla zdrowia ludzkiego promieni ultrafioletowych Zmniejszenie dopływu promienistej energii słonecznej znajdują odbicie w stanie zdrowia ludności zamieszkującej zadymiony obszar kraju. Sprzyja to bowiem rozwojowi bakterii, zmniejsza odporność ludzi na zakażenie, przyczynia się do występowania chorób spowodowanych awitaminozą – zwłaszcza krzywicy. Źródłem zapylenia przyziemnych warstw atmosfery jest w znacznej mierze ruch pojazdów, wzniecających tumany kurzu oraz transport materiałów sypkich. Gazy zanieczyszczające atmosferę są jeszcze większym zagrożeniem środowiska przyrodniczego niż różne pyły. Po pierwsze są one w większości silnie toksyczne, po drugie -bardzo trudne do opanowania. Spośród gazów emitowanych w przestrzeń pierwsze miejsce co do ilości zajmuje dwutlenek węgla, który wytwarza się przy wszystkich procesach spalania Szczególnym problemem, jeśli chodzi o zniszczenie atmosfery, jest stały wzrost dwutlenku siarki. Gaz ten dostaje się do atmosfery w wyniku spalania ogromnych ilości paliw zawierających siarkę lub jej związki. Do tej pory technika nie opracowała jeszcze metody generalnego odsiarczania paliw. Przykładowo jedna elektrociepłownia o mocy zainstalowanej 100 MW emituje rocznie do atmosfery około 12 000 ton S02. Do innych czynników uważanych za charakterystyczne zanieczyszczenia atmosfery należą tlenki azotu, zwłaszcza dwutlenek azotu. U ludzi dwutlenek azotu powoduje podrażnienie oczu, skóry, dróg oddechowych, uporczywy kaszel, bóle głowy, zaburzenia obiegu krwionośnego, a przy większym stężeniu zatrucia śmiertelne. Wyrzucany z dymami przez kominy oraz rozprzestrzeniany razem z innymi spalinami przez ruch samochodowy jest dużym niebezpieczeństwem dla ludności miejskiej i jedną z przyczyn powstawania tzw. smogu. Szczególne znaczenie dla składu powietrza atmosferycznego ma występujący w czystym powietrzu atmosferycznym dwutlenek węgla. Gaz ten jest produktem końcowym procesów metabolicznych i w naturalnej wymianie w atmosferze jest wiązany przez rośliny po okresie przebywania w atmosferze około 300 lat. Emisja dwutlenku węgla do atmosfery odbywa się nie tylko z procesów oddychania ale również z procesów przemysłowych i użytkowania pojazdów i urządzeń z silnikami spalinowymi. Ilość dwutlenku węgla zwiększa się znacznie, a szczególnie z procesów technologicznych powoduje wzrost tego gazu w atmosferze. Tworzy to warunki do występowania efektu cieplarnianego. Charakterystyczną właściwością dwutlenku węgla jest to, że przepuszcza krótkofalowe promieniowanie słońca i pochłania długofalowe cieplne promieniowanie z Ziemi, czyli przeciwdziała wypromieniowaniu ciepła z Ziemi. Wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi zatem do wzrostu temperatury Ziemi Podobnymi własnościami odznaczają się inne gazy np. metan, freony, podtlenek azotu itp Źródłem gazów powodujących efekt cieplarniany są przede wszystkim procesy spalania węgla i ropy naftowej. Istotny wkład na podwyższanie temperatury Ziemi ma również wycinanie lasów, co przyczynia się do zmniejszania ilości pochłanianego dwutlenku węgla przez roślinność. Najważniejsze skutki zanieczyszczenia powietrza: * efekt cieplarniany, * kwaśne deszcze, * zmniejszanie warstwy ozonu, * zmniejszanie zasobów paliw kopalnych, * zachwianie równowagi ekologicznej między tlenem i dwutlenkiem węgla * zachwianie równowagi biologicznej ekosystemów, * pogarszanie jakości żywności, * zanieczyszczanie gleby i wody. Dla ograniczenia emisji zanieczyszczeń do atmosfery należy stosować technologie energooszczędne, w których efektywniej wykorzystuje się energię bez obniżania poziomu życia i realizacji zadań w wojsku. Trucizny I grupy: gazy Wśród gazów, które ludzka działalność beztrosko wypuszcza w powietrze są groźne trucizny. Mogą zabijać ludzi, mogą spowodować, że na połowie powierzchni naszego kraju nie będzie żadnych drzew iglastych. Może to i lepiej, że ich skutki są tak dramatyczne, bo mogą nas doprowadzić do opamiętania, zanim znikną ostatnie lasy na Śląsku. Na szczęście, wszystkie gazy stosunkowo prędko zmieniają się w substancje niegroźne dla środowiska żywego. Gdyby dzisiaj ograniczyć ich wytwarzanie, to już za rok byłoby widać oznaki poprawy. Niestety ograniczenie ich wytwarzania musiałoby oznaczać radykalną przebudowę naszego przemysłu, motoryzacji, sposobu myślenia i wyznawanych wartości. Dwutlenek siarki Dwutlenek siarki jest wytwarzany podczas palenia wszystkich substancji zawierających siarkę, jak o tym wspomina się w publikacjach. W praktyce głównym jego źródłem są elektrownie opalane węglem kamiennym lub, co gorsza, brunatnym. Wytwarzają one w przybliżeniu tyle samo gazu, co wszystkie pozostałe piece i paleniska przemysłowe i domowe razem wzięte. Dwutlenek siarki jest bardzo szkodliwy dla wszystkiego co żyje, zwłaszcza dla roślin. Działa on nawet w stężeniach 1-2 ppm, chociaż człowiek wyczuwa węchem dopiero stężenie 3-5 ppm. Jeżeli więc czujesz w powietrzu zapach palonej siarki to znaczy, że twój organizm już został zaatakowany. W powietrzu dwutlenek siarki ulega dalszemu utlenieniu do S03 i z wodą daje kwas siarkowy – najważniejszą przyczynę kwaśnych deszczów, które niszczą nasze lasy, lasy wielu innych krajów Europy, lasy USA. Groźba kwaśnych deszczów jest tym większa, że mogą one padać i zabijać nawet bardzo daleko od komina, z którego ulatuje dwutlenek siarki. Pod względem odległości transportu i rozmiarów skażonych obszarów S02 nie ma sobie równych. Znamienne, że alarm w tej sprawie jako pierwsi podnieśli Szwedzi, gdy w ich jeziorach poginęły ryby od tego, co wypuścili w powietrze Niemcy, Brytyjczycy i my, Polacy. Tlenki azotu Tlenki azotu – głównie NO i N02 – powstawały zawsze i nadal powstają od energii błyskawic, po czym w wodzie tworzą jon azotanowy, niezbędny dla roślin. Stąd bierze się jednak niewiele tych jonów i powoduje znikome stężenia, poniżej progu szkodliwości dla istot żywych. Dla człowieka ten próg wynosi 10 ppm N02 i 50 ppm NO. Współcześnie tlenki azotu są wytwarzane w wielu różnych procesach przemysłowych, przede wszystkim przy spalaniu w wysokich temperaturach. Są to ilości tak duże, że często pojawiają się stężenia szkodliwe dla życia. Ponadto, gdy znajdą się w glebie, mogą tam ulegać przemianom do związków o nazwie nitrozoamin. Nitrozoaminy są silnie rakotwórcze, a pobrane z gleby przez warzywa mogą znaleźć się w pożywieniu ludzkim. Wreszcie – jak prekursor kwasu azotowego – tlenki azotu maja też udział w tworzeniu kwaśnych deszczów i ich niszczącym działaniu. Odrębna rola tlenków azotu w bezpośrednim zagrożeniu zdrowia ludzkiego wiąże się z rozwojem motoryzacji w miastach. W 1990 roku silniki spalinowe były odpowiedzialne za 37,5% wszystkich tlenków azotu wytworzonych w Polsce. Zarówno wytwarzanie, jak też i zagęszczenie jest największe w miastach – tym większe, im większe miasto. Węglowodory Wiele węglowodorów to gazy albo ciecze o dość dużej lotności. W naszym otoczeniu znajdują się przede wszystkim w postaci gazowej. O ich obecności w gazach spalinowych była mowa wyżej. O szkodliwości dla organizmów zwierzęcych można by powiedzieć w największym skrócie i trochę w przenośni, że jest tym większa "im bardzie? węglowodór jest pierścieniowy. To znaczy, że stosunkowo najmniej toksyczne są węglowodory o budowie łańcuchowej – alifatyczne. Bardziej od nich groźne są węglowodory pierścieniowe -aromatyczne, najgorsze zaś – węglowodory zbudowane z wielu pierścieni. Te ostatnie są silnie rakotwórcze. Wszystkie stają się z reguły jeszcze bardziej toksyczne po przyłączeniu grupy aminowej, nitrowej lub nitrozowej. Pojawiają się dookoła nas podczas procesów przetwarzania ropy naftowej i węgla oraz przy używaniu otrzymanych produktów, na przykład rozmaitych rozpuszczalników, paliw, smoły, asfaltu. Warsztaty lakiernicze, z których dochodzi zapach rozpuszczalników, stanowią zagrożenie zdrowia ludzkiego, aczkolwiek udowodnienie tego w każdym konkretnym przypadku napotykałoby trudności podobne do tych wspomnianych przy smogu z 1952 roku w Londynie. Jednym z poważniejszych zagrożeń zdrowia jest benzopiren, wielopierścieniowy węglowodór, który powstaje między innymi podczas "przetwarzania" tytoniu w palącym się papierosie. To on jest współodpowiedzialny za rozpowszechnienie raka krtani i raka płuc wśród palaczy. W środowisku naturalnym węglowodory z czasem ulegają utlenieniu przez mikroorganizmy do dwutlenku węgla i wody, ale te procesy samooczyszczania przebiegają bardzo powoli. Tempo ich jest zupełnie niewspółmierne do tempa zanieczyszczania środowiska, na przykład dookoła pierwszej z brzegu stacji benzynowej. Odrębnym, ogromnym zagadnieniem są katastrofy ekologiczne, powodowane na morzach przez rozlanie tam ropy naftowej. Najbardziej znaną tego przyczyną są katastrofy tankowców. Pierwszym efektem, poruszającym serca wielu ludzi jest śmierć setek tysięcy ptaków (które giną, oblepione ohydną mazią), tysięcy fok, tysięcy wydr morskich. Tego, co się dzieje pod powierzchnią morza, oko nie widzi, ale zniszczenia bywają nie mniej dramatyczne Powłoka ropy na powierzchni wody odcina dopływ tlenu, a zarazem dopływ światła dla producentów, którzy są przecież również "producentami" tlenu! Giną wszystkie zwierzęta osiadłe, ryjące w dnie, mniej sprawne w ruchu. Ryby mogą ratować się ucieczką, ale wśród nich spustoszenia są ogromne. Tankowce powodują katastrofy zwracające powszechną uwagę, ale w skali całej Ziemi większe szkody powodują "drobne" zanieczyszczenia: wycieki z nieszczelnych urządzeń na platformach wiertniczych na morzu, przy przeładunkach ropy, przy płukaniu zbiorników na morzu, które jest co prawda zakazane prawem, ale tańsze od legalnych metod oczyszczania w porcie . Tlenek węgla Tlenek węgla – w mowie potocznej znany jako czad – jest śmiertelną trucizną dla organizmu człowieka i każdego innego, który używa hemoglobiny do transportu tlenu (na przykład dla wszystkich kręgowców). Łączy się on z hemoglobiną w sposób trwały, blokując w ten sposób przenoszenie tlenu. Powstaje podczas spalania węgla (w sensie chemicznym) przy niedostatecznym dostępie powietrza. Od czasu do czasu zdarzają się nieszczęścia, spowodowane przez piec, opalany drewnem lub węglem. Jeżeli zamknąć zbyt szczelnie piec, w którym jest dużo rozżarzonych węgli, może powstać czad. Jeżeli dzieje się to nocą w pokoju, w którym śpi cała rodzina, skutki mogą być tragiczne. Współcześnie mieszkańcy miast są codziennie zatruwani częściowo tlenkiem węgla zawartym w spalinach samochodowych. Gazy spalinowe zawierają tlenku węgla prawie dwa razy więcej niż tlenków azotu i węglowodorów razem wziętych i są dokładnie tak samo trujące jak czad z pieca. Trucizny II grupy: pyły Pyły znajdują się w spalinach silników, powstają ze ścierających się opon samochodowych i ze ścieranych nimi nawierzchni dróg. W środowisku naturalnym pyły, które nie są szczególnie trujące, mogą jednak szkodzić roślinom. Pył osadzający się na powierzchni liści pochłania światło, a może również zatykać aparaty szparkowe i w ten sposób utrudniać fotosyntezę. Najczęściej jednak pyły rozsiewane przez przemysł po naszym kraju składają się z substancji trujących i od tego głównie zależy sposób ich oddziaływania na środowisko. Trucizny III grupy: "metale śmierci" Metale, jak np. potas, magnez, żelazo, miedź i cynk mogą mieć dla organizmów żywych bardzo różne znaczenie. ochronasrodowiska.republika.pl