Естественные загрязнения атмосферного воздуха

Естественные источники атмосферных примесей существовали всегда
[18, с.181]. Пути удаления из воздуха для разных примесей могут быть разными – выпадение пыли, вымывание осадками, поглощение растениями или поверхностью воды. Существует природное равновесие между поступлением примесей в атмосферу и ее самоочисткой, в результате чего для любого вещества, входящего в состав примесей, можно указать естественные пределы его содержания в воздухе, которое называют фоновым. Те или иные приспособления к перенесению контакта с вредными примесями, содержащимися в воздухе в фоновых концентрациях, есть у всех животных и растений, поскольку их эволюция проходила в аналогичных условиях.

Пока имеется мало сведений о мощности естественных источников. Так, летучие соединения серы и аэрозоли (H₂S, SO₂, SO₄^2-) могут попадать в атмосферу в результате вулканической деятельности, эмиссии из подземных термальных вод и источников природного газа. Мощность биогенных источников оценивается весьма приближенно.

В период созревания спорангиев, мхов и папоротников, цветения высших растений, особенно ветроопыляемых, в приземных слоях воздуха может содержаться значительное количество спор и пыльцы растений. Более определенные сведения могут быть получены об интенсивности инжектирования в атмосферу аэрозолей морской воды (SO₄^2-, Cl^-, K⁺, Na⁺ и др.), а также пыли вследствие воздействия ветра на поверхность океанов и суши.

Вулканические извержения, ураганные ветры и смерчи способны поднимать на высоту нескольких километров частицы разных размеров. Наиболее крупные из них довольно быстро выпадают на поверхность Земли, но самые мелкие, размеры которых измеряются единицами или долями микрометра, осаждаются настолько медленно, что даже самые легкие движения воздуха позволяют им долго удерживаться во взвешенном состоянии и перемещаться с ветрами на огромные расстояния. Так, в результате извержения вулкана Кракатау в 1883. г в атмосферу было выброшено около 150 млрд. т пыли и пепла. Мелкие пылевые частицы держались в верхних слоях атмосферы в течение нескольких лет.

Те частицы, которые по своему поведению сходны с частицами газов (диаметр 1 мкм и меньше), в значительно меньшей степени подвержены действию атмосферных осадков, время их пребывания в нижних слоях атмосферы составляет 10 – 20 суток. Это время бывает достаточно для распространения частиц по всему полушарию. Однако переход из северного полушария в южное в течение 20 суток не представляется возможным, поскольку экваториальная зона низкого давления вокруг Земли значительно затрудняет обмен воздушными массами между двумя полушариями.

При образовании частиц пыли из почвы не всегда ясно, является ли бесплодная земля результатом природных или антропогенных процессов, поэтому нужно с осторожностью судить об источнике происхождения этой пыли и давать этим процессам количественную оценку. Но можно считать, что из 1670 мегатонн пыли и аэрозолей, ежегодно выносимых в атмосферу, значительно больше половины приходится на долю природных процессов.

Время пребывания частиц в атмосфере и, следовательно, их распространение по земной поверхности зависит как от их величины и плотности, так и от скорости распространения ветров, а также от того, на какую высоту частицы подняты первоначально. Так, например, пыль пустыни Сахара можно обнаружить на юге США, в Центральной и Латинской Америке. Ежегодная масса атмосферной пыли, выносимой из Сахары, по приблизительным оценкам составляет от 100 до 400 мт. При этом пыль частично остается сухой, частично прибивается к земле дождями.

Если пыль и аэрозоли достигают верхних слоев тропосферы, то они могут проникнуть и в стратосферу с помощью горизонтальных воздушных потоков между тропосферой и стратосферой.

Причинами пыльных бурь являются засухи, суховеи, провоцируют их интенсивная распашка, выпас скота, уничтожение лесов и кустарников. В районах южной России катастрофические пыльные бури наблюдались в 1928, 1960, 1969, 1989 гг.

Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. В России наиболее опасны пожары в Сибири, на Дальнем Востоке, на Урале, в республике Коми. В среднем за год, площадь, пройденная пожарами, составляет около 700 тыс. га. В засушливые годы она может достигать 1–1,5 млн. га (1915 г.). Дым от лесных пожаров распространяется на огромные площади – около 6 млн. км². Прямой ущерб от лесных пожаров в среднем за год составляют 200–250 млн. долларов. В среднем за год сгорает и повреждается на корню до 20–25 млн. м³ древесины.

Катастрофические явления, связанные с извержением вулканов, лесными пожарами и пыльными бурями, приводят к возникновению светозащитного экрана вокруг Земли, который несколько изменяет тепловой баланс планеты. В целом эти явления имеют заметный, но локальный эффект в отношении загрязнения атмосферы. Совсем незначительный, местный характер носит загрязнение атмосферного воздуха, связанное с выветриванием и разложением органических веществ.

Природная пыль выполняет роль ядер конденсации водяных паров. Она играет чрезвычайно важную роль в химии Земли.

Различают три вида пыли: неорганическую, органическую, космическую. Органическая пыль представлена…

[1] продуктами выветривания и разрушения горных пород, извержением вулканов, лесными, степными и торфяными пожарами;

[2] испарениями с поверхности морей, пыльными бурями, ураганами;

[3] останками сгоревших метеоритов при прохождении в атмосфере;

[4] аэропланктоном – организмами, живущими в атмосфере (бактерии, споры грибов, пыльца растений) и продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных.