Виды загрязнения среды обитания. Загрязнения природной среды объектами ГА.

Загрязнение среды – привнесение в природу или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных для нее агентов. В наиболее общем смысле это все то, что выводит природные системы из состояния равновесия.  При изучении или описании современных процессов в экосистемах и в биосфере в целом принято выделять загрязнение:

Механическое загрязнение характеризуется наличием твердых веществ, оказывающих лишь механическое загрязнение без физико-химических последствий.

Физическое (или параметрическое) загрязнение – это изменение физических параметров среды. В зависимости от этого оно подразделяется на тепловое, шумовое, вибрационное, электромагнитное, ионизирующее (радиационное).

Физическое загрязнение связано с отклонением за пределы нормального диапазона колебаний параметров (уровня) физических абиотических факторов среды обитания. А именно таких как температура, уровня звука и вибрации, интенсивность различных электромагнитных излучений, включая ионизирующее и световое.

Тепловое загрязнение является результатом рассеивания в окружающей природной среде теплоты, выделяющейся в многообразных тепловых процессах, прежде всего связанных с сжиганием топлива. Тепловое загрязнение меняет температурный режим воздушной среды, а также динамику происходящих там процессов. Помимо влияния на общебиосферный процесс глобального потепления тепловое загрязнение локально воздействует на водные экосистемы.

Шумовое загрязнение возникает в результате отклонения интенсивности и повторяемости звуковых колебаний за пределы природного диапазона. Шумом называют любые звуки, мешающие жизнедеятельности организмов. Для человека шум – общебиологический раздражитель, который в определенных условиях может влиять на все органы и системы организма (включая нервную систему, зрение, вестибулярный аппарат, пищеварение, обмен веществ и т.п.). Наиболее распространенный и мощный источник городского ума – транспорт, обычно создающий 60 – 80% шума. Авиационный транспорт – источник антропогенного шума практически самого высоко уровня. Больший шум создается при старте космических ракет, при выстрелах и взрывах.

Вибрационное загрязнение является близким к шумовому, основное различие заключается в том, что вибрация распространяется только в твердых телах, в звук – в любых средах. Поэтому на живые организмы вибрация воздействует только при поверхностном контакте через опорные поверхности. У человека под действием вибрации развивается особая вибрационная болезнь.

Электромагнитное загрязнение возникает в результате изменения свойств  среды и значительного превышения интенсивности излучения антропогенных источников относительно природного фонового излучения. Особенно важное значение оно приобретает в связи с интенсивным развитием электронных систем управления, работа которых может быть серьезно дезорганизована. Мощные антропогенные источники электромагнитного излучения – современные линии электропередач (ЛЭП) с открытыми распределительными устройствами, телерадиоцентры и ретрансляторы, радиолокаторы, радиотехническое и радиотрансляционное оборудование систем управления воздушным движением, навигацией и посадкой в авиации, объекты систем противовоздушной обороны, а также другие гражданские и военные устройства и объекты.

Ионизирующее (радиационное) загрязнение связано с превышением естественного уровня ионизирующих излучений. Оно включает и радиоактивное загрязнение среды из-за превышения природного уровня содержания радиоактивных веществ. Источники ионизирующего загрязнения – это предприятия атомной промышленности и энергетики, медицинские, биологические и др., использующие радиоактивные препараты и изотопы, приборы медицинской и технической диагностики, а также ядерные взрывы. С развитием телевидения и с широким внедрением компьютерной техники обострилась проблема воздействия ионизирующих излучений на человека, потому что электронно-лучевые трубки телевизионных приемников и видеомониторов являются источниками этих излучений. Тем не менее использование человеком атомной энергии таит в себе большие проблемы, главные из которых – утилизация отработанного ядерного топлива и аварии с утечкой в окружающую среду радиоактивных веществ.

Химическое (или ингредиентное), заключающееся в изменении химического состава среды (отклонении от нормального уровня концентрации характерных ингредиентов и от появления новых). Загрязнителями при химическом загрязнении являются газообразные и жидкие химические соединения и отдельные элементы, а также их твердые фракции. Основные загрязнители биосферы: углекислый газ, оксид углерода, сернистый газ, оксид азота, фосфаты, ртуть, свинец, нефть, ДДТ и другие пестициды, радиация. Главными источниками ввода в окружающую среду остаточных продуктов является энергетика и промышленность (соответственно около 45% и более 10% общего объема загрязнителей), сельское хозяйство (около 40%), коммунально-бытовое (более 5%). В большинстве случаев химическое загрязнение рассматривается отдельно для атмосферы, гидросферы и литосферы.

Загрязнение атмосферы. Техногенные выбросы в воздушную среду насчитывают десятки тысяч различных веществ. Это различные твердые частицы (пыль, дым, сажа), окись углерода, диоксид серы, окислы азота, различные летучие углеводороды, соединения фосфора, сероводород, аммиак, хлор, фтористый водород. Количества первых пяти групп веществ из этого перечня, измеряемые десятками миллионов тонн и выбрасываемые в воздушную среду всего мира и России. Особенно сильно загрязняется воздушный бассейн крупных промышленных городов, где техногенные потоки тепла и аэрополлютантов, особенно при неблагоприятных метеоусловиях, часто создают пылевые купола и явления смога – токсичных смесей тумана, дыма, углеводородов и вредных окислов. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к образованию кислотного тумана и выпадению кислотных дождей. Главной причиной ослабления озонового экрана является попадания в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов, способных чрезвычайно активно присоединять атомарный кислород, тем самым, конкурируя с реакцией: О+О₂ → О₃. Ведущим фактором глобального потепления считается уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности Земли, т.е. усиление парникового эффекта. Парниковый эффект создается наличием в атмосфере паров воды и ряда газов – СО₂,СО,СН₄, NO_X, XФУ и др., названных парниковыми газами.

Загрязнение гидросферы. Антропогенное загрязнение гидросферы в настоящее время приобрело глобальный характер и существенно уменьшило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на планете.

Загрязнение литосферы. Поверхность земли испытывает самую значительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Основными источниками загрязнения земли являются: твердые и жидкие отходы добывающей, перерабатывающей и химической промышленности, теплоэнергетики и транспорта; отходы потребления, в первую очередь твердые бытовые отходы; сельскохозяйственные отходы и применяемые в агротехнике ядохимикаты; атмосферные выпадения токсичных веществ; аварийные выбросы и сбросы токсичных веществ.   

Биологическое, включающее микробиологическое (бактериями и вирусами – возбудителями болезней, носящих характер эпидемий) и макробиологическое (животными и растениями, случайно либо ошибочно интродуцированными в новые экосистемы).

Воздушный транспорт является одним из наиболее технологически развитых и экологически регламентированных видов транспорта в России. Экологические проблемы, связанные с деятельностью авиации, делятся на три группы:

- авиационный шум;

- последствия выброса в атмосферу отработавших газов авиационных двигателей;

- различные местные проблемы, возникающие в районе расположения аэропортов, авиационно-технических баз (АТБ), авиаремонтных заводов (АРЗ), и прочих авиапредприятиях (АП).

На рубеже 80-х – 90-х гг. XX в. уровень химического загрязнения ОС вследствие деятельности ГА характеризовался следующими основными показателями. На авиапредприятиях при проведении более чем 300 основных технологических процессов образовывалось около 120 загрязняющих веществ, поступавших в биосферу. При этом 25% из них представляли вещества 1-го и 2-го классов опасности (тетраэтилсвинец и продукты его химических превращений, диоксид азота, соединения тяжелых металлов: ртути, кобальта, хрома, ванадия и др.), 30% - вещества 3-го класса, а остальное (45%) – 4-го класса опасности.

Выбросы ЗВ в атмосферу от двигателей при эксплуатации ВС составляют большую часть загрязнения атмосферы на авиационных предприятиях, причем самолет является единственным видом техники, который эксплуатируется на высотах 9 – 13 км (а сверхзвуковая авиация еще выше), то есть там, где зарождаются многие погодные процессы и где находится озоновый слой Земли. По имеющимся оценкам вклад авиации в проблему глобального потепления климата к началу XXI века составлял около 3%, однако, уже к 2005г. этот вклад может увеличится до 10-20%.

При оценке воздействия авиации РФ на атмосферу принято разделять выбросы вредных веществ в приземные слои атмосферы (до высоты 900 м) и на высотах крейсерского полета (более 900 м). Выбросы вредных веществ в приземные слои атмосферы  в основном происходят при выполнении самолетами взлетно-посадочных операций в районе аэропортов. В 1997 г. объем таких выбросов составил 56 тыс.т. (32% общего объема выбросов), из них 33 тыс. т. оксида углерода, 12 тыс. т. углеводородов, 9 тыс. т. оксида азота, 2 тыс. т. оксидов серы. Выбросы вредных веществ на высотах более 900 оценены в 118 тыс.т. (68% общего объема выбросов), в том числе 43 тыс. т. оксида углерода, 8 тыс.т. несгоревших углеводородов, 53 тыс. т. оксида азота и 14 тыс. т. оксидов серы.

Воздействия стационарных источников загрязнения окружающей среды в аэропортах характеризуется загрязнением воздуха, воды, почвы химическими веществами. Кроме того, эти объекты являются источниками физических воздействий: шума, вибраций, тепловых и электромагнитных излучений. К стационарным источникам загрязнения атмосферного воздуха, водных ресурсов и почвы относятся: трубы котельных и дизельных станций, вентиляционные системы производственных и вспомогательных цехов и участков, ёмкости на складах ГСМ и централизованной заправки ВС, мусоросжигательные установки, малярные и моечные цеха и участки, другие источники. По оценкам 1997г. эти источники имеют «низкие уровни очистки» (около 21%) и мало оснащены газоочистным оборудованием (около 45%).

В районе аэропорта валовый выброс авиадвигателями ЗВ составляет порядка 80% от общего количества, выбрасываемого в атмосферу всеми источниками. Основные ЗВ отработавших газов авиадвигателей включаются в естественные круговороты углерода, азота, серы. Наиболее трудно регулируемым компонентом отработавших газов двигателей являются оксиды азота. Они же являются одним из наиболее известных озоноразрушителей, а также «парниковым газом». Вклад ВС ГА в выбросы оксидов азота на больших высотах оценивается в 55%, тогда как на малых высотах он составляет всего 2-4%

Таким образом, анализ воздействия гражданской авиации на окружающую среду показал следующее: 

1. Выбросы ЗВ, осуществляемые воздушными судами ГА непосредственно в тропосферу и в нижние слои стратосферы, были и остаются одним из основных источников негативного воздействия на биосферу и в значительной мере определяют такие общепланетарные проблемы, как парниковый эффект и разрушение озонового слоя планеты.

2. В зоне авиапредприятия валовые выбросы ЗВ складываются из выбросов стационарных источников и выбросов авиадвигателей ВС, которые в 2001 г. составили 24,8 и 39 тыс. т. или 39% и 61% соответственно.

3. в 90-е годы прошлого века объем выбросов ЗВ воздушным транспортом в атмосферу постоянно снижался, что полностью соответствовало тенденции изменения выбросов всеми источниками загрязнения атмосферы в РФ. Увеличение объема выбросов ЗВ в 2001 г. (как от стационарных источников, так и транспортных средств) объясняется ростом за тот же период объемов авиаперевозок и применения авиации в отраслях экономики страны.

Вопрос № 47