Наиболее острой экологической проблемой столицы является качество атмосферного воздуха. Состояние атмосферного воздуха в Москве определяется, с одной стороны, объемами поступления загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников выбросов, с другой стороны - условиями рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Известно, что условия рассеивания во многом определяются градостроительными и планировочными особенностями территории.

Стационарные источники загрязнения. Конец прошлого столетия характеризовался стагнацией промышленного производства, а также переводом практически всех объектов тепло- и электроэнергетики на природный газ как основной вид топлива. В итоге только за период 1991- 2000 годов объем ежегодных валовых выбросов от стационарных источников снизился на 186 тыс. тонн и составил в 2000 году 111 тыс. тонн (Москва на рубеже веков, 2003), дальнейшее снижение продолжалось и в последующие годы.

Динамика объема валовых выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников за последние пять лет представлена на рис. 9.

В настоящее время, по данным Мосгорстата, на территории Москвы функционирует свыше 630 крупных предприятий, на которых зарегистрировано более 30 тыс. источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, включая 1490 источников, расположенных на территории новых административных округов Москвы: Новомосковского и Троицкого АО. «Лидером» по количеству источников и объему выбросов остается Юго-Восточный административный округ, меньше всего выбросов приходится на Троицкий и Зеленоградский административные округа. Важно отметить, что практически половина выбросов вредных веществ в атмосферу столицы от стационарных источников в настоящее время приходится на объекты теплоэнергетики, свыше трети - на предприятия обрабатывающей промышленности.

Рис. 9.

В целом доля выбросов стационарных объектов составляет менее 10% в общем объеме всех выбросов, однако для отдельных территорий города, особенно Юго-Восточного сектора Москвы, проблема сверхнормативных выбросов в воздушный бассейн сохраняет свою актуальность. Эти же территории Москвы в наибольшей мере подвержены влиянию неприятных запахов от Курьяновских и Люберецких очистных сооружений, а также от «Газпромнефть МНПЗ».

Передвижные источники. Автомобильный транспорт остается основным источником загрязнения атмосферного воздуха в городе, его вклад в суммарный выброс за последние годы неуклонно увеличивается на фоне снижения доли выбросов стационарных источников.

Автотранспортный парк города в начале 90-х годов составлял 884 тыс. единиц, в 2000 году этот показатель достиг 2,5 млн единиц легкового и грузового транспорта. При этом доля загрязнения атмосферы передвижными источниками в суммарном объеме выбросов загрязняющих веществ ежегодно возрастает - с 83% в 1994 г. до 93% в 2014 году.

В последние два десятилетия происходит непрерывный рост уровня автомобилизации населения с ежегодным увеличением автопарка до 5% в год (Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы, 2014). По состоянию на 01.01.2015 г. автомобильный парк Москвы, по данным МВД России по г. Москве, насчитывал порядка 4 601 237 ед., из которых 88,9% - легковые машины, 9,8% - грузовые и легкие грузопассажирские машины, 1,3% - автобусы.

Следует отметить, что одновременно с ростом автомобилизации происходит интенсивное обновление автопарка города транспортными средствами более высоких экологических классов (табл. 3), кроме того, почти 50% моторных топлив на московском рынке соответствуют 5 евроклассу. Эти факторы положительно сказываются на экологической ситуации в городе.

Тем не менее из-за высокой интенсивности транспортных потоков уровень загрязнения атмосферного воздуха у автотрасс выше, чем на других территориях города.

Таблица 3

Структура автопарка по экологическим классам, % (ДПиООС, 2015)

Анализ динамики объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух города за период с 2011 по 2014 гг. незначительно варьировался в диапазоне 927-930 тыс. тонн (рис. 10), заметное снижение выбросов до 880 тыс. тонн отмечалось в 2015 году (Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы, 2016). Однако следует отметить, что данные являются расчетными, в настоящее время научным сообществом обсуждается возможность совершенствования методики расчета с учетом интенсивности и условий движения автомобильного транспорта по улично-дорожной сети, состава потоков автотранспорта, экологических классов автомобилей и моторного топлива.

Фактором, ухудшающим состояние атмосферного воздуха, является возраст автотранспортных средств. В Докладе о состоянии окружающей среды в Москве за 2014 г. отмечается, что возраст зарегистрированных автомобилей в Москве следующий: 34,5%- старше 10 лет, 29,2% - от 5 до 10, 36% - моложе 5 лет. В этой связи основные усилия должны быть направлены на обновление автопарка.

Снижение уровней загрязнения от автотранспорта также требует (помимо обновления автопарка) улучшения условий дорожного движения, а в целях минимизации пользования личным транспортом необходима эффективная работа общественного транспорта.

Недостаточная плотность улично-дорожной сети для города таких масштабов, как Москва, вызывает заторы и низкие скорости движения, что непосредственно влияет на высокий уровень загрязнения воздуха. Примагистральные территории остаются самыми проблемными зонами города.

Рис. 10.

В целом по ЦФО за последние два десятилетия, по данным фоновых наблюдений на стационарах Росгидромета, произошло снижение уровня содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, что обусловлено значительным снижением выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промышленностью. В Москве также отмечается тенденция снижения концентрации загрязняющих веществ. Так, с 2002 г. среднегодовая концентрация оксида азота в атмосфере города снизилась примерно в 4 раза, диоксида серы, твердых частиц (РМ| 0) и озона - в 2 раза (Доклад, 2014). Однако за этот же период времени из-за интенсивного роста автотранспорта не удалось столь значительно снизить среднегодовые концентрации диоксида азота.

Увеличение количества автомобилей высоких экологических классов (4-5-класс), создание зон низких выбросов от автотранспорта, развитие пешеходных пространств и использование велосипедов позволят снизить остроту проблемы автотранспортного загрязнения воздуха. Однако в Москве в настоящее время развитие велотранспорта сталкивается с рядом проблем, в частности, отсутствие связанной велотранспортной сети и велотранспортной инфраструктуры; сезонность, зависимость от погоды; отношение к велотранспорту не как к виду транспорта, имеющему свою нишу по обеспечению пассажирских перевозок, а как к виду рекреации.

Градостроительное развитие Большой Москвы осуществляется в различных инженерно-строительных условиях, которые определяются геологическим строением, гидрогеологическими условиями, прочностными показателями грунтов оснований сооружений, а также характером и интенсивностью антропогенной нагрузки.

Сложность инженерно-геологических условий обусловлена наличием опасных геологических процессов как природного, так и техногенного генезиса.

Оползни зафиксированы на 14% площади Москвы в прежних границах, в наибольшей степени этому процессу подвержены земли Западного, Юго-Западного и Южного АО. Необходимо не только систематическое наблюдение за оползнями, но и обязательный учет этого процесса при проектировании и эксплуатации инженерных сооружений, объектов капитального строительства.

Процессы подтопления также необходимо учитывать при градостроительном проектировании. Основными причинами, вызывающими этот процесс, являются нарушение режима, условий питания и дренирования грунтовых вод в процессе строительства и эксплуатации городских сооружений. Исследования показывают, что в настоящее время в постоянно подтопленном состоянии находится около 30% городской территории и около 20-25% территории г. Москвы периодически подтапливается грунтовыми водами. Наиболее неблагоприятная ситуация с подтоплением отмечается в Восточном административном округе.

Опасные проявления карстово-суффозионных процессов на территории Москвы отмечаются преимущественно в Северо-Западном административном округе. Суммарная площадь всех участков составляет около 15 км 2 . Наиболее проблемным является Ходынский участок, значительная подверженность его территории проявлениям карстово-суффозионных процессов вблизи станций метрополитена доказывает роль техногенного фактора как в возникновении провальных деформаций, так и в дальнейшем их развитии.

Природные условия Новомосковского и Троицкого АО обусловили развитие различных генетических типов экзогенных геологических процессов: заболачивание, овражная эрозия, карст, оползни. По влиянию на условия строительства главными процессами, способными осложнить эксплуатацию зданий и сооружений, являются карст и оползневые процессы.

Значительная расчлененность рельефа эрозионной сетью предопределила развитие оползневых процессов на данной территории. Мелкие оползни широко развиты в подмываемых берегах рек: Волчек, Моча, Вороновка, Лопасня и Пахра. Глубокие оползни фиксируются в бортах долин рек Мочи и Пахры, где юрские глинистые отложения залегают вблизи уреза реки.

Карст достаточно широко распространен на рассматриваемой территории и относится к погребенному типу. Проявления карста в основном приурочены к поймам и низким террасам рек Пахра и Моча. Встречаются карстовые формы также по бортам долин рек и на водораздельных поверхностях. Наибольшей закарстованностыо отличаются участки в долине р. Пахры.

Развитие процесса подтопления характерно для застроенных территорий и участков интенсивного градостроительного освоения, к которым относятся города Троицк, Щербинка, Московский, поселки Коммунарка, Мосрентген и др., вызванного формированием техногенного водоносного горизонта на глубине менее 3,0 метров. Однако масштаб развития данного процесса пока весьма незначителен.

Проблемные территории с точки зрения проявления экзогенных геологических процессов требуют реализации системы защитных мероприятий и учета этих процессов особенно при возведении сооружений с использованием подземного пространства. Для Троицкого и Новомосковского административных округов значительную проблему представляют вопросы защиты территории от катастрофических затоплений.

> Состояние атмосферного воздуха

Атмосферный воздух - это, проще говоря, уличный воздух. Атмосфера Земли - воздушная оболочка вокруг нашей планеты. Это слоеный пирог, даже, точнее, слоеный коктейль из различных газов толщиной примерно 10 тыс. км. Барменом в данном случае является земное притяжение, которое удерживает поближе к земной коре более тяжелые газы, а более легкие парят далеко на периферии, так и норовя улетучиться вовсе в космическое пространство.

Состояние атмосферного воздуха на данный момент плачевно. Воздух, которым дышит человек, представляет собой всего лишь тоненький нижний слой где-то 5 км в высоту: именно в нем мы живем, дышим, его загрязняем и за его чистоту боремся.

Загрязнение атмосферного воздуха - проблема номер один во всем мире, загрязняющие вещества атмосферного воздуха кочуют по всей земной поверхности и равномерно распределяются в воздушной толще. На высоте 3-18 км они впитываются в облака, выпадая на землю кислотными дождями. На высоте 40 км повреждают озоновый слой - естественный щит от губительного солнечного ультрафиолета. И до 100 км атмосфера становится все менее прозрачной, разогревая планету и создавая так называемый "парниковый эффект", постепенно меняющий климат на всех материках и в перспективе способный растопить полярные льды и радикально изменить рельеф земной поверхности.

Состояние атмосферного воздуха таково, что особого смысла в том, чтобы пытаться очистить воздух в каком-то одном городе и даже стране нет, ведь очищенный атмосферный воздух улетит путешествовать, а на его место придет грязный воздух окрестностей. Получается, что, загрязняя воздух у себя в городе, мы вредим в первую очередь не себе, а своим соседям - ближним и дальним. А они нам. Это называется трансграничный перенос (т.е. "перенос через границу"). В Российской Федерации значительная доля загрязняющих веществ в воздухе принесена воздушным потоком из других стран.

Есть еще и естественные загрязнители атмосферного воздуха. Одно извержение вулкана по своему пагубному эффекту далеко превосходит выбросы мощного завода. А еще и весеннее выветривание пашни, и песчаные бури в пустынях, и глобальные процессы гниения органики - в болотах, на свалках, в пищевых цехах. Каждый год с наступлением жаркой погоды начинают гореть гектары тайги и более мелких лесов, справиться с этим пока не под силу никаким государственным службам. В результате всех этих процессов в воздух попадают вредные вещества. Причем вулканическая пыль и гарь от пожаров витает и в тех регионах, где ни вулканов, ни лесов и близко нет.

В России за состояние атмосферного воздуха отвечают Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха", закон "Об охране окружающей среды" и "О радиационной безопасности населения", а также ряд более специальных документов. Все они устанавливают нормативы экологической нагрузки на воздух, предписывают необходимые действия по предотвращению злоупотреблений и санкции за нарушения. Однако, как это часто бывает в России, законы написаны, но никто их не исполняет. Владельцам химических производств нет дела до того, что огромное число граждан в нашей стране дышит воздухом, загрязненным выше любых установленных пределов. Эффективное очистительное оборудование, которое могло бы бороться с огромными объемами вредных выбросов, это отдельная статья расходов, поэтому фабрикантам легче сэкономить, чем обеспечить экологическую безопасность своего хозяйственного объекта.

Кстати, многие процессы, происходящие с "домашним" воздухом, похожи на атмосферные. Согреваемый батареями и радиаторами, воздух потоками поднимается вверх, на его место притягивается более холодный, и таким образом он постоянно перемешивается. Можно сказать, что в каждой комнате, офисе, кабинете существует своя атмосфера, не зря ведь о приятном месте говорят: "здесь особая атмосфера".

Необратимо возрастает тенденция пагубного воздействия на обстановку глобального экоклимата.

В атмосфере возрастает содержание CO2(оксид углерода), интенсивно протекает процесс разрушения озонового экрана Земли, наблюдается выпадение кислотных дождей, нанося урон всему живому существу, теряются ценные виды живых существ, снижается плодородие земель, отравляется вода, происходит обезлесение земной поверхности.

Атмосферный воздух просто необходим для всех живых существ на земле. Например, без еды человек может прожить 30 дней, без воды - 3 дня, а без воздуха - не более 3 минут. Сейчас никого не удивляет использование прошедшую через фильтры воду. Недалек тот день, когда в продаже может появиться и чистый воздух. Особо остро обстоит дело с вопросами охраны атмосферного воздуха в России. На территориях, где сосредоточено 38% городского населения никак не проводятся наблюдения за загрязнением атмосферы, а на территориях с 55% населения наблюдается очень высокий показатель выброса вредных веществ. В России очень слабо развита процедура мониторинга за нормативом выброса в атмосферный воздух загрязняющих веществ. Обоснованием данного явления является следующие причины:

1) ослабление экологического контроля;

2) отстранение от разрешения конкретных экологических задач органов местного самоуправления;

3) изъяны, существующие в экологическом законодательстве;

4) апатичное отношение к проблеме охраны атмосферного воздуха.

Говоря о мониторинге состояния атмосферного воздуха, следует упомянуть о его возложении на Росгидромет. По его показателям определяется качество состояние атмосферного воздуха, но, к сожалению, никак не источник загрязнения. Получается, по предоставляемым сведениям Росгидромета предъявление претензий за превышение норматива загрязнения атмосферного воздуха невозможно. Значение для человечества и окружающей среде атмосферного воздуха трудно переоценить. Эта среда, без которой невозможно было бы представить распространение звука, без которой отсутствовала бы человеческая речь. Атмосфера препятствует попаданию на землю метеоритов, распределяет солнечный свет, защищает землю от перегрева. Однако атмосфера загрязняется выбросом газообразных отходов производства.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в России являются:

1) тепловые электростанции;

2) предприятия черной и цветной металлургии;

3) предприятия нефтехимии;

4) предприятия строительных материалов;

5) автотранспорт.

Следует отметить, что на энергетику в нашей стране приходится большая доля выбросов пыли, громадный процент оксида серы и оксида азота.

Если приоткрыть страницы истории, то мы видим, что в 1952 году, в Лондоне из-за повышенного уровня загрязнений в воздухе умерло 4 тысячи человек.

От выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух страдают и растения и животные. Ни для кого не секрет о важности такого зеленого пигмента в растениях, как хлорофилл. Но хлорофилл разрушается под влиянием сернистого газа и серной кислоты и потому наблюдается ухудшение процесса фотосинтеза. Особо ощутима пагубность влияния сернистого газа и серной кислоты на урожайность сельскохозяйственных культур.

Загрязнение атмосферного воздуха приводит к следующим проблемам:

2) парниковый эффект;

3) озоновые «дыры»;

4) приземной озон;

5) рост заболеваемости;

6) снижение плодородия земель;

7) кислотные дожди.

Смог, или как его еще называют фотохимический туман, возникает из-за превышения выброса токсичных веществ автомобильными транспортами, от лесных пожаров, сжигания угля и т.д. Смог очень пагубно влияет на организм человека.

При смоге наблюдается снижение видимости, воспаление глаз, возникновение удушья, появление бронхиальной астмы.

История России очень хорошо помнит последствия фотохимического тумана 1972 и 2010 годов. В 2010 году в Москве наблюдалось превышение ПДК в несколько раз. Угарный газ был превышен в 7 раз, по взвешенным веществам в 16 раз, по диоксиду азота - более чем в 2 раза. Это явление остро сказалось на числе смертности в Москве, которое увеличилось в это время в два раза. Смог также сопровождался массовой гибелью животных в парках Москвы и в подмосковных лесах. Причиной смога стало осушение болот и добыча из них торфа, что и вызвали торфяные пожары.

Парниковый эффект сопровождается глобальными изменениями климата. Возникает он путем выброса в атмосферу углекислого газа, который создается сжиганием угля, газа, нефти и бензина, обезлесением поверхности земли, которые их задерживают. Как уже отмечалось, парниковый эффект несет в себе неблагоприятные последствия как для человека, так и окружающей среде. Вызываемое гибелью посевов сокращение производства продуктов питания из-за засух или затоплений, неизбежно приведет к недоеданию и голоду. Остро сказывается повышение температуры на обострение заболеваний сердца, сосудов и органов дыхания.

Следует отметить и расширение зоны обитания животных, которые являются переносчиками опасных инфекционных заболеваний. К примеру, можно привести клещи, которые вызывают такое опасное заболевание, как клещевой энцефалит.

Данная проблема требует принятие незамедлительных мер.

Кислотные дожди наносят колоссальный ущерб природе. Они содержат в себе серную и азотную кислоту, источниками возникновения которых служат природные процессы или антропогенная деятельность.

Нельзя не упомянуть версию ученых из Массачусетского технологического университета о причине известного исторического явления как массовое пермское вымирание. По гипотезе ученых, 252 млн лет назад причиной вымирания почти всего живого на Земле являлись кислотные дожди. Массовое пермское вымирание считается одной из крупнейших катастроф биосферы в истории Земли. Оно привело к исчезновению более 90 процентов всех морских видов и 70 процентов наземных видов позвоночных. Кроме того, вымерло более 80 видов всего класса насекомых. Катаклизм также сильно ударил по миру микроорганизмов. Но в кругах ученых нет однозначности в данной версии. По версии американских ученых, вымирание могло произойти из-за кислотных дождей, которые были вызваны сильными выбросами в атмосферу различных веществ, в том числе серы.

Губительны и такие явления как эрозия, деградация и загрязнение земель.

Очень неприятен тот факт, что почвы сельскохозяйственных угодий России ежегодно теряют полтора миллиарда тонн плодородного слоя вследствие эрозии. В показателях снижения урожая вследствие эрозии переваливает почти 50%. Большую роль в борьбе с эрозией играют агротехнические мероприятия, строительство гидротехнических сооружений и т.д. Деградация земель происходит вследствие нарушения растительного покрова из-за освоений месторождений полезных ископаемых, проведения геологоразведочных работ и т.д. Большую опасность представляет собой загрязнение земель свалками бытовых, промышленных отходов. Токсичными веществами бывают загрязнены земли в зонах промышленных предприятий. На долю с чрезвычайно опасным загрязнением земель в России приходится 730 тыс. га.

Следует упомянуть и об опасном влиянии приземного озона на здоровье человека и на окружающую среду. Озон тяжелее кислорода и возникает вследствие химических реакций между окислами азота (NOx)и летучими органическими соединениями (ЛОС) в присутствии солнечного излучения. Основными источниками этих соединений являются выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций, выхлопные газы автомобильного транспорта и бензиновые пары. Очень опасен озон в зонах с повышенной температурой. Речь идет не об озоне, находящемся в стратосфере, а об озоне в тропосфере. Влияние озонового слоя в стратосфере менее опасен, чем приземной озон.

По подсчетам ученых расширение площади озоновой дыры на один процент вызывает повышение заболеваемости раком кожи на 3-6%. Приземной озон опасен заболеваниями легких, удушьем, ухудшением состояния больных бронхитом и астмой. Постоянное нахождение в зоне озона, вызывает появление рубцов в легких. Очень пагубно влияет озон и на растительность. Наблюдения и ряд опытов в Америке показали, что ее жители живут в зонах, где доля содержание озона превышает допустимые нормы. В России прослеживается такая же ситуация, но, к сожалению, такие исследования проводятся очень редко. Очень мало внимания уделяется в России вопросу о приземном озоне. Не только в бывшем СССР, но в нынешней России не было случая проведения конференций, специально посвященных приземному озону. Из тезисов доклада С.Н. Котельникова следует, что общий ущерб здоровью населения России от загрязнения атмосферного воздуха составляет более 37 миллиарда евро в год. Во многих регионах он сопоставим с приростом валового регионального продукта.

Около 65% всех выбросов приходится на европейскую часть России, как результат деятельности промышленности Уральского, Северного и Центрального районов. Лидер – Красноярский край, на втором месте стоит Свердловская область. Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят электроэнергетика, цветная и черная металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка, угольная и газовая промышленность, машиностроение. (рис.2)

Наибольший объем выбросов загрязнений в атмосферу в расчете на одного жителя – в Ямало-Ненецком автономном округе (1079 кг), наибольшее количество токсичных отходов – в Кемеровской области(4752 кг). (рис.1)

Промышленные предприятия должны располагаться с подветренной стороны, чтобы их выбросы с воздушными потоками не перемещались в жилые части города. В городе создается «тепловой колпак», обусловленный особой циркуляцией воздушных масс и концентрирующий в себе загрязнения. Различия между температурой города и соседней сельской местностью могут достигать 8°С.

Нисходящее движение воздушных потоков в антициклоне приводит к скоплению загрязнений в приземных слоях атмосферы. По этой причине сверхвысокая концентрация промышленных предприятий в Кузбассе (в условиях замкнутого котловинного рельефа) привела к особо тяжелым условиям для жизни населения. В условиях циклона воздух активно перемешиваясь и поднимаясь в верхние слои атмосферы, растекается на большие расстояния. При этом снижается степень локального загрязнения, но происходит загрязнение обширных территорий.

Города с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в 1999 г.

Город	Вещества, определяющие высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха
Балаково	Сероуглерод,формальдегид, диоксид азота
Бийск	Формальдегид, взвешенные вещества, диоксид азота
Братск	Формальдегид,фтористый водород, сероуг- лерод,диоксид азота
Екатеринбург	Формальдегид,бенз(а)пирен, акролеин
Иркутск	Формальдегид, взвешенные вещества, диоксид азота
Кемерово	Сероуглерод, аммиак, формальдегид,сажа
Красноярск	Бенз(а)пирен, взвешенные вещества,хлор
Краснодар	Фенол, формальдегид, взвешенные вещества
Липецк	Фенол, аммиак, формальдегид, диоксид азота
Магадан	Фенол, формальдегид, диоксид азота
Магнитогорск	Бенз(а)пирен, фенол, взвешенные вещества
Москва (от- дельные крупные районы)	Аммиак, диоксид азота,формальдегид,
Новокузнецк	Формальдегид, взвешенные вещества, фтористый водород, диоксид азота
Новороссийск	Диоксид азота, бенз(а)пирен,взвешенные, вещества
Омск	Формальдегид, ацетальдегид, сажа
Ростов-на- Дону	Диоксид азота, формальдегид, взвешенные вещества
Селенгинск	Формальдегид, фенол, сероуглерод, метилмеркаптан
Тюмень	Взвешенные вещества, формальдегид, свинец
Улан-Удэ	Взвешенные вещества, формальдегид, Диоксид азота
Хабаровск	Бенз(а)пирен, диоксид серы, диоксид азота, формальдегид,аммиак
Чита	Бенз(а)пирен, формальдегид, взвешенные вещества, диоксид азота
Южно- Сахалинск	Сажа, взвешенные вещества, диоксид азота

Энергетика – 25% всех выбросов загрязняющих веществ. До 70% электроэнергии в России вырабатывается на ТЭС, использующих уголь, при сжигании которого в атмосферу выбрасываются сернистый и серный ангидриды, фтористые соединения и токсичные примеси мышьяка, двуокиси кремния. Загрязнения поступают также и от сточных вод ТЭС: ванадий, никель, фтор, фенолы и нефтепродукты. Также присутствует фактор теплового загрязнения, т.к. при работе турбин отработанный пар охлаждается водой, поступающей затем подогретой на 8-12° С в водоемы. ТЭС, работающие на угле, создают радиационное загрязнение - в летучей золе было обнаружены радиоактивные элементы и продукты их распадов. Причиной является то, что уголь содержит радиоактивный изотоп углерода C-14, примеси калия-40, урана-238, тория-232 и продукты их распада.

Черная металлургия В 2000 г. Выбросы вредных веществ составили 2396 тыс. т. Сброс загрязненных сточных вод составил 761,1 млн м². За год образовалось 31 941,7 токсичных отходов. При получении стали для поддержании реакции используется кислород. Процесс сопровождается интенсивным выделением дымовых газов, содержащих оксид углерода. Также в отходящих газах содержится сернистый газ, т.к. железные руды содержат соединения серы. Загрязнение от металлургического предприятия распространяется на 15-25 км. Производство чугуна и стали в России сопровождается образованием более 70 млн т металлургических шлаков, из которых используется половина.

Цветная металлургия При получении 1 т алюминия расходуется около 38-47 кг фтора, при этом 65% попадает в атмосферу. Особую опасность представляют выбросы соединений высокотоксичных металлов: свинец, ртуть, медь, кадмий, цинк и большое количество обжиговых газов, содержащих соединения серы и фтор. Второй после теплоэнергетики загрязнитель сернистым газом. При этом в шлаках содержание ценных компонентов часто оказывается выше, чем в исходных рудах.

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность В мире добывается более 4 млрд нефти, потери которой при добыче, транспортировке и переработки составляют 50 млн т. Процесс загрязнения воздуха начинается уже при добыче из-за выброса попутных газов, содержащих сероводород. При нефтепереработке серосодержащие соединения превращаются в сернистый газ, обнаруживающийся вокруг заводов в радиусе 12-20 км. Кроме сероводорода и сернистого газа нефтехимические производства насыщают атмосферу углеводородами, метанолом, алкилнитрилом, ацетонитрилом, дихлорэтеном и хлорэтеном, органическими кислотами и ангидридами, оксидами серы, азота, углерода, сероуглеродом.

Химическая промышленность Загрязняет атмосферу соединениями серы (SO2, SO3, H2SO4, H2S, CS2, меркаптанами), азота (NO, NO2, NH3, HNO2, HNO3 и др.), хлора, фтора. Выбрасывает в атмосферу оксид углерода, диоксид азота, сернистый ангидрид, сероводород, хлористые и фтористые соединения.

Автомобильный транспорт – главный загрязнитель атмосферы городов. В выбросах автомобильных двигателей содержатся оксид и диоксид углерода, сернистый ангидрид, углеводороды, окислы азота, соединения свинца, пыль, сажа. (рис. 3) Помимо загрязнения токсичными выхлопами автомобиль поднимает клубы пыли, содержащие кремний, окись железа, барий. Одной резины каждый автомобиль рассеивает около 10 кг.

Большую долю в загрязнение воздуха вносит промышленность строительных материалов , использующая ежегодно около 2 млрд т минерального сырья. На всех этапах производства стройматериалов выделяется пыль, разнообразная по составу и физико-химическим свойствам.. Пыль цементных заводов – источник загрязнения тяжелыми металлами.

Исследования показали, что по качеству атмосферного воздуха Восточно-Сибирский район является самым неблагоприятным для проживания. Наиболее высокий показатель смертности: 14,9 на 1000 человек. По каждому району имеются убедительные данные о влиянии загрязнения атмосферного воздуха на показатели заболеваемости населения. Повысилась частота врожденных пороков развития среди новорожденных в Новокузнецке, Кемерово, увеличилась степень заболеваемости раком легких в городах, где находятся алюминиевые заводы и предприятия черной металлургии. Курорты Черноморского и Каспийского побережий Кавказа стали зоной экологического бедствия.

По материалам: Бондарев В.П., Долгушин Л.Д., Залогин Б.С. "Экологическое состояние территории России", Москва, 2004

Л.Ф. Голдовская "Химия окружающей среды", Москва, 2007

Состав атмосферы. Атмосфера состоит из смеси нескольких газов, называемой воздухом, в котором находятся во взвешенном состоянии жидкие и твердые частички. Основными газами сухого воздуха являются азот (более 78% по объему) и кислород (около 21%), заметная доля принадлежит аргону (около 1%) и углекислому газу (около 0,03%). Кроме того, в атмосфере содержатся в ничтожных количествах криптон, ксенон, неон, гелий, водород, озон, йод, радон, метан, аммиак, перекись водорода, закись азота и другие газы. В атмосфере имеется переменное количество водяного пара в пределах от почти 0 до 4%.

Процентное содержание составных частей сухого воздуха до высоты примерно 100 км мало меняется. На высотах от 10-20 до 50-60 км при поглощении кислородом ультрафиолетовой радиации Солнца образуется озон. Выше 80 км под действием ультрафиолетовой и корпускулярной радиации Солнца в атмосфере преобладают заряженные атомы кислорода и азота, заряженные молекулы окиси азота и свободные электроны. Выше 1000 км атмосфера состоит в основном из гелия, а выше 2000 км - из водорода. Количество водяного пара сильно уменьшается с высотой. На высоте 5 км его количество в 10 раз меньше, чем у земной поверхности, а на высоте 8 км - в 100 раз меньше.

Первичная атмосфера Земли состояла главным образом из водяных паров, водорода и аммиака. Под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца водяные пары разлагались на водород и кислород. Водород в значительной части уходил в космическое пространство, кислород вступал в реакцию саммиаком и образовывались азот и вода. На раннем этапе геологической истории Земли в атмосфере преобладал углекислый газ, который поступал из недр при интенсивных вулканических извержениях. С появлением в конце палеозоя зеленых растений кислород стал поступать в атмосферу в результате разложения углекислого газа при фотосинтезе, и состав атмосферы принял современный вид.

Взвешенные частички в атмосфере называются аэрозолями. К ним относятся водяные капли и кристаллы, пыль минерального и органического происхождения, дым и пепел от лесных пожаров, сгорания топлива и вулканических извержений, частички морской соли, микроорганизмы, космическая пыль и продукты радиоактивного распада, возникающие при испытательных взрывах атомных и термоядерных бомб. Аэрозоли содержатся главным образом в самых нижних слоях атмосферы. Многие из них служат ядрами, на которых начинается конденсация водяного пара при образовании облаков и тумана.

Физическое состояние атмосферы. Рассмотрим основные характеристики физического состояния атмосферы, от которых в первую очередь зависит ее строение и роль в развитии географической оболочки. К этим характеристикам относятся температура, давление и плотность воздуха и производное от них движение воздуха.

Давление, плотность и температура связаны между собой уравнением состояния газов

где Р - давление, ρ - плотность, Т - температура по абсолютной шкале, R - газовая постоянная, зависящая от природы газа. С достаточным приближением это уравнение применимо и для атмосферы. Из уравнения следует, что плотность и температура пропорциональны давлению. Следовательно, если с высотой давление уменьшается, то должны уменьшаться плотность и температура.

Среднегодовая температура воздуха у земной поверхности 14°. Она варьирует в широких пределах: ее крайние значения от +58° (в тропических пустынях) до -88° (в Антарктиде). С высотой температура, как правило, понижается по сложному закону.

Давление, оказываемое атмосферой на земную поверхность, составляет на уровне моря в среднем 1013 мб. Самое высокое давление, приведенное к уровню моря, зарегистрировано в Азии (1080 мб), самое низкое - в Тихом океане (887 мб). С высотой давление убывает примерно в геометрической прогрессии, когда высота возрастает в арифметической прогрессии. На уровне 5 км давление почти вдвое ниже, чем на уровне моря, на уровне 10 км - в 4 раза, на уровне 20 км - в 18 раз ниже.

Плотность воздуха уменьшается с высотой меньше, чем давление. У поверхности земли плотность в среднем равна 1250 г/ж 3 , на высоте 5 км - 735 г/м 3 , 10 км - 411 г/м 3 , 20 км - 87 г/м 3 .

В связи с изменением давления воздух постоянно перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях, что приводит к обмену тепла и влаги на земной поверхности и в нижнем слое атмосферы. Горизонтальное перемещение воздуха происходит со средней скоростью у земной поверхности 5-10 м/сек, максимальной более 50 м/сек. В высоких слоях атмосферы наблюдаются скорости 100 м/сек и более. Вертикальное перемещение воздуха происходит со скоростью от нескольких метров до 10-20 м/сек.

Строение атмосферы. В вертикальном направлении атмосферу можно представить состоящей из нескольких концентрических слоев, сравнительно резко отличающихся по своим физическим свойствам. Давление и плотность атмосферы понижаются с высотой постепенно и не могут являться причиной скачкообразного изменения свойств атмосферы. Изменение же температуры, связанное с давлением и плотностью уравнением состояния газов, понижается постепенно лишь до определенной высоты. Далее в ход температуры вмешивается ультрафиолетовое и корпускулярное

излучение Солнца, где давление и плотность уже малы. Ультрафиолетовое излучение приводит к образованию слоя озона, в связи с чем понижение температуры с высотой сначала уравновешивается, а затем температура повышается. На высотах, где влияние озона перестает сказываться, температура вновь начинает понижаться. На высотах более 80 км под действием ультрафиолетового и корпускулярного излучения Солнца происходит образование ионов в атмосфере, что опять приводит к повышению температуры (рис. 10). Таким образом, основной причиной концентрического строения атмосферы является ультрафиолетовое и корпускулярное излучение Солнца.

Нижний слой атмосферы высотой до 17 км над экватором и 8 км над полюсами называется тропосферой. Температура в тропосфере понижается с высотой в среднем на 0°, 6 на каждые 100 м. В тропосфере происходит непрерывное перемешивание воздуха, образуются облака, выпадают осадки. В ней сосредоточено до 4/5 всей массы атмосферы и почти весь водяной пар. Процессы, происходящие в тропосфере, непосредственно влияют на погоду и климат. Нижний слой тропосферы, примыкающий к земной поверхности, называют приземным слоем. Здесь особенно резко выражены изменения температуры в течение суток и года. Слой от земной поверхности до высоты порядка 1000 м называется слоем трения, в котором уменьшается скорость ветра и меняется его направление. Слой трения оказывает большое влияние на общую циркуляцию атмосферы. В процессе последней тропосфера расчленяется на отдельные воздушные массы, которые более или менее длительное время сохраняют индивидуальные физические свойства (температуру, влажность, содержание пыли). Горизонтальное распространение воздушных масс измеряется тысячами километров.

Над тропосферой до высоты порядка 55 км расположена стратосфера. В ней выделяется слой озона с максимальной концентрацией его на высоте от 25 до 30 км. Нижняя стратосфера имеет более или менее постоянную температуру около -70° над экватором и от -45 до -65° над северным полюсом. С высоты 25 км температура начинает расти и у верхнего предела стратосферы достигает 10-30°. Распределение температуры в стратосфере является причиной господства горизонтального переноса воздуха, что приводит, в частности, к обмену воздушных масс между широтами.

На высотах порядка от 55 до 80 км расположена мезосфера. Здесь температура падает с высотой до нескольких десятков градусов у верхней границы и поэтому преобладает вертикальное движение воздуха.

Над мезосферой до высоты порядка 1200 км расположена ионосфера (термосфера). Температура в ней с высотой повышается до 1000°, а возможно и более. Физические свойства ионосферы зависят главным образом от магнитосферы Земли, солнечной активности и их колебаний. Это приводит, в частности, к образованию постоянных и временных слоев и облаков с повышенной плотностью ионизированного газа. Сильная изменчивость свойств ионосферы косвенно влияет и на состояние нижних слоев атмосферы, а следовательно, на погоду и климат.

Над ионосферой расположена протоносфера, состоящая в основном из ионов водорода (протонов). Она распространяется до верхней границы магнитосферы.

Документация