5.1 Мониторинг атмосферы

Атмосфера играет решающую роль в переносе загрязняющих веществ на большие расстояния и вносит значительный вклад в загрязнение удаленных территорий. Она широко загрязнена хлорорганическими пестицидами (ХОП), такими как ГХЦГ и ДДТ, и полиароматическими углеводородами (ПАУ), такими как                          3,4-бенз(а)пирен (3,4-БП), которые классифицируются как супертоксиканты. Региональные различия в атмосферных концентрациях этих пестицидов и их метаболитов зависят в первую очередь от климатических условий и конкретных источников загрязнения.

Важным показателем для оценки общего потока загрязнения на поверхность является содержание загрязняющих веществ в атмосферных осадках. Загрязнение пестицидами атмосферных осадков является региональной проблемой, тесно связанной с их концентрацией в воздухе. Наиболее эффективным методом контроля источников загрязнения является прямое измерение выбрасываемых загрязняющих веществ. Выбросы обычно делятся на три группы: организованные, летучие и распределенные.

Организованные выбросы происходят от стационарных источников, обычно оснащенных высокими дымовыми трубами, и выбрасывают большие объемы и концентрации загрязняющих веществ. Летучие выбросы, с другой стороны, выбрасывают меньшие количества токсичных веществ в атмосферу из помещений предприятий. Эти выбросы происходят на меньшей высоте и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с организованными выбросами. На распределенные выбросы влияют такие факторы, как количество и тип автотранспорта, а также использование пестицидов и удобрений в сельском хозяйстве, в частности, с помощью авиации.

К основным характеристикам выбросов относятся их качественный состав, на который влияют уровень производства и технологии, концентрация загрязняющих веществ и интенсивность выбросов (масса выбрасываемого вещества в единицу времени). В данной классификации выделены основные загрязнители окружающей среды: оксиды серы, азота и углерода; аммиак; газообразные фреоны; вещества в аэрозольной и паровой фазах; углеводороды; ртуть.

Большое значение имеют также загрязняющие вещества, образующиеся при сжигании природного топлива (угля, газа, нефти) на электростанциях, промышленных предприятиях и в транспорте. Поскольку сгорание топлива никогда не бывает полным, загрязняющие вещества всегда присутствуют в таких выбросах. Особенно сильными загрязнителями атмосферы являются углеводороды, включающие прямоцепочечные (метан) и разветвленные (изобутан, изопентан) структуры, ненасыщенные соединения (этилен, ацетилен), ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол), промышленные соединения (производные хлора, спирты) и другие. Эти углеводороды попадают в атмосферу через дымовые газы теплоцентралей, выбросы топливохранилищ, газовых и нефтяных скважин и, в первую очередь, выхлопные газы автомобилей. До 80 % атмосферных углеводородов приходится на десять специфических соединений: этан, этилен, ацетилен, н-бутан, изопентан, пропан, толуол, н-пентан, ксилол и изобутан, перечисленные в порядке убывания средней концентрации.

Углеводороды могут вступать в реакцию при определенных условиях, образуя мощные канцерогены. Они также способствуют образованию смога под воздействием ультрафиолетового излучения. Концентрация углеводородов в атмосфере колеблется от нескольких мг/м³ до нескольких десятков мг/м³. Оксиды азота (NO и NO₂) являются основными источниками загрязнения атмосферы и образуются из дымовых газов металлургических предприятий, производства азотных удобрений и, в частности, выхлопных газов автомобилей. Их концентрация в атмосфере колеблется от тысячных до десятых долей мг/м³.

Озон, важнейший компонент атмосферы, выполняет множество жизненно важных функций для жизни на Земле. Он защищает биосферу от вредного солнечного ультрафиолетового излучения в стратосфере и помогает поддерживать глобальный температурный баланс, поглощая инфракрасное излучение в тропосфере. Его фотохимическая активность существенно влияет на состав и циркуляцию атмосферы. Однако истощение озонового слоя представляет серьезную опасность, включая повышенное воздействие вредного ультрафиолетового излучения, разрушение экосистем и здоровья человека.

Различные виды человеческой деятельности, такие как промышленное производство, авиация и запуски ракет, способствуют истощению озонового слоя. Кроме того, индустриализация и транспорт приводят к повышению уровня озона на поверхности Земли благодаря таким процессам, как электрическое искрение и радиационные выбросы от различных источников.

Несмотря на свою важность, озон также является мощным окислителем и токсичным газом, превосходящим по токсичности угарный газ. Он представляет собой мутагенный риск и излучает радиацию, способную нанести вред как организмам, так и микроорганизмам.

Сероводород, еще один вредный загрязнитель атмосферы, образуется в результате различных промышленных процессов, таких как добыча газа, целлюлозно-бумажные комбинаты и заводы по производству синтетического волокна. Контроль чистоты воздуха с помощью газоанализаторов имеет решающее значение для борьбы с загрязнением, хотя это лишь один из аспектов более широкой деятельности по поддержанию чистоты воздуха [11].