Повітряний басейн і його охорона
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.
В целом воздушный бассейн зоны Севера значительно чище, чем в более южных широтах. По мнению американских экспертов, оценивавших спрос на туризм, зона канадского Севера и Аляски привлекает все большее внимание как место отдыха экологической чистотой, не сравнимой с другими областями мира.
Однако в районах интенсивного индустриального развития на Севере атмосфера сильно загрязняется, а очищение ее в этих условиях затруднено. Масса зеленых растений на Севере, особенно в тундре, невелика по сравнению с южными районами. Вегетационный период краток — иногда всего два-три месяца. Вследствие этого кислорода здесь воспроизводится с единицы площади значительно меньше. Подсчитано, что 1 гектар южнотаежных лесов выделяет за год 13—14 тонн кислорода и поглощает 16— 17 тонн углекислого газа. Та же площадь северотаежного леса выделяет 2—3 тонны кислорода и поглощает 3 тонны углекислого газа. Следовательно, для того чтобы насытить воздух кислородом, на Севере нужна «работа» больших площадей, чем на Юге.
В тех случаях, когда города и промышленные центры плохо «проветриваются», а воздух над ними слабо очищается осадками, происходит местное загрязнение атмосферы. Иногда оно бывает на Севере весьма значительным. Например, медеплавильные заводы Норильска выбрасывают в атмосферу большое количество сернистого газа. В то же время горнометаллургический комбинат освоил передовую технологию плавки металла в жидкой ванне, позволяющую почти полностью утилизировать отходящие газы. Однако пока только на одной печи утилизируют газы, получают из них серу и серную кислоту. Остальные печи по-прежнему отравляют атмосферу города и его окрестностей. При этом страдает и живая природа. В озерах близ Норильска не стало рыбы, в радиусе 50 километров от комбината погибла древесная растительность, тундра повреждена на семи миллионах гектаров. Ежегодно на природоохранную деятельность Норильский комбинат расходует около 20 миллионов рублей, но, по-видимому, этого недостаточно. Устаревшую технологию нужно менять: это дорого, однако здоровье людей неизмеримо дороже. То же можно сказать и в отношении «здоровья» природы. Существенно, что современная, экологически выдержанная технология может оправдать себя и в прямом экономическом отношении. Так, например, новый Надеждинский металлургический завод в Норильске, первая очередь которого пущена в 1979 году, — первый завод в цветной металлургии «третьего поколения». На нем от начала до конца процессы обогащения талнахского концентрата проходят в герметично закрытых емкостях. Такая технология позволяет, получая металл, одновременно вырабатывать 450 тонн пара в час и 240 тысяч тонн серы из металлургических отходящих газов в год. На заводе введена система замкнутого водооборота. Пар, вырабатываемый заводом, используется для отопления промышленного поселка Кайеркан.
Северу свойственна ветреная погода, особенно в открытой тундре и вблизи морских побережий. Однако в условиях континентального климата на Севере внутри материков создаются анти-циклональные условия. При этом в долгие зимы воздух малоподвижен, застаивается, особенно в межгорных котловинах. Дополнительно зимой наблюдается инверсионное выхолаживание, при котором самый холодный воздух скапливается в долинах. В этих условиях загрязненный воздух накапливается вблизи городов и промышленных центров. В связи с этим не рекомендуется в условиях континентального Севера строить города в слабопродуваемых межгорных котловинах. Во всех случаях необходимо учитывать направление господствующих ветров, не располагать населенные пункты в шлейфах загрязненного воздуха.
Особенно опасны загрязнения воздуха крупными промышленными предприятиями. На Севере это прежде всего горно-металлургические комбинаты, крупные ТЭЦ, угольная промышленность. Тепловые угольные электростанции средней мощности за сутки выбрасывают в атмосферу 100—150 тонн сернистого газа и примерно столько же пыли. Наблюдения за растительностью и другими компонентами природы вокруг промышленных центров Севера свидетельствуют о том, что результаты загрязнения сказываются в десятках и даже сотнях километров от промышленных объектов.
Запыление воздуха ведет к загрязнению почв и растительности. В тундре и лесотундре это приводит к изменению теплообмена между воздухом и почвой. В результате вечномерзлые грунты деформируются, образуются просадки, западины, овраги. Деформация поверхности от запыления проявляется в тундре и лесотундре на расстоянии 30—50 километров от промышленных объектов.
Химическое загрязнение воздуха ведет к гибели растений. Прежде всего гибнут лишайники, очень чувствительные к загрязнению воздуха. На исследовании лишайников разработана особая система биоиндикации загрязненности воздушного бассейна. Разные виды лишайников по-разному реагируют на загрязнение; особенно чувствительны к загрязнению воздуха лишайники рода Usnea. Некоторые из них живут на ветвях деревьев. Обросшие лишайниками, лохматые нижние ветви деревьев, особенно хвойных, — превосходный показатель чистой атмосферы. И наоборот: голые, лишенные обрастаний ветви — признак грязного воздуха. Окрестности многих северных промышленных городов стали сейчас лишайниковыми пустынями, площади которых достигают 200 тысяч километров.
Мхи, как бескорневые растения, также очень чувствительны к загрязнению воздуха, хотя и в меньшей степени, чем лишайники.
При концентрации сернистого газа 0,3—0,4 миллиграмма на кубометр такие виды деревьев, как ель, сосна, кедр, пихта, можжевельник, начинают отмирать. Концентрация окислов азота выше 0,09 миллиграмма на кубометр ведет к гибели хвойных лесов. Более устойчива из хвойных деревьев лиственница, меняющая в течение года всю свою загрязненную хвою. Еще более устойчивы к загрязнению воздушного бассейна лиственные породы: ольха, ива, рябина и береза. Они же осаждают на себе значительно больше пыли, чем хвойные. Следовательно, при озеленении городов и поселков нужно ориентироваться на лиственные породы деревьев, а из хвойных — на лиственницу.
Вообще влияние газовых промышленных загрязнений на природу Севера очень велико. При большой влажности воздуха, во время туманов и мороси, столь обычных на Севере, сернистый газ вступает в реакцию с водой, образуя пары серной кислоты. Вместе с осадками кислота попадает на растительность, в почву, в водоемы, в дыхательные пути человека и животных. Аналогично действуют окислы азота. От кислотных дождей, становящихся бедствием Севера, страдают многие районы.
Бороться с промышленными загрязнениями воздушного бассейна на Севере не только нужно, но и можно. Способы в основном уже известны. Они те же, что и в южных районах. Это создание очистных сооружений и безотходных технологий в производстве. Это непросто и дорого. Как правило, приходится отказываться, хотя бы частично, от прежних технологических процессов, перестраивать производство, на время приостанавливать работу заводов. Однако делать это необходимо. Важно, чтобы все новые промышленные предприятия строились с расчетом на новую, не вредящую окружающей среде технологию. При хорошо разработанной технологии безотходное производство выгодно экономически, так как могут быть уловлены и использованы многие ценные вещества, ранее бывшие простыми загрязнителями.
Так, например, в тепловой энергетике это создание высокоэффективных агрегатов по улавливанию и утилизации газообразных отходов, в первую очередь окислов серы — сырья для производства серной кислоты и различных сульфатов, широко применяемых во многих отраслях народного хозяйства. Окупаются такие установки в течение нескольких лет. Но главное даже не в этом, а в том, что воздух остается чистым.
В последние годы все более выясняется, что загрязнение воздушного бассейна Арктики достигает самых высоких широт и что виновниками этого загрязнения могут быть и очень далекие источники.
В 1983 году объединенная воздушная экспедиция специалистов из США, Канады, ФРГ, Норвегии провела исследование загрязнения воздушного бассейна на протяжении от Аляски до Северной Скандинавии. Выявились два источника загрязнения: естественное запыление и загрязнение продуктами промышленного происхождения. Частицы пыли оказались принесенными из пустынь Восточного Китая и Монголии. Природные частицы легко отличались по наличию в них аллюминия. В промышленных загрязнителях его практически нет. Показателем промышленного загрязнения был ванадий. Источниками промышленного загрязнения могли быть самые различные индустриально развитые страны. Ранней весной в 1 кубометре воздуха содержалось 2 миллиграмма сульфатов, около 1 микрограмма органического углерода, от 0,3 до 0,5 микрограммов углерода, имеющего неорганическое происхождение (сажа).
Оказалось, что воздух Арктики практически лишен загрязнителей поздней весной и летом. Это связано с метеорологическими условиями, препятствующими в эту пору поступлению в Арктику воздушных масс из континентальных областей. Начиная с октября, когда воздух над Арктикой становится более сухим, открывается возможность для переноса с континентов в Арктику загрязнителей естественного и промышленного происхождения.
В последнее время особой и очень важной проблемой, привлекшей внимание мировой общественности, стало нарушение озонового слоя в земной атмосфере в приполярных областях планеты. Озоновый «щит» предохраняет на Земле все живое от опасного ультрафиолетового излучения. Разрушение этого «щита» привело бы к гибели жизни на Земле, в том числе и человечества. Сперва нарушение озонового слоя и образование «озоновой дыры» было обнаружено в Антарктиде. Здесь это явление достигло опасных размеров: площадь «дыры» составила почти пять миллионов квадратных километров, местами она вышла за пределы континента. В последние годы наблюдается снижение концентрации озона и над Арктикой, а в районе Шпицбергена наметилось образование небольшой «озоновой дыры».
Есть несколько гипотез, пытающихся объяснить причины прогрессирующего разрушения озонового слоя. Некоторые ученые считают, что обнаруженное явление имеет естественный, обратимый характер. Однако почти нет сомнения в том, что озоновый слой разрушается в результате загрязнения атмосферы. Доказано, что количество озона временно уменьшилось в результате былого проведения ядерных взрывов в атмосфере. Сейчас решающее значение придают фреонам, сохраняющимся в верхних слоях атмосферы в течение 70—80 лет. Вступая в химическую реакцию с озоном, они разрушают его. Фреоны попадают в окружающую среду в результате использования многих современных технологий: при использовании разнообразных аэрозолей, холодильников, в том числе бытовых, рефрижераторных машин. Во многих промышленно развитых странах уже принято решение о запрещении производства и использования фреонов. В приполярные области эти загрязнители попадают в первую очередь, вовлекаясь в естественную вихревую циркуляцию атмосферы, возникающую в высоких широтах, особенно в Антарктиде.
Озоновая проблема — характерный пример острой и опасной для жизни на Земле борьбы технологий с природой. Не исключено, что возникшее нарушение равновесия в природе земной атмосферы будет очень трудно вернуть в исходное состояние.