Я думал, что этим утром видел голубую сойку. Но смог был таким сильным, что в действительности она оказалась бабочкой-кардиналом, переводящей дыхание. Майкл Дж. Коен
Глубоко вдохните. Около 99% воздуха, поступившего в ваши легкие, составляют газы азот и кислород. Вы также вдохнули трудно уловимое количество других газов, мельчайшие капельки различных жидкостей и частицы твердых веществ. В воздухе городов обнаружено до 2800 составляющих. Многие из этих химических веществ считаются загрязнителями воздуха. Источниками большинства из них являются легковые и грузовые автомобили, электростанции, фабрики, сигареты, моющие средства и т. д. Повторное воздействие даже очень малых количеств многих из этих химических веществ может повредить легочные ткани, растения, строения, металлы и другие материалы. Изменения химического состава атмосферы из-за -загрязнения воздуха могут также привести к локальным, региональным и глобальным климатическим изменениям и к увеличению количества поступающей к поверхности Земли вредной солнечной ультрафиолетовой радиации. Этими критическими для планеты проблемами мы обязаны заняться незамедлительно.
4-1. ТИПЫ И ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ВНУТРИ И ВНЕ ПОМЕЩЕНИЙ Наши воздушные ресурсы. Атмосфера — тонкая газовая оболочка, окружающая Землю, разделена на несколько сферических слоев, очень похожих на налегающие друг на друга чешуйки луковицы (рис. 4-1). Около 95% массы воздуха приходится на внутренний слой— тропосферу, простирающуюся вверх над поверхностью Земли только примерно на 17 километров (11 миль). Если Землю сравнить с яблоком, то обеспечивающая нашу жизнь воздушная оболочка соответствует толщине его кожуры.
Около 99% объема чистого сухого воздуха в тропосфере состоит из двух газов: азота (78%) и кислорода (21%). Остающийся объем воздуха в тропосфере содержит немного менее 1% аргона и около 0, 035% диоксида углерода. Воздух в тропосфере содержит также водяные пары в количестве, меняющемся от 0, 01% у холодных полюсов до 5% во влажных тропиках. Огромные массы воздуха в тропосфере находятся в постоянном движении, так как нагретый солнцем воздух поднимается и замещается холодным. Физические процессы, , вызывающие эти перемещения воздуха в тропосфере, являются ключевыми факторами, определяющими земные климат и погоду (раздел 5-1, т. 1). Они также влияют на типы и распределение вредных химических веществ в тропосфере. По мере перемещения над земной поверхностью чистый воздух впитывает в себя ничтожные количества различных химических веществ, как природного, так и антропогенного происхождения. Попав в тропосферу, эти потенциальные загрязнители воздуха перемешиваются по вертикали и горизонтали и часто вступают в химические реакции друг с другом или с другими естественными компонентами атмосферы. Движение и турбулентное перемешивание воздуха помогают разбавлению потенциальных загрязнителей, однако долгоживущие загрязнители переносятся на большие расстояния, прежде чем осаждаются на земную поверхность в виде твердых частиц, капелек жидкости или химических веществ, растворенных в осадках. Второй слой атмосферы, располагающийся на высоте от 17 до 48 километров (от 11 до 30 миль), называется стратосферой (рис. 4-1). Он содержит небольшое количество газообразного озона (О3), который отфильтровывает около 99% поступающей вредной ультрафиолетовой (УФ) радиации (рис. 4-3, с. 136, т. 1). Наличие этого тонкого озонового слоя в стратосфере защищает нас от избыточного загара, рака кожи и катаракты глаз. Этот глобальный солнечный зонтик предохраняет также от повреждений некоторые растения и водные организмы.
Поглощая высокоэнергетическую УФ радиацию, стратосферный озон предохраняет также большую часть кислорода в тропосфере от превращения В озон. Ничтожное количество озона, которое формируется в тропосфере как компонент городского смога, губительно действует на растения, дыхательную систему людей и других животных, а также на материалы, такие, как резина. Таким образом, наше здоровье зависит от наличия необходимого количества “хорошего” озона в стратосфере и от отсутствия “плохого” озона в тропосфере. К сожалению, наша деятельность уменьшает количество стратосферного озона и увеличивает его содержание тропосфере. Состав, температура и способность к самоочищению земной атмосферы меняются с момента формирования планеты. Однако в течение последних двух столетий, и особенно в течение последних пятидесяти лет, атмосфера Претерпела максимальные изменения, обусловленные деятельностью человека, в частности сжиганием ископаемого топлива, лесов и другой растительности, обезлесением, развитием промышленности и сельского хозяйства Основные типы загрязнений открытого воздуха. В тех случаях, когда концентрация нормальных составляющих атмосферы либо химических веществ, попавших в атмосферу или образовавшихся в ней, доходит до уровня, наносящего вред людям, животным, растениям, металлам, камням или другим материалам, соответствующие вещества считаются загрязнителями воздуха. В тропосфере насчитываются сотни загрязнителей. Однако наибольшее загрязнение открытого воздуха вызывают девять основных классов загрязнителей:
1. Оксиды углерода. Оксид углерода (СО) и диоксид углерода (СО2). 2. Оксиды серы. Диоксид серы (SO2) и триоксид серы (SO3).
3. Оксиды азота. Оксид азота (NO), диоксид азота (NO2) и закись азота (N2О). 4. Летучие органические соединения (ЛОС). Сотни составляющих, такие, как метан (СН4), бензин (С6Н6), хлорфторуглероды (ХФУ) и халоны, содержащие бром. 5. Взвешенные частицы (ВЧ): тысячи различных типов твердых частиц, таких, как пыль (почвы), сажа (углерод), асбест, соли свинца, мышьяка, кадмия, нитратные (NO3) и сульфатные (S042-) соли и жидкие капельки химических веществ, такие, как серная кислота (H2SO3), нефть, полихлориро-ванные дифенилы (см. с. 158— 159), диоксины (см. с. 131—132) и различные пестициды (глава 6). 6. Фотохимические окислители. Озон (О3), пероксиацетилнитраты, перекись водорода (Н2О2), радикал гидроксила (ОН) и альдегиды, такие, как формальдегид (СН2О), образующийся в атмосфере при взаимодействии кислорода, оксидов азота и летучих гидрокарбонатов под влиянием солнечного света. 7. Радиоактивные вещества. Радон-222, йод-131, стронций-90, плуто-ний-239 и другие радиоизотопы, попадающие в атмосферу в форме газов или взвешенных частиц. 8. Тепло. Выделяется при любом превращении энергии из одного вида в другой, особенно при сгорании ископаемого топлива в автомобилях, на фабриках, в домах и на электростанциях (см. с. 72, т. 2). 9. Шум. Создается автотранспортом, самолетами, поездами, промышленными станками, строительными машинами, газонокосилками, пылесосами, пищевыми миксерами, сиренами, радио, кассетными плейерами и т. д. (см. с. 74, т. 2). Каждое из этих химических веществ или видов энергии (тепло или шум) может рассматриваться как первичный или вторичный загрязнитель. Первичные загрязнители воздуха, такие, как диоксид серы, непосредственно попадают в воздух в результате природных или антропогенных процессов. Вторичные загрязнители воздуха, такие, как серная кислота, образуются уже в воздухе в результате химических реакций между первичными загрязнителями и одной или несколькими составляющими воздуха (рис. 4-2).
Загрязнители в виде взвешенных частиц остаются в атмосфере в течение различных промежутков времени в зависимости главным образом от относительных размеров частиц (рис. 4-3) и от климата. Большие частицы с диаметром больше 10 микрометров (около 0, 000039 дюйма) обычно остаются в атмосфере только день или два перед тем, как быть возвращенными на землю силой тяжести или с осадками. Частицы средних размеров с диаметрами от 1 до 10 микрометров, как правило, остаются во взвешенном состоянии в течение нескольких суток. Тонкие частицы с диаметрами меньше 1 микрометра могут оставаться в тропосфере одну или две недели, а в стратосфере от одного до пяти лет— достаточно долго, чтобы быть разнесенными по всему миру. Эти мелкие частицы особенно опасны для здоровья человека, так как слишком малы, чтобы отфильтровываться естественным образом. Они могут также приносить на своей поверхности капельки или частицы ядовитых или канцерогенных загрязнителей. Источники загрязнителей открытого воздуха. Естественными источниками загрязнителей открытого воздуха являются лесные пожары, вызываемые молниями, пыльца, переносимая набольшие расстояния, ветровая эрозия почв, извержения вулканов, испарение летучих органических составляющих с листьев (главным образом терпеновых гидрокарбонатов, ответственных за запах сосен и других растений), продукты бактериального разложения органических веществ, морские брызги (частицы сульфатов или солей) и естественная радиоактивность (газ радон-222 из отложений урана, фосфатов и гранита). Большинство выбросов в атмосферу от естественных источников, разбросанных по всему земному шару, растворяются и рассеиваются в атмосфере и редко достигают концентраций, способных нанести серьезный ущерб. Исключением являются массивные внедрения в атмосферу диоксида серы и взвешенных частиц во время сильных вулканических извержений и проникновение радиоактивного газа радон-222 внутрь зданий. Загрязнение воздуха не новое явление (см. с. 185), но после промышленной революции увеличилось число типов и количество загрязнителей воздуха. Как правило, загрязнение открытого воздуха в Соединенных Штатах обусловливается пятью группами загрязнителей: оксидом углерода, оксидами азота, оксидами серы, летучими органическими соединениями (главным образом углеводородами) и взвешенными частицами (рис. 4-4). Другими главными загрязнителями являются озон и свинец (см. с. 160—163). В индустриальных странах большинство этих загрязнителей поступает в атмосферу при сжигании ископаемого топлива на электростанциях и промышленных предприятиях (. стационарные источники) и в автотранспорте (подвижные источники). При сгорании ископаемого топлива в атмосферу выбрасываются диоксид углерода, оксиды азота (образуется при нагревании кислорода и азота), диоксид серы (особенно при сгорании угля и некоторых сортов нефти). Если сгорание неполное, оно сопровождается Также выбросами окиси углерода, сажи (частиц углерода) и различных углеводородов (включая метан). В развивающихся странах, особенно в сельских местностях, где живет больше половины населения Земли, основным источником загрязнений (особенно СО2, СО и оксидами азота) является сжигание дров, навоза и соломы в примитивных печах и на кострах.
Выжигание лесов и саванных трав в тропических и субтропических регионах для создания новых полей и пастбищ оборачивается поступлением в атмосферу больших количеств диоксида углерода, окиси углерода, оксидов азота и метана. Кроме того, при сведении лесов оксид азота выделяется из почвы. Он выделяется так-, же при разбрасывании по полю богатых азотом удобрений. Значительное количество метана попадает в атмосферу из желудков животных и при анаэробном разложении во влажных рисовых чеках.
Недавно стало понятно, что сотни необычных загрязнителей открытого воздухамогут представлять угрозу здоровью людей при вдыхании их в течение длительного периода. Эти токсичные соединения включают различные летучие органические соединения (особенно хлорированные углеводороды, такие, как хлороформ, четыреххлористый углерод и метиленхлор) и различные типы взвешенных твердых частиц (особенно тонкие частицы ядовитых металлов и асбеста), содержащихся в атмосфере в ничтожных количествах. В докладе Агентства охраны окружающей среды за 1989 г. сообщалось, что в 1987г. 1, 1 млн. метрических тонн (1, 2 млн. тонн) 329 потенциально токсичных химических веществ были выброшены в атмосферу Соединенных Штатов. Эти химические вещества выбрасывались разными отраслями промышленности, особенно нефтеперегонными, химическими и металлургическими заводами и целлюлозно-бумажными комбинатами. Причем выбросы эти вполне законны, так как данные химические вещества не запрещаются существующими законами, контролирующими загрязнение воздуха. Фактические же выбросы намного выше, так как доклад не включает токсичные вещества, выбрасываемые легковыми и грузовыми автомобилями, а также ядовитые отходы тысяч небольших предприятий, таких, как сухие химчистки и бензоколонки. Не все химические вещества обязательно вредны, а некоторые, вероятно, растворяются или преобразуются таким образом, что не представляют существенного риска для здоровья человека. Однако, изучая только 20 видов веществ из 329, включенных в список, Агентство охраны окружающей среды определило, что эти загрязнители вызывают каждый год 3000 случаев рака. Наибольшему риску от воздействия этих веществ подвергаются люди, работающие на металлургических, химических, целлюлозно-бумажных и нефтеперегонных предприятиях или живущие в непосредственной близости от них. До сих пор для ограничения выбросов этих загрязнителей прилагалось мало усилий. Типы и источники загрязнения воздуха в помещениях. Высокая концентрация токсичных загрязнителей воздуха может наблюдаться в помещениях, где большинство людей проводят от 70 до 98% своего времени (рис. 4-5). Ученые недавно обнаружили, что воздух внутри многих домов, школ, служебных зданий, фабрик, автомобилей и воздушных лайнеров в Соединенных Штатах (и, вероятно, в большинстве индустриальных стран) более загрязнен и опасен, чем воздух на улицах в день, когда наблюдается смог. Загрязнение воздуха внутри помещений подвергает особенно высокому риску пожилых и больных людей, детей, а также рабочих на заводах, проводящих большое количество времени в помещениях. Загрязнением воздуха помещений объясняется, почему суммарные величины выбросов от различных источников (рис. °4-4) не всегда прямо пропорциональны вредным воздействиям на здоровье людей (табл. 4-1). Основным фактором, влияющим на здоровье людей, является не количество выбросов, а продолжительность воздействия каждого из них. Заметьте, что наибольшая продолжительность воздействия, показанная в таблице 4-1, приходится на загрязнения внутри помещений. Многие люди связывают загрязнение воздуха с городами промышленно развитых стран. В то время как эти территории действительно имеют серьезные проблемы с загрязнением воздуха, самый опасный контакт с загрязнителями воздуха, особенно с твердыми частицами, происходит внутри жилищ бедняков в развивающихся странах. Большинство этих людей используют примитивные печи без дымоходов для приготовления пищи, а в районах с умеренным и холодным климатом и для отопления. Сжигание дров, навоза и соломы в печах без дымоходов или с плохими дымоходами подвергает людей, особенно женщин и маленьких детей, воздействию очень высоких уровней загрязнения воздуха в помещениях. Это помогает понять, почему болезни дыхательной системы наиболее распространены и являются главной причиной смертности в большинстве развивающихся стран. Напротив, дровяные печи и камины, используемые большинством людей в индустриальных странах, имеют трубы или дымоходы. В 1985 г. Агентство охраны окружающей среды сообщило, что токсичные химические вещества, имеющиеся почти в каждом американском доме, по-видимому в три раза чаще приводят к заболеваниям некоторыми видами рака, чем загрязнения открытого воздуха. Другие загрязнители воздуха в помещениях вызывают головокружение, головные боли, кашель, чихание, жжение глаз и гриппозные состояния у многих людей — так называемый “синдром больных зданий”. По оценкам, каждый пятый или даже третий из всех американских домов, включая главное здание Агентства охраны окружающей среды, считаются теперь “больными”. Агентство обнаружило, что в некоторых зданиях офисов в 100 раз больше загрязнителей, чем в воздухе снаружи. Ежегодно загрязнение воздуха в помещениях фабрик и офисов служит причиной преждевременной смерти от 100 до 210 тыс. человек.
Примерно половина проблем с загрязнением воздуха в помещениях связана с плохой вентиляцией. Остальные обусловлены специфическими источниками — копировальными машинами, электрическими и телефонными кабелями, литейными формами, системами кондиционирования воздуха и вентиляционными ходами, чистящими жидкостями, дымом сигарет, латексной паклей и краской, виниловыми отливками, линолеумными плитками, строительными материалами и мебелью, ответственными за загрязнение, например, формальдегидом. Исследование маршрутных такси на Лос-Анджелесской автостраде показало, что содержание оксида углерода, бензола и 14 других загрязнителей внутри автомобилей в три-пять раз выше, чем на улице. Согласно официальным данным Агентства охраны окружающей среды и представителей системы общественного здравоохранения, тремя наиболее опасными загрязнителями воздуха в помещениях в Соединенных Штатах являются сигаретный дым (см, с. 145), paдиоактивный газ радон-222 (см. с. 188-190) и асбест (см. с. 191). 4-2. СМОГ И КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ
Смог: автомобили + солнечный свет - слезы. Смесь ряда первичных и вторичных загрязнителей, образующихся в нижней тропосфере, когда некоторые из первичных загрязнителей (особенно оксиды азота и углеводороды из выхлопных газов машин) взаимодействуют друг с другом под влиянием солнечного света, называется фотохимическим смогом(рис. 4-7). Фотохимический смог характерен фактически для всех современных больших городов, но наиболее часто он встречается в городах с преобладанием солнечных дней, с сухим и теплым климатом и большим количеством автомобилей. К большим городам с представляющим опасность для здоровья фотохимическим смогом относятся Лос-Анджелес, Денвер, Солт-Лейк-Сити, Сидней, Мехико и Буэнос-Айрес. Фотохимическое загрязнение обнаруживается в основном летом. Наблюдается фотохимический смог в тропических и субтропических регионах там, где периодически сжигали траву в саваннах. Главным продуктом таких фотохимических реакций является озон, вызывающий раздражение глаз, нарушающий функции легких и повреждающий деревья и урожай. Таким образом, степень опасности смога в целом определяется концентрацией озона в атмосфере на уровне Земли. Другими вредными составляющими смога являются альдегиды, пероксиацетилнитраты и окись азота (рис. 4-7). Ничтожные количества этих вторичных загрязнителей в фотохимическом смоге достигают пикового уровня сразу пополудни в солнечный день, вызывая у людей раздражение глаз и дыхательных путей. Особенно уязвимы люди, страдающие астмой и другими заболеваниями дыхательных путей, а также здоровые люди, работающие на улице между 11 и 16 часами. Чем жарче день, тем больше озона и других составляющих фотохимического смога.
Тридцать лет назад в больших городах, таких, как Лондон, Чикаго и Питсбург, на электростанциях, заводах и теплоцентралях сжигалось огромное количество серосодержащих угля и тяжелой нефти. Зимой такие города страдали отпромышленного смога, состоящего главным образом из смеси диоксида серы, взвешенных капелек серной кислоты, образовавшейся из части диоксида серы, и разнообразных взвешенных твердых частиц. Теперь уголь и тяжелая нефть сжигаются только в больших бойлерных, где налажен контроль за выбросами вредных веществ или установлены высокие дымовые трубы, так что промышленный смог редко является проблемой. Однако в Китае и некоторых восточноевропейских странах, как, например, в Польше (см. с. 44—45, т. 1) ив Чехословакии, где большие количества угля сжигаются без соответствующих мер контроля за выбросами, ситуация не изменилась. Местный климат, рельеф и смог. Частота и плотность смога на данной территории зависят от климата и рельефа местности, плотности населения и промышленности, а также от основных видов топлива, используемого в промышленности, на теплоцентралях и на транспорте. В районах с большим среднегодовым количеством осадков дождь и снег помогают очистить воздух от загрязнителей. Ветры также способствуют удалению загрязнителей и приносят свежий воздух, но они же и переносят некоторые загрязнители на большие расстояния (рис. 3-9, с. 72, т. 2). Холмы и горы создают преграду на пути ветров, в результате чего в низинах в приземном слое увеличивается загрязнение воздуха. Высокие здания в больших городах также замедляют скорость ветра и, соответственно, способствуют созданию высоких концентраций загрязнителей. В течение дня солнце нагревает воздух у поверхности земли. Обычно этот теплый воздух расширяется и поднимается, растворяя скапливающиеся внизу загрязнители и унося их вверх в тропосферу. Одновременно воздух из соседних областей высокого давления опускается вниз в образующиеся области низкого давления (рис. 4-8, левый). Это непрерывное перемешивание воздуха помогает сохранять загрязнение вблизи поверхности в пределах допустимого уровня.
Но иногда в результате погодных условий теплый воздух натекает на нижерасположенный плотный холодный воздух в городском воздушном бассейне или в долине, препятствуя развитию вертикальных движений воздуха. Это явление называетсятемпературной, или термической, инверсией (рис. 4-8, правый). В результате массы теплого воздуха распространяются над регионом и препятствуют выносу загрязнителей. Обычно такие инверсии длятся от одного до нескольких часов, но иногда, в условиях устойчивого антициклона, они могут сохраняться до нескольких дней. В этом случае концентрация загрязнителей воздуха у поверхности земли представляет угрозу здоровью и даже жизни людей (см. с. 185). Термические инверсии также усиливают вредное воздействие островов тепла и пыльных Куполов, которые образуются над городскими территориями.
Наиболее продолжительные и частые термические инверсии характерны для городов, расположенных в долинах, окруженных горами (Донора, штат Пенсильвания), для подветренных склонов горных хребтов (Денвер) или побережий (Нью-Йорк). Большие города, насчитывающие несколько миллионов жителей и автомобилей, расположенные в безветренных районах с преобладанием солнечных дней, окруженных с трех сторон горами и морем с четвертой, создают идеальные условия для фотохимического смога, отягченного частыми термическими инверсиями. Именно такая ситуация наблюдается в Лос-Анджелесе, где почти ежедневно возникают инверсии, особенно продолжительные летом, и где насчитывается 12 млн. жителей, 8 млн. автомобилей и тысячи фабрик. Несмотря на самую строгую в мире систему контроля за загрязнением воздуха, Лос-Анджелес занимает первое место по загрязнению воздуха в Соединенных Штатах. Кислотные осадки. Когда электростанции и промышленные предприятия сжигают уголь и нефть, из их дымовых труб выбрасываются огромные количества диоксида серы, взвешенных частиц и оксидов азота. В Соединенных Штатах на электростанции и фабрики приходится от 90 до 95% эмиссий диоксида серы. и 57% оксидов азота, причем почти 60% диоксида серы выбрасывается высокими трубами, что облегчает их перенос на большие расстояния. По мере того как выбросы диоксида серы и оксида азота из стационарных источников переносятся ветром на большие расстояния, из них образуются вторичные загрязнители, такие, как диоксид азота, пары азотной кислоты и капельки, содержащие растворы серной кислоты, сульфатных и нитратных солей. Эти химические вещества попадают на земную поверхность в виде кислотных дождей или снега, а также в виде газов, тумана, росы или твердых частиц. Эти газы могут непосредственно поглощаться листьями. Комбинация сухих и мокрых осаждений и поглощения кислот и кислотообразующих веществ вблизи земной поверхности или на ней называются кислотными осадками, или кислотными дождями (рис. 4-9). Еще одной причиной кислотных осадков являются выбросы оксида азота большим числом автомобилей в крупных городах. Такой вид загрязнения представляет опасность как для городских, так и для сельских районов. Так как капли воды и большинство твердых частиц довольно быстро удаляются из атмосферы, кислотные осадки являются скорее региональной или континентальной, чем глобальной проблемой.
Различные уровни кислотности и щелочности водных растворов обычно выражаются в единицах рН (рис. 4-7, с. 105, т. 2). В нейтральных растворах рН=7; в щелочных, или основных, рН > 7, а в кислых рН
• Рост популяции giardia, простейшего, вызывающего серьезную кишечную инфекцию, которая поражает скалолазов и альпинистов, пьющих воду из, казалось бы, чистых горных ручьев. • Возникновение и обострение многих болезней дыхательной системы человека, преждевременная гибель людей. Кислотные осадки иллюстрируют пороговый эффект (рис. 3-2, с. 129). Большинство почв, озер и рек содержат щелочные химические вещества, которые могут взаимодействовать с некоторым количеством кислот, нейтрализуя их. Однако регулярное многолетнее воздействие кислот истощает большинство из этих сдерживающих закисление веществ. Затем как бы внезапно начинается массовая гибель деревьев и рыб в озерах и реках. Когда это происходит, какие-либо меры по предотвращению серьезного ущерба предпринимать уже поздно. Опоздание составляет 10—20 лет. Кислотные осадки уже являются серьезной проблемой в Северной и Центральной Европе, на северо-востоке Соединенных Штатов, на юго-востоке Канады, в некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии. Все большую угрозу они начинают представлять в промышленных регионах Азии, Латинской Америки и Африки и в некоторых местах на западе Соединенных Штатов (главным образом из-за сухих осадков). Выпадают кислотные осадки и в ряде тропических районов, где промышленность практически не развита, главным образом из-за выделения оксидов азота при сжигании биомассы. Большая часть кислотообразующих веществ, произведенных водной стране, переносится преобладающими приземными ветрами на территорию другой. Более трех четвертей кислотных осадков в Норвегии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Нидерландах и Финляндии приносится в эти страны ветром из промышленных районов Западной и Восточной Европы. Свыше половины кислотных осадков в густонаселенных районах юго-восточной Канады и востока Соединенных Штатов обусловлены выбросами крайне сконцентрированных предприятий угольной и нефтяной энергетики и промышленных предприятий в семи штатах Центра и верхнего Среднего Запада — Огайо, Индианы, Пенсильвании, Иллинойса, Миссури, Западной Виргинии и Теннесси (рис. 4-11). Степень кислотности осадков над большей частью Востока Северной Америки составляет 4, 0-4, 2. Это в 30-40 раз больше, чем кислотность нормальных осадков, которые выпадали в этих местах несколько десятилетий назад. Штатами, которые выбрасывают наибольшее количество кислотообразующих веществ, являются Калифорния, Индиана, Огайо и Техас. Около 75% кислотных осадков, выпадающих в Канаде, приносится ветрами из Соединенных Штатов, и только 15% кислотных осадков, выпадающих в северо-восточных штатах, обусловлено выбросами на территории самой Канады. Такой большой положительный баланс переноса кислотных осадков между Соединенными Штатами и Канадой привел к обострению отношений между двумя странами. Канадские ученые и чиновники и многие ученые США критиковали правительство США за недостаточно оперативные действия по уменьшению вредных выбросов промышленных предприятий и электростанций по крайней мере на 50%. По оценкам Министерства окружающей среды провинции Онтарио, кислотные осадки угрожают 48 тыс. канадских озер с их индустрией спортивного рыболовства (1, 1 млрд. долларов в год) и туризма (40 млрд. долларов в год). Канадцы также обеспокоены тем, что кислотные осадки вредят лесному хозяйству и связанным с ним отраслям, которые дают работу каждому десятому жителю страны и приносят 14 млрд. долларов в год. По оценке Национальной академии наук, ущерб от кислотных осадков в Соединенных Штатах уже составляет, по крайней мере, 6 млрд. в год и будет резко возрастать, если не предпринять немедленных действий. Стоимость сокращения объема этих загрязнителей составит от 1, 2 млрд. до 20 млрд. долларов в зависимости от степени очистки и технологии, которая будет использована. В некоторых областях почвы содержат известняк и другие щелочные вещества, которые могут нейтрализовать кислоты. Однако кислые почвы в других районах практически не способны к нейтрализации кислот (рис. 4-11). Кроме того, повторное воздействие на любые почвы кислотных осадков может в принципе истощить содержащиеся в них вещества, нейтрализующие кислоты. Кислотный речной сток может погубить многие формы жизни в озерах и реках. Так же как и почвы, некоторые озера и реки особенно чувствительны к воздействию кислоты из-за низкого содержания щелочей (особенно иона бикарбоната), которые могли бы способствовать нейтрализации поступающих в них кислот (рис. 4-12).
4-3. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ И МАТЕРИАЛЫ Ущерб здоровью человека. Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Волосики в носу отфильтровывают крупные частицы. Липкая слизистая оболочка в верхней части дыхательного тракта захватывает мелкие частицы и растворяет некоторые газовые загрязнители. Механизм непроизвольного чихания и кашля удаляет загрязненные воздух и слизь при раздражении дыхательной системы. Верхний дыхательный тракт выстлан сотнями тысяч тонких укутанных слизью ворсинок, которые называются ресничками. Они непрерывно колышутся взад и вперед, перенося в рот слизь и пойманные загрязнители, которые затем проглатываются или выплевываются. Но годы курения и воздействия загрязнителей воздуха могут перегрузить или разрушить эти естественные защитные механизмы, вызвав множество болезней дыхательной системы, таких, как рак легких, хронические бронхиты и эмфизема, или способствуя развитию этих болезней. Пожилые люди, дети, беременные женщины и люди, страдающие болезнями сердца, астмой или другими респираторными заболеваниями, особенно чувствительны к загрязнению воздуха. Тонкие частицы представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как они достаточно малы, чтобы просочиться через естественные защитные системы в легкие. Курение - главная причина рака легких, но эту болезнь связывают также с множеством других загрязнителей воздуха, например волокнами асбеста (см. с. 191).
Вдыхание озона — компонента фотохимического смога (рис. 4-7) — вызывает кашель, одышку, раздражение носоглотки и осложняет хронические болезни, такие, как астма, бронхиты, эмфизема, сердечная недостаточность. Исследования на животных показывают также, что озон повреждает легочные ткани и ослабляет иммунную систему. Работа на открытом воздухе в местностях, где количество озона превышает безопасные уровни (0, 12 частицы на миллион за час), усиливает эти эффекты. Во многих больших городах США предельно допустимые уровни часто превышаются, особенно в теплую погоду. Бронхиты и эмфизема сопровождаются кашлем и одышкой. Эмфизема — неизлечимая болезнь легких, при которой сокращается их способность передавать кислород в кровь, в результате чего малейшее усилие вызывает сильную одышку. Длительное курение и воздействие загрязнителей воздуха могут вызвать эмфизему у любого человека. Однако около 2% случаев эмфиземы вызваны дефектным геном, который уменьшает эластичность воздушных пузырьков в легких. Лица с такой наследственностью, которая поддается проверке, не должны курить и жить или работать в сильно загрязненных местах.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, около 1 млрд. городских жителей — почти каждый пятый человек на Земле — подвергаются воздействию опасных для здоровья загрязнителей воздуха. В число больших городов с высоким уровнем загрязнения воздуха входят Милан в Италии, Париж во Франции, Сеул в Южной Корее, Мехико в Мексике (см. с. 62, т. 2), Нью-Дели и Калькутта в Индии, Афины в Греции, Рио-де-Жанейро, Кубатао и Сан-Пауло в Бразилии (см. с. 200). Примерно 60% людей, живущих в Калькутте, страдают от болезней дыхательных путей, связанных с загрязнением воздуха. Вдыхание воздуха в Мехико эквивалентно выкуриванию двух пачек сигарет в день (см. с. 62, т. 2). В Афинах загрязнение воздуха ежедневно становится причиной смерти шести человек. В 1988 г. Агентство охраны окружающей среды определило, что 102 млн. американцев — 42% населения — дышали загрязненным воздухом. Бюро Конгресса по оценке технологий определило, что, возможно, ежегодно 50 тыс. людей в Соединенных Штатах преждевременно умирают в результате болезней, вызванных или осложненных вдыханием сульфатов с воздухом. Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе пришли к выводу, что использование бензина и дизельного топлива в Соединенных Штатах служит причиной преждевременной смерти 300 тыс. людей в год, особенно тех, кто страдает болезнями дыхательных путей. С 1970 по 1987 г. смертность в Соединенных Штатах от хронических болезней легких, таких, как эмфизема и рак, возросла на 36%. Загрязнение воздуха обходится Соединенным Штатам по крайней мере в 110 млрд. долларов ежегодно. Из них примерно 100 млрд. приходится на загрязнение воздуха внутри помещений. Ущерб растительности. Некоторые газообразные загрязнители, такие, как диоксид серы, оксиды азота, озон и пероксиацетилнитраты, наносят прямой ущерб листьям культурных растений и деревьев, когда попадают в их поры (устьица) (рис. 4-10). Длительное воздействие на листья и хвою загрязнителей воздуха может также разрушить восковую оболочку, которая помогает предотвратить избыточные потери воды и снизить ущерб от болезней, бактерий, засух и морозов. В штатах Среднего Запада потери урожая пшеницы, кукурузы, сои и земляного ореха, обусловленные озоном и кислотными осадками, оцениваются примерно в 5 млрд. долларов в год.
Постоянное воздействие -загрязнителей воздуха препятствует фотосинтезу и росту растений, поглощению питательных веществ и приводит к тому, что листья и хвоя желтеют и опадают. Хвойные деревья, особенно на больших высотах, очень чувствительны к воздействию загрязнителей воздуха вследствие большой продолжительности жизни и круглогодичному воздействию загрязненного воздуха на их иглы. Помимо непосредственного повреждения листьев и хвои кислотные осадки могут вымывать из почв жизненно важные питательные вещества, такие, как кальций, магний и натрий, и убивать жизненно важные почвенные микроорганизмы. Они также служат причиной попадания в почвенные воды ионов алюминия, поражающих тонкие корневые волоски, препятствуя тем самым всасыванию воды и питательных веществ из почвы и делая деревья более чувствительными к засухе, морозу, насекомым, грибам, мхам и болезням (рис. 4-10). Этот косвенный ущерб, ослабляющий деревья, считается намного более опасным по сравнению с прямым ущербом от загрязнения воздуха. Длительное воздействие высоких концентраций разнообразных загрязняющих веществ способно уничтожить все деревья и растительность на некоторой территории (см. с. 22). Эффект длительного воздействия многочисленных загрязнителей воздуха на деревья может оставаться незамеченным несколько десятилетий. Затем внезапно большая часть деревьев начинает погибать из-за истощения питательных веществ в почвах и повышенной чувствительности к бактериям, болезням, грибам, мхам и засухам. Это случилось почти с четвертой частью лесов Европы. Явление, известное как Waldsterben (“смерть леса”), превратило целые леса в засоренные пнями поляны. Например, 8% деревьев в некоторых западногерманских лесах к 1982 г. оказались мертвыми или поврежденными. Годом позже эта цифра возросла до 34%, а к 1987 г. доля погибших деревьев составляла 52%. В настоящее время около трети деревьев в Западной Германии серьезно повреждены. Ущерб, нанесенный деревьям, представляющим коммерческую ценность, например ели, пихте, сосне, березе и дубу, исчисляется в 10 млрд. долларов. Одновременно с гибелью лесов уничтожаются места обитания многих диких животных. Аналогичные проблемы существуют по крайней мере в 15 других европейских странах.
Участки погибшего леса в Соединенных Штатах встречаются главным образом в хвойных лесах на высоких наветренных склонах. Сильнее всего поражены леса в Аппалачских горах от Джорджии до Новой Англии. В штатах Нью-Йорк, Вермонт, Нью-Гэмпшир из-за загрязнения воздуха погибли 60% высокогорных красных елей. К 1988 г. большинство елей, пихт и других хвойных деревьев на горе Маунт-Митчелл в Северной Каролине, самой высокой горе на востоке страны, были мертвы, что явилось следствием многолетнего воздействия озона и кислотных туманов. Почвы там стали настолько кислыми, что новые сеянцы не смогли прижиться.
Фитопатолог Роберт Брук предостерегает, что повреждение лесов на горных вершинах является первым предвестником скорой гибели или болезни многих видов деревьев, произрастающих на малых высотах, из-за продолжительного воздействия загрязнений воздуха, как это случилось в Европе. Многие ученые опасаются, что чиновники в Соединенных Штатах будут и дальше медлить с организацией строгого контроля за всеми видами загрязнений воздуха. В результате будет упущено время и предотвратить серьезные потери ценных лесных ресурсов уже не удастся. Именно это и случилось в Европе.
Ущерб водоемам. Кислотные осадки оказывают пагубное влияние на водные организмы пресноводных озер и рек, особенно в областях, где почвы и воды не обладают устойчивостью по отношению к кислотам (рис. 4-11, рис. 4-12). Первым признаком избыточной кислотности является уменьшение числа пиявок, моллюсков и насекомых — важного фактора здоровья озер. Это создает условия для последующего исчезновения различных видов рыб, таких, как форель, щука и санфиш. В значительной степени ущерб, нанесенный водоемам Северного полушария, является следствием кислотного шока. Кислотный шок вызывается внезапным притоком в озера больших объемов высококислотной воды (наряду с токсичным алюминием, вымытым из почвы) во время весеннего снеготаяния или в период сильных дождей, сменивших засуху. Алюминий, вымытый из почв и донных осадков, убивает рыб, засоряя их жабры.
В Норвегии и Швеции по крайней мере 68 тыс. озер либо вовсе лишены рыб, либо утратили восстановительную способность из-за их повышенной кислотности. По данным Министерства окружающей среды Канады, примерно 14 тыс. озер практически лишены рыбы и еще 150 тыс. находятся под угрозой из-за избыточной кислотности. В Соединенных Штатах окисленные озера сконцентрированы на Северо-Востоке и в штатах Верхнего Среднего Запада (главным образом в Миннесоте, Мичигане, Висконсине и в районе Великих озер). Вода в каждом четвертом озере в нью-йоркском горном массиве Адирондак слишком кислая, чтобы быть средой обитания для рыб. Еще 20% озер потеряли способность к нейтрализации кислот. Половина рек атлантического побережья . также находится под угрозой. В 1988 г. исследования Фонда защиты окружающей среды показали, что избыточный приток нитратов в результате выпадения кислотных осадков является главной угрозой для многих видов растений и рыб в озерах и эстуариях, таких, как Чесапикский залив. Нитраты стимулируют рост водорослей и фитоплактона, которые делают воду мутной и лишают придонные растения солнечного света. Когда водоросли отмирают, их разложение поглощающими кислород бактериями истощает запасы растворенного в воде кислорода, вызывая гибель рыб и других аэробных организмов.
Ущерб материалам. Ежегодно ущерб, причиняемый различным материалам загрязнением воздуха, исчисляется миллионами долларов (табл. 4-2). Огромное количество сажи и пыли обусловливает необходимость дорогой чистки. Бесценные мраморные статуи, исторические здания и витражи во всем мире подвергаются пагубному воздействию загрязненного воздуха. Без соответствующего ухода и покраски такие металлы, как железо и сталь, используемые для изготовления железнодорожных рельсов, опор мостов и эстакад, коррелируют и теряют прочность из-за загрязнения воздуха. Различные загрязнители воздуха ухудшают качество кожи, резины, бумаги, краски и тканей, таких, как хлопок, вискоза и нейлон (табл. 4-2).
4-4. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА СТРАТОСФЕРНЫЙ ОЗОН, ГЛОБАЛЬНЫЙ И РЕГИОНАЛЬНЫЙ КЛИМАТ Истощение озона в стратосфере,
В 1974 г. химики Шервуд Роланд и Марио Молина теоретически предположили, что хлорфторуглероды (ХФУ) — более известные как фреоны — понижают среднюю концентрацию озона в стратосфере. В 1930 г. , когда были изобретены хлорфторуглероды, предположить об этом их свойстве никто не мог. Устойчивые, без запаха, не воспламеняющиеся, не ядовитые, не вызывающие коррозию вещества были мечтой химиков. Скоро их стали широко использовать в качестве охладителей в кондиционерах воздуха и холодильниках, а также в аэрозольных баллончиках. ХФУ применяют для чистки электронных деталей, в качестве стерилизаторов в больницах, для изготовления пенополистирола и других пенопластов для изоляции и упаковки. После 1945 г. резко возросло использование четырех основных типов ХФУ. Широко использовались также соединения, содержащие бром, — халоны, главным образом в огнетушителях. На долю индустриальных стран приходится 84% всех производимых в мире хлорфторуглеродов, причем лидирующая роль принадлежит Соединенным Штатам, за которыми следуют Япония и западноевропейские страны. С 1978 г. использование ХФУ в аэрозольных баллончиках запрещено в США, Канаде и в большинстве Скандинавских стран. Однако во всем мире резко возросло их использование в других целях, а в странах Западной Европы ив аэрозолях, на долю которых все еще приходится 25% глобального потребления ХФУ. Основным источником поступления ХФУ в атмосферу являются аэрозольные баллончики, выброшенные или протекающие холодильники и кондиционеры, а также сжигание пенопластов. В зависимости от типа ХФУ сохраняются в атмосфере от 22 до 111 лет. В течение нескольких десятилетий хлорфторуглероды постепенно перемещаются в стратосферу. Там под воздействием высокоэнергетической УФ-радиации они распадаются с высвобождением атомов хлора, что ускоряет превращение озона в кислород. Со временем один-единственный атом хлора может превратить до 100 тыс. молекул О3 в молекулы О2. Атомы брома, выделяемые в стратосфере из халонов, также превращают озон в кислород. ХФУ относятся к парниковым газам и вносят свой вклад в глобальное потепление. В 1988 г. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) опубликовало исследование, показавшее, что количество стратосферного озона над наиболее густонаселенными районами Северной Америки, Европы, Китая и Японии уменьшилось после 1969 г. на 3% (рис. 4-13). Над Скандинавией и Аляской среднее сокращение озона зимой составляет 6%. В 1980-х годах ученые были потрясены, обнаружив, что ежегодно с сентября по ноябрь разрушается до 50% озона в верхней стратосфере над Антарктикой. В 1987г. эта озоновая дыра покрывала территорию, равную площади Соединенных Штатов. Исследования свидетельствуют, что ежегодное уменьшение количества озона над Южным полюсом вызвано присутствием ледяных облаков, которые активизируют разрушающие озон ХФУ. В 1989 г. присутствие хлорфторуглеродов было обнаружено и в стратосфере над Северным полюсом. Таким образом, в ближайшее время ежегодно в течение нескольких месяцев над Арктикой будет, по-видимому, наблюдаться еще одна озоновая дыра. На озоновый слой в стратосфере могут оказать влияние сильные извержения вулканов и естественные климатические процессы, такие, как циклические изменения солнечной активности. Однако имеются убедительные и все крепнущие свидетельства того, что ХФУ, галогены и другие содержащие хлор вещества (такие, как тетрахлорид углерода и метиловый хлороформ, используемые как средства для очистки и удаления жиров) являются главной причиной истощения озонового слоя стратосферы.
Последствия истощения озона. Чем меньше будет озона в стратосфере, тем больше ультрафиолетовой радиации будет поступать на землю. Агентство охраны окружающей среды установило, что уменьшение количества стратосферного озона на 5% вызовет следующие последствия в Соединенных Штатах:
• ежегодно дополнительно будет регистрироваться 940 тыс. случаев рака кожи в базальных и сквамозных клетках, обезображивающих, но не фатальных при своевременном лечении видов рака (см. с. 147); • ежегодно регистрируемые случаи, как правило, смертельного меланомного рака кожи, который в настоящее время убивает 9000 американцев/ в год, возрастут на 30 тыс. ;
• резко участятся случаи катаракты глаз и сильных солнечных ожогов у людей, а также чаще будут отмечаться случаи рака глаз у скота; • иммунная система человека будет нарушаться, что уменьшит сопротивляемость разнообразным инфекционным болезням; • увеличится содержание крайне вредного озона в вызывающем раздражение глаз фотохимическом смоге и кислотных осадков в тропосфере;
• сократятся урожаи важных пищевых культур, таких, как кукуруза, рис, соя, пшеница; • будет причинен ущерб некоторым видам водных растении, являющихся важными элементами пищевых цепей в океане; • ежегодный ущерб от разрушения пластиков и других полимеров составит 2 млрд. долларов;
• произойдет глобальное потепление (парниковый эффект), которое приведет к изменению климата, продуктивности сельского хозяйства и лесов и повлияет на выживание диких животных. Защита озонового слоя. Модели атмосферных процессов показывают, что для: поддержания количества ХФУ , в атмосфере на уровне 1987 г. необходимо немедленно снизить величину их выбросов во всем мире на 85%. Аналитики считают, что первым шагом на пути к этой цели должно быть незамедлительное глобальное запрещение использования ХФУ, которым уже имеются доступные по цене заменители, в аэрозольных распылителях и в производстве пенопластов. Следует также потребовать от станций обслуживания автомобилей вторично использовать ХФУ из автомобильных кондиционеров, а продажа небольших баллончиков, содержащих ХФУ, которые используются потребителями для подзарядки протекающих автомобильных кондиционеров, должна быть запрещена к 1992 г. Следующим шагом должно бы быть запрещение любого использования хлорфторуглеродов, галогенов, метилового хлороформа и тетрахлорида углерода к 1995 г. Заменители охладителейв холодильниках и воздушных кондиционерах будут, по-видимому, более дорогими. Но по сравнению с потенциальными экономическими и медицинскими последствиями истощения-озона такой рост цен представляется несущественным. Однако нет уверенности в том, что заменители разрушающих озоновый слой хлорфторуглеродов не внесут свой вклад в потепление атмосферы.
Некоторый прогресс достигнут. В 1987 г. 46 стран, производящих хлорфторуглероды, договорились уменьшить производство наиболее широко используемых и наиболее вредных из них. К 1989 г. 39 стран ратифицировали договор. Если он будет выполняться, суммарные выбросы хлорфторуглеродов в атмосферу уменьшатся с 1989 по 2000 г. примерно на 35%. Согласно оценке Агентства охраны окружающей среды, этим будет предотвращено 137 млн. случаев рака кожи, 27 млн. смертей от него и 1, 2 млн. случаев катаракты глаз.
Однако договор не предусматривает мер по обезвреживанию или разрушению миллионов тонн ХФУ, которые будут выделяться из ныне действующих холодильников и воздушных кондиционеров после того, как они начнут протекать и срок их службы истечет. Он также не предусматривает уменьшения потребления галогенов, тетрахлорида углерода и метилового хлороформа, которые также могут истончать озоновый слой. Большинство ученых согласны с тем, что договор является важным фактором мирового сотрудничества, но что он не способен предотвратить существенное истощение озонового слоя. Они призывают к запрещению всех видов использования хлорфторуглеродов к 1995 г. по примеру Швеции. В 1989 г. делегаты из 81 страны на конференции в Хельсинки пришли к решению приостановить все виды использования и производства некоторых хлорфторуглеродов к 2000 г. и согласились с принципиальной необходимостью прекращения или сокращения использования других истощающих озон веществ, таких, как галогены, тетрахлорид углерода и метиловый хлороформ. Однако даже если бы все хлорфторуглероды были запрещены завтра, планете потребуется около 100 лет, чтобы ликвидировать последствия современного истощения озона и, следовательно, обезопасить ХФУ и галогены, уже находящиеся в атмосфере. Ключевой вопрос заключается в том, могут ли развивающиеся страны согласиться пожертвовать кратковременной экономической выгодой, отказавшись от использования ХФУ и галогенов ради защиты жизни на Земле в предстоящие десятилетия. Глобальное потепление в результате парникового эффекта. Поступление одного или нескольких парниковых газов в атмосферу вызвало бы повышение средней температуры ее нижнего слоя в результате усилившегося парникового эффекта (рис. 5-5, с. 180, т. 1)... По-видимому, именно это и случилось главным образом из-за антропогенных эмиссий газов в атмосферу (рис. 4-14). За период с 1860 по 1988 г. средний уровень диоксида углерода в атмосфере Земли вырос на 25%, резкий скачок отмечался после 1958 г. (рис. 4-14а). На 80% такой подъем обусловлен сжиганием ископаемого топлива, причем 75% диоксида углерода поступает из развивающихся стран. Около 22% мировых выбросов диоксида углерода приходится на Соединенные Штаты, где доля сжигания ископаемого топлива в промышленности составляет 29%, на электростанциях — 28, на транспорте - 27, в жилых и служебных помещениях — 16%. Горящие леса также являются источником поступления в атмосферу СО2, в то время как леса в целом поглощают углекислый газ. В среднем за год на одного американца приходится 4, 5 метрических тонны (5 тонн) эмиссий СО2, больше, чем где-либо в мире. Сведение лесов, особенно массовая рубка и выжигание тропических лесов, обусловило примерно 20% роста концентрации диоксида углерода. Увеличивается также содержание других удерживающих тепло парниковых газов (рис. 4-14). С 1880 г. средняя температура воздуха на Земле поднялась примерно на 0, 7°С (1, 2Т) (рис. 4-15). Климатологи считают, что обычными колебаниями климата объясняется около одной трети этого роста, основной же причиной служит парниковый эффект. Многие климатологи ожидают, что усилившийся парниковый эффект, вызванный главным образом антропогенной деятельностью, вызовет существенное потепление в 1990-е годы.
Климатические модели предсказывают, что повышение средней температуры земной атмосферы между 2030 и 2050 гг. составит от 1, 5 до 4, 5°С (от 2, 7 до 18, IT), если количество парниковых газов будет расти с современной скоростью. В высоких и средних широтах температура будет расти в два-три раза быстрее, чем в среднем по миру. Если эти изменения произойдут, атмосфера станет теплее, чем когда-либо за последние 150 тыс. лет. Изменения, вызванные таким потеплением, могут продолжаться сотни и тысячи лет.
а) Диоксид углерода (CO2). В настоящее время глобальное потепление на 57% обусловлено этим газом. Основные источники—сжигание ископаемого топлива (80%) и обезлесение (20%). СО2 остается в атмосфере 200—400 лет. Индустриальные страны ответственны за 65% выбросов СО2, причем доля США и СССР составляет 50%. На развивающиеся страны, в которых проживает 80% мирового населения, приходится 35% выбросов СО2, но к 2020г. эта цифра может возрости до 50%. Ежегодно выбросы СО2 увеличиваются на 4%.
б)Хлорфторуглероды(ХФУ)в настоящее время эти газы обусловливают 25% глобального потепления. Основные источники - утечки из кондиционеров воздуха и холодильников, испарение из аэрозольных распылителей (в некоторых странах). ХФУ остаются в атмосфере в течение 22-111 в зависимости от их типа. Эти химические соединения в 15000 раз более эффективно содействуют возникновению парникового эффекта, чем молекулы СО2. Ежегодно выбросы ХФУ увеличиваются на 5%.
в) Метан (СН4)... В настоящее время глобальное потепление на 12% обусловлено этим газом. Он образуется в процессе анаэробного бактериального разложения в болотах, топях, на рисовых полях, на свалках, в желудках коров и овец и в кишечниках термитов. Происходят также утечки метана из газовых скважин, газопроводов, газовых баллонов, печей, сушилок, топок. Согласно оценке на долю природных источников приходится лишь треть метана, содержащегося в атмосфере. Метан сохраняется в тропосфере около 11 лет. Каждая молекула СН4 способствует парниковому эффекту в 25 раз больше, чем молекула СО2. Эмиссии метана возрастают на 1% в год.
г) Закись азота (N2O). В настоящее время глобальное потепление на 6% обусловлено этим газом. Он выделяется при разложении азотных удобрений в почвах, из стоков животноводческих хозяйств, из загрязненных нитратами грунтовых вод и при сгорании биомассы. В среднем сохраняется в тропосфере 150 лет. Каждая молекула N2O в 230 раз более эффективно способствует глобальному потеплению, чем молекула СО2. Закись азота также снижает содержание озона в стратосфере. Ежегодно выбросы N2O увеличиваются на 0, 2%. Последствия глобальных изменений климата. На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшиться счета за отопление и увеличиться продолжительность вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Рост урожая в некоторых областях может составить от 60 до 80%, так как увеличение концентрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез. Потепление тропосферы может вызвать некоторое похолодание стратосферы, замедляя тем самым реакции, разрушающие озон.
Однако существуют факторы, способные компенсировать эти эффекты. Так, например, счета за использование кондиционеров воздуха вырастут. Потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Повышение температуры увеличит также скорость воздушного дыхания растений и уменьшит доступное им количество воды. Почвы в некоторых областях, которые станут климатически пригодными для выращивания продовольствия, окажутся малопригодными для выращивания основных культур. На большей части Канады, к примеру, нет почв, оптимальных для выращивания пшеницы и кукурузы. Повышение температуры на 4°С (5Т) вызвало бы изменение глобальных закономерностей распределения осадков, ветров, циклонов и морских течений. Существенно изменились бы ареалы выращивания сельскохозяйственных культур, подъем температуры на каждый 1°С (1, 8°F) сместил бы климатические зоны на 100—150 километров (62 — 93 мили) к северу. Айова превратилась бы в пустыню, а Альберта в Канаде — в хлебную житницу. В южной Канаде, где живет большинство ее населения, жестокие засухи стали бы нормальным явлением, в то время как на севере участились бы наводнения. Понижение уровня воды в Великих озерах привело бы к концентрации уже имеющихся там загрязнений. Гольфстрим, возможно, не достигал бы северо-востока вплоть до Европы, что вызвало бы похолодание в этой части света. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и усилило парниковый эффект. Теплый воздух ускорил бы также разложение торфа в тундровых почвах, что способствовало бы водной эрозии на больших . площадях. Распространение тропических климатов к северу и к югу от экватора принесло бы малярию (см. с. 135—136) и другие вызываемые насекомыми болезни в ранее умеренные широты. Частота и интенсивность погодных экстремумов, таких, как вторжение теплого воздуха, засухи и ураганы, увеличились бы во многих районах мира. Например, сильнейшие ураганы, с разрушительным потенциалом на 50% большим, чем у современных, смогли бы проникать в более северные широты, а их сезон удлинился бы. В Африке и Индии стало бы выпадать больше осадков, но, вероятно, на Среднем Западе Соединенных Штатов количество осадков уменьшилось. Растаяли бы снега в горах, питающие большую часть калифорнийских вод. Смена снегопадов на дожди в горах вызвала бы зимние паводки с последующими летними засухами и повлияла бы на производство продовольствия и водоснабжение в засушливой Южной Калифорнии (рис. 5-12, с. 140, т. 2).
Скорости прироста коммерчески важных видов деревьев могут замедлиться из-за роста средних температур. Ареалы распространения большинства видов деревьев на востоке Соединенных Штатов в этом случае сдвинулись бы к северу. Однако, чтобы это реально произошло, многие виды, например бук, береза и сахарный клен, должны мигрировать на север со скоростью в десять раз большей, чем в прошлом, и каким-то образом перескочить через города и другие барьеры на их пути. Усилится стресс, испытываемый деревьями в результате воздействия бактерий и болезнетворных микроорганизмов, способных быстрее приспособиться к изменениям климата, чем деревья. Должно увеличиться число опустошительных пожаров в сухих лесах и степях. Исчезнут многие природные виды. Меньше всего изменятся тропические леса, если мы не вырубим большую их часть. Повышение температур приведет к нагреву океанов, увеличению объема воды в них и подъему среднего уровня моря. Частичное таяние горных ледников также будет способствовать поднятию уровня моря. Повышение температуры воды, по-видимому, опустошит большинство коралловых рифов, так как основная часть населяющих их видов уже живет на грани своих температурных пределов.
Современные модели показывают, что подъем средней температуры воздуха на 4°С (7Т) повысит средний уровень моря на 0, 5—1, 5 метра (1, 6— 5 футов) за следующие 50—100 лет, в случае если не произойдет облома Западно-Антарктического ледникового щита, который привел бы к гораздо большему повышению уровня. Это станет бедствием практически для трети населения Земли, проживающего в расположенных ниже уровня моря приморских городах, портах, дельтах рек и влажных низменностях. Если бы большая часть Гренландского и Западно-Антарктического ледникового щитов растаяла, как это случилось во время теплого периода 120 тыс. лет назад, уровень моря постепенно поднялся бы на 6 метров (20 футов) за несколько сотен лет.
Даже при умеренном повышении уровня моря будут затоплены огромные города, такие, как Шанхай и Каир, и большие площади плодородных низменностей и дельт в Бангладеш (см. с. 136, т. 2), Индии и Китае, где выращивается большая часть мирового урожая риса. В число других находящихся под угрозой городов входят Роттердам, Венеция, Бангкок и Тайбэй. Низкие архипелаги, такие, как Маршалловы острова в Тихом океане, Мальдивские острова (1800 островов в Индийском океане), и некоторые карибские государства полностью исчезнут под водой. Также будут затоплены прибрежные водно-болотистые угодья, которые служат нерестилищами для большинства ценных промысловых рыб и моллюсков (см. с. 200—201, т. 1). Это отрицательно скажется на мировом рыбном промысле и уменьшит популяции мигрирующих птиц и других диких животных. Агентство охраны окружающей среды считает, что подъем уровня на один метр (три фута) разрушит от 26 до 65% прибрежных заболоченных земель в Соединенных Штатах. Если для защиты прибрежных городов построить дамбы, будет потеряно от 50 до 82% заболоченных земель в США, так как эти структуры не дадут морю продвинуться в глубь страны и создать новые низменности. Даже повышение уровня моря на 0, 5 метра (1, 6 фута) приведет к затоплению около трети прибрежных заболоченных земель США. Повысится также соленость рек, заливов и прибрежных вод. Будет затоплено большинство барьерных рифов, включая Флорида-Кие, и современные отлогие морские берега Малибу в Калифорнии. Расположенные ниже уровня моря города, такие, как Новый Орлеан, Нью-Йорк, Атлантик-Сити, Галвестон, Чарлстон и Майами (который расположен на уровне моря или чуть выше его, на землях, осушенных от болот Эверглейдс), окажутся под угрозой затопления, если миллиарды долларов не будут потрачены на строительство гигантских плотин и дамб. В Вашингтоне (округ Колумбия) уровень воды почти достигнет ступеней Капитолия и Белого дома. В Соединенных Штатах даже незначительный подъем уровня моря на 0, 3 метра (1 фут) приведет к затоплению значительных районов Луизианы и Флориды и эрозии берегов Атлантики и Мексиканского залива, по крайней мере, на 30 метров (98 футов) в глубь страны. Один юморист шутил, что он собирается купить землю в Канзасе, потому что она, превратившись в морской пляж, вероятно, станет представлять большую ценность. Резервуары с опасными химическими веществами, хранящиеся на побережье Атлантического океана и Мексиканского залива, будут затоплены, и произойдет загрязнение многих горизонтов грунтовых вод (рис. 5-15, с. 147, т. 2). в прибрежных областях. Водоносные горизонта, которые снабжают водой множество людей во Флориде и на Лонг-Айленде, станут слишком солеными для использования. Действия в связи с глобальным потеплением. Большинство климатологов соглашаются с тем, что в течение нескольких столетий будет происходить глобальное потепление, главным образом из-за огромного количества долгоживущих химикатов, которые мы десятилетиями выбрасывали в атмосферу (рис. 4-14). Споры ведутся только о том, насколько велико будет повышение средней температуры атмосферы, как быстро она будет расти и каковы будут региональные эффекты. Нет способов быстрого удаления парниковых газов, охлаждения атмосферы или понижения уровня моря. Существует широко распространенное мнение, что любое значительное изменение мирового климата вызовет резкий подъем цен на продовольствие, массовый голод, серьезные экономические катаклизмы и социальный хаос. Чем более быстрыми будут климатические изменения, тем более серьезными окажутся эти проблемы. Таким образом, глобальное потепление, вызванное нашей деятельностью, явится подлинной планетарной катастрофой.
В принципе возможны два направления действий в связи с глобальным потеплением: замедлить его или приспособиться к его последствиям. Многие ученые, изучающие атмосферу, полагают, что уже поступившие в атмосферу -газы автоматически повысят ее температуру на O, 6—l, 7°C (1, 1 —3, 1°F), даже если мы завтра прекратим сжигать ископаемое топливо. Но замедление скорости изменений поможет предотвратить экономический и социальный хаос и выиграть время для использования других энергетических альтернатив. Мы можем замедлить скорость глобального потепления следующими способами: • запретить эмиссию ХФУ и халонов;
• уменьшить потребление ископаемого топлива, по крайней мере, на 20% к 2000 г. и на 50% к 2015 г. , главным образом за счет установления высоких цен на бензин, введения штрафов за эмиссию продуктов сгорания ископаемого топлива. Кроме того, ввести льготы за поиск альтернатив ископаемому топливу, повышение к. п. д. энергии, озеленение и оказание энергетической помощи бедным. Ключевым вопросом теперь является не вопрос о том, сколько нефти, газа или угля мы имеем (глава 2), а сколько мы можем позволить себе сжигать;
• резко сократить использование угля, который выделяет на 60% больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо (рис. 2-9, с. 73). В качестве временной меры мы можем перевести электростанции с угля на природный газ, который выделяет вдвое меньше СО3на единицу энергии, а также резко уменьшает выбросы других загрязнителей воздуха. Однако, чтобы обеспечить энергией свою программу индустриализации, Китай планирует почти удвоить производство угля в следующее десятилетие; • использовать скрубберы для удаления диоксида углерода из выбросов дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок и из автомобильных выхлопов. Современные методы обеспечивают удаление только 30% СО3 и слишком дороги; но химики в Институте исследований солнечной энергии разработали специальные вещества, которые могут более эффективно удалять СО2 из воздуха. Он может быть потом закачен в нефтяные скважины для извлечения из них тяжелой нефти или для превращения в метанол и использования в качестве автомобильного топлива; • повысить энергетический коэффициент полезного действия. Недавние исследования Института мировых ресурсов позволили сделать вывод, что индустриальные страны могут вдвое уменьшить потребление угля за счет повышения его к. п. д. , используя уже существующие технологии; • повысить средний пробег новых автомобилей на единицу топлива с 27, 5 мили на галлон (11, 7 км на литр)до 60 миль нагаллон (25, 5 км на литр) к 2005 г. , чтобы вдвое уменьшить выбросы СО3;
• требовать, чтобы в новых домах использовались наиболее эффективные системы отопления и охлаждения (рис. 3-16, с. 118, т. 1); • намного увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии (глава 9, т. 2);
• увеличить использование природного газа на время перехода от современной эры ископаемого топлива к новой солнечной эре (раздел 2-2); • существенно замедлить вырубку и деградацию тропических лесов (раздел 7-2, т. 2);
• повсеместно высаживать деревья; 0, 4 га (1 акр) деревьев поглощает за год столько диоксида углерода, сколько выбрасывается автомобилем за, 42 тыс. километров (26 тыс. миль) пробега; • снизить рост населения (глава 2, т. 2).
Достижение этих целей потребует от различных стран разработки и выполнения Всемирного закона об атмосфере. Мы могли бы также увеличить использование ядерной энергии, если будут разработаны новые, намного более безопасные реакторы и решена проблема безопасного хранения ядерных отходов в течение тысяч лет. Но чтобы внести реальный вклад в решение проблемы глобального потепления, потребовались бы тысячи реакторов (см. с. 106—109). Кроме того, использование атомной энергии для выработки электричества слишком неэффективно (рис. 3-17, с. 121, т. 1), и электричество не может быть использовано для приведения в движение автомобилей, пока не будут разработаны более совершенные батареи. Причем это более дорогой путь по сравнению с другими возможностями. Так, повышение к. п. д. энергетики позволяет значительно быстрее замедлить глобальное потепление, а сокращение выбросов СО3 на один доллар затрат будет при этом в 2, 5—10 раз большим, чем при приоритетном развитии ядерной энергетики. Многие наблюдатели сомневаются, что страны вовремя согласятся уменьшить потребление ископаемого топлива и вырубку лесов, чтобы предотвратить значительное глобальное потепление. Государства, климат которых, по всей вероятности, улучшится в результате глобального потепления, будут сопротивляться введению строгих ограничений, в то время как страны, которые, возможно, пострадают от снижения плодородия, будут поддерживать начало немедленных действий. Резкое сокращение потребления ископаемого топлива, как бы ни было оно желательным с долгосрочных экологических и экономических точек зрения, может обусловить значительные краткосрочные экономические и социальные проблемы, которые большинство найдет неприемлемыми. Поэтому, чтобы выиграть время, некоторые аналитики предлагают одновременно с попытками уменьшить потребление ископаемого топлива и вырубку лесов начать также готовиться к последствиям длительного глобального потепления. Их предложения включают: • расширение исследований по выведению новых сортов сельскохозяйственных растений, малотребовательных к влаге и способных буйно разрастаться в воде, слишком соленой для обычных культур; • строительство дамб для защиты приморских территорий от затопления, как это делали голландцы на протяжении столетий; • удаление с прибрежных территорий резервуаров для хранения опасных веществ; • запрещение нового строительства на низинных прибрежных территориях; • повсеместное накопление больших запасов основных продуктов в качестве страховки на случай резкого падения их производства;
• расширение площадей существующих заповедников, парков и заказников на север в Северном полушарии и на юг в Южном и создание новых заповедников в этих областях;
• разработка планов управления существующими парками и заповедниками с учетом возможных изменений климата. Однако осуществление таких изменений потребует 20 лет и будет стоить сотни миллиардов долларов. Например, только приспособление мировых оросительных систем к изменениям климата- может обойтись в 200 млрд. долларов. Не бывает бесплатных обедов! Изменение глобального климата в результате антропогенной деятельности может рассматриваться в качестве самой большой трагедии человеческого сообщества. В 1975 г. антрополог Маргарет Мид сказала: “Атмосфера является основным символом глобальной взаимозависимости. Если мы не можем разрешить некоторые из наших проблем перед лицом угрозы этому глобальному единству, я не могу быть очень оптимистичной относительно будущего мира”. Вероятно, перспектива парникового эффекта может стать катализатором всемирного осознания срочной необходимости начала действий по защите нашей Земли. 4-5. КОНТРОЛЬ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОЗДУХА
Законодательство США по загрязнению воздуха. Загрязнение воздуха или другой тип загрязнения могут контролироваться законами, устанавливающими желательные стандарты или технологии достижения этих стандартов. В Соединенных Штатах Конгресс принял Законы о чистом воздухе в 1970 и 1977 гг. , что дало федеральному правительству значительные возможности контроля за загрязнением воздуха. Эти законы потребовали от Агентства охраны окружающей среды ввести национальные стандарты качества окружающего воздуха (НСКОВ) для семи основных загрязнителей открытого воздуха: взвешенных твердых частиц, оксидов серы, оксида углерода, оксидов азота, озона, углеводородов и свинца. Каждый стандарт определяет максимальный допустимый уровень, осредненный за определенный промежуток времени, для некоторых загрязнителей открытого воздуха. От Агентства охраны окружающей среды потребовали ввести два типа НСКОВ, не принимая во внимание стоимость достижения этих стандартов. Первичные стандарты качества окружающего воздуха были введены для защиты здоровья человека, особенно пожилых людей, детей и других чувствительных индивидуумов. Для их введения были установлены конкретные сроки. Вторичные стандарты качества окружающего воздуха были введены для поддержания нормальной видимости, защиты урожая, строений и запасов воды. Для их введения не были установлены точные сроки.
Предполагалось, что каждый из 247 районов по контролю за качеством воздуха, выделенных Агентством охраны окружающей среды по всей стране, будет соответствовать всем первичным стандартам к 1982 г. Предусматривалась возможность задержки до 1987 г. , но многие территории не сумели уложиться в эти сроки. Чтобы выполнить все требования, любой новый завод или существенно расширенный существующий должны оснащаться оборудованием по контролю за загрязнениями, которое обеспечивало бы уровень очистки не меньший, чем лучший из уже достигнутого на подобном предприятии где-либо в стране, независимо от его стоимости. Кроме того, должно обеспечиваться снижение суммарного объема выбросов для всей территории. Чтобы обеспечить это второе требование, компания может купить и закрыть уже существующее предприятие либо закупить для него оборудование, уменьшающее выбросы. Другой возможностью является покупка кредита на выбросы у другой компании на той же территории, которая сумела снизить выбросы до уровня ниже требуемого. Агентство охраны окружающей среды ввело также политику предотвращения значительного ущерба. Она призвана не допустить снижения качества воздуха в районах, где он чище, чем требуется НСКОВ для взвешенных твердых частиц и диоксида серы. В противном случае промышленность, могла бы развиваться на этих территориях и постепенно ухудшить качество воздуха до национальных стандартов по данным двум главным загрязнителям. Законы о чистом воздухе 1970 и 1977 гг. требовали, чтобы каждый штат разработал утвержденный Агентством охраны окружающей среды план их выполнения, показывающий, как федеральные стандарты будут полностью достигнуты к 1982 г. или в крайнем случае к 1987 г. Конгресс дал Агентству право останавливать строительство крупных новых заводов или запрещать расширение существующих и урезать федеральные ассигнования на строительство автострад в любом штате, не выполняющем утвержденный план. Тем не менее это не было сделано из-за политического давления. Законы о чистом воздухе требовали также от Агентства охраны окружающей среды установить единые национальные стандарты максимальных выбросов, известные как новые стандарты конструкции источников выбросов, на основе принципа “промышленность для промышленности” для вновь строящихся заводов или расширяющихся существующих предприятий. В отличие от НСКОВ при введении этих стандартов могут учитываться денежные и энергетические затраты.
Конгресс установил порядок достижения определенных процентов сокращения выбросов оксида углерода, гидрокарбонатов и оксидов азота автотранспортом. Хотя отмечается значительный прогресс, серии легально предоставленных отсрочек отодвинули крайний срок достижения большинства этих целей. Тенденции изменения качества открытого воздуха в США. Концентрация большинства основных загрязнителей, кроме оксидов азота, в атмосфере Соединенных Штатов между 1975 и 1987 гг. уменьшилась в результате введения законов о контроле за загрязнением воздуха, экономического спада и повышения цен на энергию (рис. 4-16). Наиболее резко сократилась концентрация свинца вследствие снижения на 91% допустимого содержания свинца в этилированном бензине (см. с. 160—163). Однако с 1986 по 1987 г. содержание озона и взвешенных твердых частиц в атмосфере увеличилось, а уровни диоксида азота остались неизменными, главным образом из-за автомобильных выбросов. Защитники окружающей среды утверждают, что этот рост является следствием сокращения бюджета и усилий администрации Рейгана воспрепятствовать ужесточению законодательства по контролю за загрязнением воздуха, а также предпочтению, отдаваемому контролю за загрязнениями вместо их предотвращения. Осредненные показатели загрязнения нескольких сотен измерительных станций Агентства охраны окружающей среды по всей стране не отражают действительно серьезного загрязнения воздуха в различных крупных городах. Агентство использует стандартный индекс загрязнения (СИЗ) для определения частоты и степени превышения первичных медицинских стандартных норм качества воздуха по одному или нескольким показателям. Ежедневные стандартные индексы загрязнения часто публикуются в средствах массовой информации для информирования общественности об уровне загрязнения воздуха (рис. 4-17). Между 1976 и 1987 гг. в большинстве крупных городов резко уменьшилось число дней, когда воздух оценивался как опасный, очень нездоровый или нездоровый. В Нью-Йорке, Чикаго и Кливленде отмечено значительное улучшение качества воздуха, в то время как в Лос-Анджелесе, Хьюстоне и Далласе —Форт-Уэрте улучшения практически не наблюдалось. Однако в 1989 г. Агентство охраны окружающей среды обвинили в намеренной фальсификации и сокрытии данных. После Швеции Соединенные Штаты добились наибольшего до сравнению с другими странами прогресса в снижении концентрации шести главных загрязнителей открытого воздуха (рис. 4-16). Тем не менее многое еще предстоит сделать, так как усилия по контролю загрязнения постепенно перекрываются ростом числа новых автомобилей и других источников загрязнений. В 1988 г. каждый третий американец жил в одном из 101 крупных городов, где средняя концентрация озона регулярно превышает опасный уровень. В наихудшем положении был Лос-Анджелес, где концентрация озона в 1988 г. превышала стандартный предел в течение 148 дней. Другими территориями, где стандартные допустимые уровни озона в 1988 г. превышались 15—54 дня, были Нью-Йорк, Балтимор, Паркерсберг, Питсбург, Филадельфия, Сакраменто, Бейкерс-филд, Шибойган (Висконсин), Уор-честер, Штейбенвиль (Огайо) и графство Нокс (Мэн). Каждый четвертый американец живет в одном из 59 городов, где отмечаются слишком высокие концентрации оксида углерода. Хотя новые автомобили выбрасывают гораздо меньше загрязнителей, чем модели 1970 г. , уровень смога все еще высок, главным образом из-за того, что теперь на дорогах на 55% больше автомобилей, пробег которых увеличился. Кроме того, из-за неэффективной проверки системы контроля за выбросами у 60% автомобильного парка США отключены или не работают должным образом. В 1970-х годах большинство западноевропейских стран, Канада, Австралия, Япония и Южная Корея ввели стандарты на автомобильные выбросы, сходные со стандартами Соединенных Штатов, хотя некоторые европейские страны в этом отношении отстают. Практически не предпринимаются попытки контроля за автомобильными выбросами в Индии, Мексике, Аргентине, Китае, в Советском Союзе и в восточноевропейских странах. Методы контроля за загрязнением. После того как стандарты контроля за загрязнением приняты, могут использоваться два основных метода предотвращения превышения предельных уровней концентрации загрязнителей. Первый — контроль на входе, который предотвращает или резко снижает поступления потенциальных загрязнителей (см. с. 223— 226). Второй — контроль на выходе, который представляет попытку снизить содержание загрязнителей до приемлемых уровней уже после их попадания в окружающую среду. Методы контроля на выходе, как правило, дорогие и сложные. С учетом долгосрочной перспективы методы контроля на входе обычно проще и дешевле. Пять основных методов контроля на входе для уменьшения общего количества загрязнителей, попадающих в окружающую среду, состоят в следующем: • регулирование роста населения (глава 2, т. 2);
• сокращение неоправданных расходов металлов, бумаги и других материальных ресурсов путем увеличения рециркуляции и повторного использования, а также благодаря созданию продуктов, которые сохраняются дольше и легко ремонтируются (раздел 1-7); • уменьшение потребления энергии; • повышение энергоэффективности (раздел 9-1, т. 2);
• переход от угля к природному газу, который выделяет при сгорании меньше загрязнителей и диоксида углерода (раздел 2-2 и рис. 2-9, с. 73); • переход от ископаемого топлива к использованию энергии Солнца, ветра и текущей воды (глава 9, т. 2) или ядерной энергии (раздел 2-5). Эти методы контроля на входе являются наиболее эффективными и наименее дорогостоящими (кроме ядерной энергии) способами уменьшения загрязнения воздуха, воды и почв. Они являются единственными экономичными методами уменьшения скорости накопления в атмосфере диоксида углерода и других парниковых газов. Однако они редко серьезно рассматриваются при разработке национальных и международных стратегий борьбы с загрязнениями.
Контроль за выбросами диоксида серы стационарными источниками. Защитники окружающей среды в Соединенных Штатах и Канаде призывают к сокращению на 50% выбросов диоксида серы углесжигающими предприятиями США в течение следующих десяти лет. Стоимость выполнения этого плана составляет от 2 до 7 млрд. долларов в год. В дополнение к упомянутым выше общим методам контроля на входе можно указать на следующие меры, которые могут снизить выбросы диоксида серы или уменьшить их воздействие: Методы контроля за диоксидом серы на входе
Сжигание низкосернистых углей. Особенно актуален для новых электростанций и промышленных предприятий, расположенных вблизи отложений таких углей. Электростанции Среднего Запада могут перейти на низкосернистые угли, добываемые открытым способом на Западе. Это лишит работы от 23 до 60 тыс. шахтеров в восточных штатах, но приведет к созданию 195 тыс. новых рабочих мест в связи с необходимостью добычи низкосернистых углей, их транспортировки, строительства и обслуживания оборудования по контролю загрязнения и мониторингу в других географических областях. Удаление серы из угля. Относительно недорогой метод; современные химические и физические методы обеспечивают удаление из угля только от 20 до 50% серы. Ученые надеются найти или создать с помощью генной инженерии бактерии, которые будут более эффективно и дешево удалять серу из угля, чем современные химические и физические методы. Использовавшиеся до сих пор бактерии удаляли только около 40% органической серы, затрачивалось на это от четырех до шести недель. Превращение угля в газ или жидкое топливо (рис. 2-14, с. 80). Низкий выход полезной энергии. Удаление серы при сжигании угля в кипящем слое (рис. 2-15, с. 82). Удаляет до 90% SO2, уменьшает содержание СО2 на 20% и увеличивает энергоэффективность на 5%. Метод должен стать экономически выгодным для малых и средних предприятий в середине 1990-х годов. Удаление серы при многократном сжигании угля с известковыми присыпками (рис. 4-18). Метод в стадии разработки и испытаний. Методы контроля за диоксидом серы на выходе
Использование достаточно высоких дымовых труб для преодоления слоя термической инверсии. Может уменьшить загрязнение вблизи электростанций или промышленных предприятий, но увеличивает концентрацию загрязнений на подветренных по отношению к ним территориях. Удаление загрязнителей при сжигании с использованием десульфуризации или сркуб-беров (рис. 4-19). Удаляется до 95% SU2 и 99, 5% взвешенных твердых частиц (однако не самые вредные мельчайшие Зола, частицы). Метод может использоваться на новых заводах и внедряться на большинстве крупных существующих предприятий, но является очень дорогим.
Обложение налогом каждой единицы выбросов. Поощряет разработку 'более эффективных и экономичных методов контроля за выбросами. Встречает возражения промышленников, так как обходится дороже, чем высокие дымовые трубы, и требует от предприятий-загрязнителей нести расходы, которые сейчас перекладываются на все общество.
В 1985 г. Советский Союз и 21 европейская страна подписали договор, согласившись уменьшить ежегодные выбросы диоксида серы по крайней мере на 30% по сравнению с уровнем 1980 г. ; 4 страны согласились на сокращение на 70%. Швеция поставила целью сократить к 1995 г. выбросы диоксида серы на 65%, а оксидов азота на 95%. Соединенные Штаты и Великобритания отказались подписать это историческое соглашение, ссылаясь: на научную неопределенность оценок вредных последствий диоксида серы.
Законы США о контроле за загрязнением воздуха поощряют выбросы SО2 и взвешенных твердых частиц, разрешая использование высоких дымовых труб и не требуя от углесжигающих электростанций и промышленных предприятий, построенных до 1972 г. , устанавливать эффективные очистные системы. Это побуждает корпорации продолжать эксплуатацию старых предприятий вместо строительства новых, оснащенных передовыми технологиями очистки заводов. В настоящее время дымовые трубы в США все еще выбрасывают около 18 млн. метрических тонн (20 млн. тонн) диоксида серы в год. Сокращение этих выбросов на одну треть обойдется, по оценкам, в 3, 7 млрд. долларов, а на две трети— примерно в 89 млрд. долларов.
Контроль за выбросами оксидов азота стационарными источниками. Почти половина выбросов оксидов азота в Соединенных Штатах происходит при сжигании ископаемого топлива в стационарных источниках, главным образом на электростанциях и промышленных предприятиях. Остальная часть приходится на автомобили. До сих пор уменьшению выбросов оксидов азота стационарными источниками уделялось мало внимания из-за того, что более важным считался контроль за диоксидом серы и твердыми частицами. Однако выяснилось, что оксиды азота вносят наибольший “вклад”в кислотные дожди и что они повышают количество озона и других химических окислителей в тропосфере, что может повредить урожаям, деревьям и материалам. Перечисленные ниже методы могут быть использованы для уменьшения выбросов оксидов азота стационарными источниками. Методы контроля за оксидами азота на входе
Удаление оксидов азота при сжигании в кипящем слое (рис. 2-15, с. 82). Удаляется от 50 до 75% оксидов азота. Удаление оксидов азота при возвратном сжигании угля с известковыми присыпками(рис. 4-18). Удаляется от 50 до 60%, но метод еще находится в стадии разработки.
Уменьшение содержания путем снижения температуры горения. Хорошо разработанная технология, снижающая образование этих газов на 50 — 60% . Методы контроля за оксидами азота на выходе Использование высоких дымовых труб. 2. Увеличение налогов пропорционально количеству выбросов.
3. Удаление после сгорания топлива за счет повторного сжигания. Удаляется 50% или больше, но для крупных предприятий метод еще находится в стадии разработки.
4. Удаление после сгорания благодаря реакции с изоцианистой кислотой (HCNQ). Удаляется до 99% и разлагается в безвредные азот и воду. По крайней мере еще десять лет не будет доступен с экономической точки зрения. В 1988 г. представители 24 стран, включая Соединенные Штаты, подписали соглашение, которое должно было бы заморозить к 1995 г. выбросы оксидов азота на уровне 1987 г. Двенадцать западноевропейских стран согласились в период между 1987 и 1997 гг. сократить выбросы оксидов азота на 30%. Методы контроля за выбросами взвешенных твердых частиц стационарными источниками 1. Использование высоких дымовых труб. Увеличение налогов. пропорционально количеству выбросов.
Извлечение из выходящих из труб газов. Наиболее широко распространенный метод на электростанциях и промышленных предприятиях. Используется несколько способов: (а) электростатические осадители; (б) рукавные фильтры; (в) циклонные сепараторы; (г) влажные скрубберы (рис. 4-19). Кроме рукавных фильтров, ни один из этих методов не удаляет большей части наиболее опасных мелких частиц. Все они оставляют опасные твердые отходы или осадок, которые нужно где-то безопасно хранить. Все методы, кроме использования циклонного сепаратора, дороги.
Контроль за выбросами автотранспорта Перечисленные ниже методы используются для сокращения выбросов окиси углерода, оксидов азота, твердых частиц и свинца автомобилями. Методы контроля за выбросами автотранспорта на входе
Более широкое использование общественного транспорта, велосипедов и пешего передвижения (раздел 2, т. 2). Переход к использованию более чистых автомобильных двигателей, например паровых или электрических. В настоящее время эти двигатели уступают двигателям внутреннего сгорания по качеству работы, экономии топлива, сроку службы и стоимости. Переход к более экологически чистым видам, топлива” таким, как природный газ, спирт, водород. Повышение к. п. д. топлива. Быстрый и экономичный подход. Современные стандарты эффективности топлива в США для новых автомобилей должны увеличиваться с 27, 5 мили на галлон (11, 7 км на литр) в 1990г. до, по крайней мере, 40 миль на галлон (17 км на литр) в 2000 г... Модификация двигателей внутреннего сгорания для уменьшения выбросов. Сжигание бензина с использованием бедных или обогащенных воздухом смесей уменьшает выбросы оксида углерода и углеводородов, но увеличивает выбросы оксидов азота. Новые двигатели для бедных смесей, уменьшающие выбросы оксидов азота на 75—90%, появятся в продаже примерно через десять лет.
Повышение ежегодной платы за перерегистрацию старых, приводящих к более сильному загрязнению окружающей среды автомобилей или предоставление их владельцам льгот за отказ от использования таких автомобилей. Введение налога на все новые автомобили в соответствии с величиной выбросов двигателями трех основных загрязнителей по данным испытаний Агентства окружающей среды. Это стимулировало бы производителей снижать выбросы, а потребителей покупать более экологически чистые автомобили. Методы контроля за загрязнением автотранспортом на выходе
Использование приборов, контролирующих выбросы. Наиболее широко распространенный подход. Для эффективной работы приборов двигатели должны быть хорошо отрегулированы; в настоящее время разработаны трехступенчатые каталитические конверторы, которые могут уменьшить выбросы на 90—95%. Они должны появиться в продаже через несколько лет. Введение обязательного техосмотра автомобилей дважды в год и требование уплаты водителями, превысившими стандарты, штрафов, зависящих от количества выбросов на милю пробега и от количества миль, пройденных после предыдущей проверки. Это заставило бы водителей не портить приборы контроля за выбросами и содержать их в рабочем состоянии. Введение стандартов выбросов для пикапов и легких трейлеров, в настоящее время не регулируемых эффективно законами США по контролю за загрязнением воздуха.
Контроль за уровнями озона в тропосфере. Уровень озона в тропосфере зависит прежде всего от выбросов оксидов азота и углеводородов в сочетании с . солнечным светом (рис. 4-7). Таким образом, снижение уровня озона требует комплексного применения методов контроля на входе и на выходе, уже обсуждавшихся применительно к оксидам азота и автотранспорту. Это требует также уменьшения выбросов углеводородов. В 1989 г. Окружной совет по управлению качеством воздуха побережья Южной Калифорнии предложил радикальную программу уменьшения содержания озона и фотохимического смога в районе Лос-Анджелеса. Если она будет одобрена Агентством охраны окружающей среды штата и Федеральным агентством охраны окружающей среды, потребуется: • строгий контроль за переработкой нефти, сухой чисткой одежды, окраской автомобилей, типографиями, пекарнями, мусоросжигающими заводами и другими ^промышленными производствами, выбрасывающими большое количество углеводородов и других загрязнителей, или перемещение этих предприятий; должны быть запрещены типы шин, выделяющие твердые частицы; • запрещение использования аэрозольных распылителей, красок, домашних очистителей, жидкостей для растопки шашлычных, а также других продуктов, служащих источником углеводородов, или нахождение им замены; • постепенная замена бензиновых двигателей в течение двух десятилетий путем перевода к 1998 г. 40% легковых автомобилей и 70% грузовиков, автобусов и газонокосилок на альтернативные виды топлива — метанол, этанол, природный газ или электричество. Автобусный парк должен осуществить это к 1991 г. , такси и прокат машин ~ к 1993 г. ; к 2009 г. должны быть запрещены все виды машин и судов, работающих на бензине; • использование систем переработки паров углеводородов на бензоколонках и продажа альтернативных видов топлива; • повышение стоимости парковки, для сокращения использования автомобилей и поощрения маршрутных перевозок и общественного транспорта; • запрещение 70% парка грузовиков выезжать на улицы в утренние и вечерние часы пик в рабочие дни.
Осуществление этого плана обойдется в 2, 8—15 млрд. долларов в год, причем он может быть похоронен под влиянием общественного мнения, когда жители начнут ощущать неудобство от таких радикальных перемен. Однако сторонники этого плана доказывают, что альтернатива, состоящая в дальнейшем ухудшении качества воздуха в самом загрязненном городе страны, обойдется потребителям и предпринимателям намного дороже.
Контроль за токсичными выбросами. Закон о чистом воздухе 1970 г. обязал Агентство охраны окружающей среды оценить угрозу здоровью, создаваемую сотнями выбрасываемых в атмосферу токсичных соединений, некоторые из которых известны как канцерогены, и затем установить стандарты для организации контроля за каждым из химикатов. Но до 1989 г. Агентство ввело правила регулирования только для семи из сотен потенциально токсичных загрязнителей воздуха. Отчасти трудности состоят в получении точных научных данных о влиянии определенных загрязнителей на здоровье человека (раздел 3-1) и о методах оценки риска и выгод (раздел 3-3). Экономическое и политическое давление также препятствует работе Агентства охраны окружающей среды. С 1981 г. Конгресс урезал бюджет Агентства, а администрация Рейгана препятствовала ужесточению законов о загрязнении воздуха. Установить стандарты для каждого токсичного загрязнителя очень трудно, это требует много времени, поэтому было предложено чисто химический подход заменить промышленным , используя технологические стандарты вместо стандартов на выбросы. При этом Агентство должно, во-первых, классифицировать предприятия по количеству выбрасываемых ими токсичных веществ. Затем, промышленным предприятиям с наибольшими выбросами будут установлены жесткие сроки их сокращения до определенных пределов, с использованием новейших технологий. Контроль за загрязнениями воздуха в помещениях. Для большинства людей загрязнение воздуха в помещениях представляет большую угрозу для здоровья, чем загрязнение открытого воздуха. Однако Агентство охраны окружающей среды тратит ежегодно 200 млн. долларов, пытаясь уменьшить загрязнение открытого воздуха, и только 2 млн. на уменьшение загрязнения воздуха в помещениях. Чтобы резко уменьшить загрязнение воздуха в помещениях, не обязательно устанавливать стандарты качества и наблюдать больше чем за 100 млн. домов и зданий в Соединенных Штатах. Это может быть сделано путем: • совершенствования строительных норм для предотвращения инфильтрации радона, в том числе выполнения требований использования воздушных теплообменников или других устройств для смены воздуха в помещениях через определенные интервалы времени; • удаления 90% вредных веществ из мебели и строительных материалов в новых и старых домах, квартирах и на рабочих местах, для чего необходимо три-четыре дня не пускать в них людей, нагреть материалы до 38°С (100Т) и потом, используя вентилятор, хорошо проветрить помещение;
• выполнения требований эксплуатации печей, холодильников, сушилок, керосиновых нагревателей или других домашних приборов, сжигающих природный газ или другое ископаемое топливо; • установления стандартов допустимого излучения для строительных материалов, таких, как древесно-стружечные плиты или фанера (которые излучают формальдегид), для изолент и материалов, используемых для изготовления мебели, ковров и ковровых покрытий; • нахождения заменителей потенциально вредных химикатов в аэрозолях, чистящих средств, красок и других продуктов, используемых в помещениях, и выполнения требований, чтобы все такие продукты имели наклейки с перечислением составляющих их веществ;
• выполнения требований к предпринимателям обеспечить для служащих безопасный воздух в помещениях. Однако люди сами, не дожидаясь централизованных мер, могут предотвратить накопление большинства загрязнителей помещений, установив воздушные теплообменники, которые поддерживают поток чистого воздуха, не вызывая больших потерь тепла или холода; приобретая строительные материалы с наклейкой “малое выделение формальдегида” или используя материалы, вообще его не содержащие. Содержание формальдегида и некоторых других токсичных газов может быть резко сокращено домашними растениями, такими, как клеома (самое эффективное), золотой пафос, сингониум и филодендрон. Дома можно также прогреть в течение трех-четырех дней при температуре 38°С (lOO°F). Другие методы включают регулярную смену воздушных фильтров, очистку систем кондиционирования воздуха, частую смену воды в увлажнителях, отказ от хранения бензина, растворителей и других летучих вредных веществ в доме или в прилегающем к нему вплотную гараже. Потребители могут также использовать более дешевые и безопасные заменители многих домашних химикатов (табл. 3-8, с. 172-173). Люди, строящие или перестраивающие дома, не должны использовать древесно-стружечные плиты или фанеру, которые можно найти примерно в 80 млн. обычных или мобильных домов в Соединенных Штатах. Эти дома могут выделять большое количество формальдегида в течение нескольких месяцев или даже лет. Потребители не должны использовать комнатные дезодоранты или освежители воздуха, и они должны правильно ликвидировать или хранить использованные банки от красок, растворителей, моющих средств, косметики и пестицидов. Курильщики могут уменьшить воздействие дыма на других людей, куря вне помещений или в закрытых помещениях с наружной вентиляцией. Если многие источники загрязнений в помещениях нельзя удалить, устройства центрального отопления и кондиционирования воздуха должны быть оборудованы электростатическими воздухоочистителями для всего дома и фильтрами из древесного угля. Однако увлажнители могут насытить воздух в помещении бактериями, плесенью и вирусами. В развивающихся странах больших успехов в борьбе с болезнями дыхательных путей можно достигнуть, если правительства снабдят сельских жителей и городскую бедноту простыми печками, сжигающими биотопливо более эффективно (что также уменьшит сведение лесов) и снабженными наружной вентиляцией. Что необходимо сделать. В 1981 г. Закон о чистом воздухе 1977 г. был представлен на пересмотр. Между 1981 и 1988 гг. промышленники и сотрудники администрации Рейгана вовсю старались снизить требования стандартов к автомобильным выбросам, облегчить требования к промышленной очистке, разрешить повышать уровень загрязнения в тех районах, которые считаются относительно чистыми, и продлить общенациональные сроки выполнения первичных стандартов Агентства охраны окружающей среды по загрязнению воздуха. Они заявляли , что польза от существующих законов по контролю за загрязнением воздуха не окупает высоких затрат, что эти законы угрожают экономическому росту и что они слишком негибко применяются Агентством охраны окружающей среды. Защитники окружающей среды, наоборот, предложили более жесткие нормы для всех загрязняющих выбросов, выступили за запрещение использования хлорфторуглеродов и других разрушающих озон химикатов и представили программу предотвращения и контроля за основными загрязнителями воздуха в домах, на фабриках и в служебных помещениях. Они утверждают, что необходим всеобъемлющий подход, учитывающий многократные взаимодействия различных загрязнителей, который должен заменить современные методы, при которых каждый загрязнитель оценивается отдельно. Некоторые медики полагают также, что акцент в законах по загрязнению воздуха должен быть смещен от борьбы с источниками загрязнения и выбросами к борьбе за сокращение продолжительности воздействия этих загрязнителей (табл. 4-1, с. 187).
Защитники окружающей среды сознают, что стоимость выполнения более жесткой и более всеобъемлющей программы контроля за загрязнением будет высокой. Но они доказывают, что долгосрочная цена непринятия этих мер может быть астрономической: массовый ущерб людям, домашним животным, урожаю, материалам, лесам, почвам и озерам. На международном уровне страны, особенно индустриальные, должны договориться запретить использование ХФУ, чтобы уменьшить глобальное сокращение озона (и замедлить глобальное потепление), сократить выбросы диоксида серы и оксидов азота, чтобы контролировать кислотные осадки и снизить выбросы диоксида углерода и других парниковых газов. Что вы можете сделать? Самое важное, что Вы можете сделать для уменьшения загрязнения воздуха, разрушения озонового слоя, замедления глобальных изменений климата и экономии денег, — это повысить эффективность использования энергии (см. форзац). Пользуйтесь автомобилем, который проходит, по крайней мере, 35 миль на галлон бензина (14, 9 км на литр), отдавайте предпочтение не личным автомобилям, а ходьбе пешком, велосипеду или, если возможно, общественному транспорту. Замените лампочки накаливания на компактные люминесцентные лампы, добейтесь высокого к. п. д. Вашей домашней энергетики и покупайте только экономичные бытовые приборы. Подвергайте рециркуляции газеты, алюминий и другие материалы. Сажайте деревья и избегайте покупать изделия, содержащие ХФУ, такие, как пенопласт. Если у Вас в автомобиле есть кондиционер воздуха, обслуживайте его в мастерской, перерабатывающей ХФУ. Поддерживайте более жесткие законы по очистке воздуха и заключение международных договоров по сохранению озонового слоя и замедлению глобального потепления.
Из обзора, сделанного в данной главе, ясно, что любая человеческая деятельность, которая влияет на физические свойства или химический состав атмосферы, может вызвать серьезные проблемы. Коренное изменение нашего потребления ресурсов для предотвращения долговременных изменений климата и обеспечения более здорового воздуха на улице и в помещениях для людей, животных и растений является одним из самых важных политических, экономических и этических требований нашего времени.
Существует очень реальная возможность того, что человеческая раса благодаря невежеству, или безразличию, или и тому и другому вместе необратимо изменит способность, атмосферы поддерживать жизнь. Шервуд Роуленд, Дональд Г. Барнес ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Загрязнение воздухапроисходит, если концентрация составляющих его химических веществ или новых химикатов, поступивших в атмосферу или сформировавшихся в ней, повысится до уровня, причиняющего вред людям, другим животным, растительности или материалам. Некоторые загрязнители воздуха являются первичными загрязнителями” поступающими непосредственно в воздух, другие — вторичными загрязнителями, формирующимися в воздухе. Хотя имеются естественные источники некоторых загрязнителей открытого воздуха, большинство являются результатом сжигания ископаемого топлива на стационарных (электростанции и промышленные предприятия) или мобильных источниках (автомобили). Высокие концентрации некоторых загрязнителей воздуха, таких, как табачный дым, радиоактивный газ радон и формальдегид, могут также накапливаться в воздухе помещений, особенно в домах с хорошей изоляцией. Загрязнители воздуха могут достигать опасных уровней, если слой плотного холодного воздуха перекрыт слоем менее плотного теплого воздуха. Такие термальныв инверсии случаются чаще над городами, расположенными в долинах, окруженных горами, на подветренных сторонах горных хребтов или вблизи побережий.
Часть диоксида серы и оксида азота, выбрасываемых дымовыми трубами и другими источниками, может быть перенесена на большие расстояния. В это время формируются разнообразные вторичные загрязнители: серная и азотная кислоты, сульфатные и нитратные соли. Кислотные осадки случаются, если капельки этих жидких кислот (влажное осаждение) или твердые частицы и газы (сухое осаждение) возвращаются на земную поверхность.
В дыхательной системе человека имеется ряд защитных барьеров, которые фильтруют, растворяют или отторгают загрязнители воздуха. Однако эти барьеры могут быть преодолены путем воздействия высоких концентраций одного или нескольких загрязнителей воздуха либо воздействия низких или умеренных концентраций некоторых загрязнителей в течение длительного времени. В результате могут возникнуть слезоточивость, кашель, болезни сердца и органов дыхания, такие, как хронический бронхит, эмфизема и рак легких. Длительное комплексное воздействие нескольких загрязнителей воздуха, таких, как озон и кислотные осадки, может повредить листву деревьев и других растений и погубить большое число деревьев из-за выщелачивания питательных веществ из почвы, гибели важных микроорганизмов, обитающих в почве, повреждения корней и снижения устойчивости по отношению к бактериям, болезням и засухам. Загрязнители воздуха серьезно повреждают также статуи, здания, металлы, резину, краски, бумагу, ткани и другие материалы, приводя к громадным экономическим потерям. Существуют веские доказательства того, что группа широко применяемых веществ, известных как хлорфторуглероды и халоны, которые остаются в атмосфере 111 лет, разрушает озон в стратосфере. Озон отфильтровывает большую часть вредной ультрафиолетовой радиации солнца. Предпринимаются усилия побудить страны ограничить или запретить производство и использование этих химикатов, но до сих пор эти усилия недостаточны для предупреждения серьезного разрушения стратосферного озона.
Отмечается также растущая озабоченность тем, что человеческая деятельность, такая, как сжигание ископаемого топлива и сведение лесов, может привести к постепенному потеплению земной атмосферы в результате усилившегося парникового эффекта. Он вызван увеличением содержания в атмосфере диоксида углерода и других парниковых газов. Такие изменения в глобальном климате нарушат производство продовольствия и приведут к затоплению низинных земель. Справиться с этими потенциально серьезными долговременными проблемами можно, уменьшив выбросы парниковых газов, повысив эффективность использования энергии, затормозив сведение лесов, высаживая деревья и осуществляя долгосрочные приготовления к климатическим изменениям. Законы о загрязнении воздуха, принятые в 1970-х годах, установили стандарты максимально допустимого уровня концентрации нескольких основных загрязнителей открытого воздуха. Средства достижения этих стандартов включают использование методов контроля за загрязнениями для предотвращения формирования всех или большинства загрязнителей(контроль на входе) или уменьшения их количества, выбрасываемого в атмосферу (контроль на выходе). В результате принятия этого законодательства уровень большинства основных загрязняющих веществ открытого воздуха в США или уменьшился, или лишь незначительно повысился. Однако для уменьшения уровня загрязнения атмосферы опасными веществами, парниковыми газами, ХФУ, а также для очистки воздуха внутри помещений предстоит еще немало сделать, причем основной упор . следует делать на предотвращении загрязнения.