Транспорт, промышленность и обогрев частных домов - это самые существенные источники загрязнения воздуха в Европе. По оценкам Всемирной организации здоровья, экологические факторы, такие как загрязнение воздуха, являются причиной почти 20 процентов смертей в Европе. На этой неделе эксперты-экологи встретились в Министерстве охраны окружающей среды на дебатах, организованных по инициативе Ассоциации охраны здоровья. Представитель этой организации Мартин Кедом отмечает, что министр охраны окружающей среды создал рабочую группу экспертов, которые разрабатывают способы уменьшения загрязнения воздуха. Одним из решений является введение так называемых зон сокращения выбросов. В Европе создано более 220 таких зон. Около 50 из них находятся в Германии. Идея состоит в том, что в центр города могут въехать только те машины, которые выполняют определенные экологические стандарты: Евро-2, -3 или еще выше. Существует другое решение, которое было предусмотрено европейским законодательством, но сегодня его уже нет, - это платный въезд в центр городов. Еще одно предложение - возможность увеличения местными властями ставок за парковку так, чтобы они отбивали желание въезжать в центр. Одна из причин загрязненного воздуха в городах - это, в частности, все еще большая влюбленность европейцев в автомобили. С 2006 по 2011 год в Берлине количество автомобилей на 1 тыс. жителей упало с 360 до 320. А, например, в Варшаве эта цифра увеличилась с 420 до 460 автомобилей на 1 тыс. жителей. Вместе с тем, департамент охраны атмосферы в Министерстве охраны окружающей среды сообщает, что в ведомстве разрабатывается программа, целью которой является уменьшение загрязнения воздуха. Рассматривается возможность создания такой программы и анализируется возможное ее применение. Это будут действия, которые будут значительно выходить за компетенции министерства охраны окружающей среды. Они будут затрагивать различные экономические вопросы, проблемы топливной политики, энергетические вопросы - то есть дела, которые регулируются министерствами экономики, развития инфраструктуры и развития или даже министерством финансов. Представитель Министерства охраны окружающей среды заявили, что в течение нескольких месяцев программа будет разработана. Между тем, целых 100 млн. евро в год штрафа может платить, например, Польша за смог, который развевается над многими городами страны. Польша постоянно превышает все нормы загрязнения воздуха, утвержденные Европейским Союзом. Существуют конкретные показатели допустимого содержания вредных частиц в воздухе. Срок приспособления страны к законодательству ЕС давно уже истек. Насколько страна все еще далека от стандартов, свидетельствуют польские показатели содержания в воздухе вредных бенз-альфа-пирена и взвешенных частиц. Суточная норма на сегодняшний день - 50 микрограммов на кубометры. В Кракове эти нормы превышаются в течение 160-220 дней в год. Максимальный допустимый срок, обозначенный польским правом, вслед за правом Евросоюза, - это 35 дней в год. Европейская комиссия уже приступила к процедуре против Польши, в результате которой страна будет наказана за нарушение законодательства ЕС. Эти процедуры занимают очень много времени. Мы не знаем, когда Польша будет заплатить штраф: через год, два или четыре года. Но всем известно, что если мы ничего не будем делать, если мы будем игнорировать дело, не будем стараться исправить ситуацию, мы когда-то заплатим многомиллионные наказания. Заплатим все мы, европейские налогоплательщики. Краков является третьим самым загрязненным городом в Европе. Региональные власти первыми в Польше ввели запрет отопления квартир печками с углем и древесиной. Проблема смога касается также многих других польских городов. По данным ВОЗ, ежегодно из-за загрязнения воздуха в городах преждевременно умирают около 1 млн. 300 тысяч человек.
Изменение газового состава атмосферы — результат сочетания естественных явлений в природе и деятельности человека. Но какой из этих процессов преобладает в настоящее время? Для того чтобы это выяснить, мы сначала уточним, что загрязняет воздух. Его относительно постоянный состав на протяжении последних лет подвергается значительным колебаниям. Рассмотрим основные проблемы контроля выбросов и охраны чистоты воздушного бассейна на примере этой работы в городах.
Меняется ли состав атмосферы?
Экологи считают изменение его средних показателей, собранных за продолжительное время наблюдений. Происходят они в результате многих видов воздействия общества на окружающую среду, а также из-за природных процессов. Например, вещества, загрязняющие воздух и изменяющие газовый состав атмосферы, образуются в результате дыхания, фото- и хемосинтеза в клетках живых организмов.
Кроме естественного, существует антропогенное загрязнение. Его источниками могут стать выбросы любых производственных объектов, газообразные отходы коммунально-бытовой отрасли, выхлопы транспорта. Это именно то, что загрязняет воздух, угрожает здоровью и благополучию человека, состоянию всей окружающей среды. Главные показатели состава атмосферы должны оставаться неизменными, такими, как в диаграмме ниже.
Содержание некоторых компонентов в атмосфере незначительное, но оно учитывается при решении вопроса о том, какие вещества загрязняют воздух, а какие являются безвредными для живых организмов. В таблицу, расположенную чуть ниже, кроме основных, включены также постоянные компоненты воздушной среды, содержание которых повышается в процессе вулканизма, хозяйственной деятельности населения и азота, метан).
Что не загрязняет воздух?
Газовый состав атмосферы над океанами, морями, лесами и лугами, биосферными заповедниками меньше изменяется, по сравнению с городами. Конечно, в среду над вышеперечисленными природными объектами тоже поступают вещества. Газообмен в биосфере идет постоянно. Но в экосистемах преобладает тот процесс, что не загрязняет воздух. Например, в лесах — фотосинтез, над водными объектами — испарение. Бактерии фиксируют азот из воздуха, растения выделяют и поглощают углекислый газ. Атмосфера над океанами и морями насыщается водяным паром, йодом, бромом, хлором.
Что загрязняет воздух?
Опасные для живых организмов соединения очень разнообразны, всего известно более 20000 загрязнителей биосферы. В атмосфере мегаполисов, промышленных и транспортных центров присутствуют простые и сложные газообразные вещества, аэрозоли, мелкие твердые частички. Перечислим, какие вещества загрязняют воздух:
- угарный и углекислый газы (моно- и диоксид углерода);
- серный и сернистый ангидриды (ди- и триоксид серы);
- соединения азота (оксиды и аммиак);
- метан и другие газообразные углеводороды;
- пыль, сажа и взвешенные частицы, например, руды в местах добычи.
Какие бывают источники выбросов?
Вредные, загрязняющие атмосферный воздух вещества, поступают в атмосферу не только в газо- и парообразном состоянии, но и в виде мельчайших капель, твердых частиц разных размеров. Учет поступающих от предприятий и транспорта загрязнений ведут по конкретным соединениям, их группам (твердые, газообразные, жидкие).
Концентрация постоянных и переменных компонентов воздуха изменяется в течение суток, по временам года. При расчетах содержания загрязнителей учитывают атмосферное давление, температуру, так как метеорологические условия влияют на состав приземного слоя атмосферы. Изменения концентраций большинства компонентов, например, углекислого газа, происходят не только в течение года. Отмечено повышение количества СО 2 в последние сто лет (парниковый эффект). В одних случаях изменения концентраций веществ обусловлены природными явлениями. Это могут быть извержения вулканов, самопроизвольные выходы отравляющих соединений из-под земли или воды в отдельных районах. Но чаще к неблагоприятным изменениям состава атмосферы приводит деятельность человека.
Что загрязняет воздух на Земле? Природные и антропогенные источники выбросов вредных соединений. Последние бывают стационарными (трубы предприятий, котельных, топливораздаточные колонки АЗС) и передвижными (разные виды транспорта). Перечислим основные объекты, от которых поступают вещества, загрязняющие воздух:
- работающие предприятия многих отраслей;
- карьеры, где ведется добыча полезных ископаемых;
- автомобили (загрязняют воздух при сжигании горючего, получаемого из нефти, газа и других углеродосодержащих веществ);
- станции заправки газообразными и жидкими видами топлива;
- котельные, использующие горючие ископаемые и продукты их переработки;
- полигоны и мусоросвалки, где вещества, загрязняющие атмосферный воздух, образуются в результате гниения, разложения промышленных и бытовых отходов.
Сельскохозяйственные угодья, такие как поля, сады, огороды, тоже вносят вклад в негативное изменение состава атмосферы. Это связано с работой техники, внесением удобрений, опрыскиваниями пестицидами.
Что является главным источником загрязнения воздуха?
Поступает много вредных соединений в атмосферу при запусках ракет, сжигании отходов, при пожарах в населенных пунктах, в лесах, на полях и в степях. В густонаселенных регионах наиболее значительный вклад в изменение состава приземного слоя атмосферы вносит автотранспорт. На его долю, по разным оценкам, приходится от 60 до 95 % всех газообразных выбросов.
Что загрязняет воздух в городе? Население урбанизированных стран особенно страдает от токсичных продуктов сжигания топлива и горючего. В составе вредных выбросов присутствуют твердые частицы, например, сажа и свинец, жидкие и газообразные соединения: диоксид серы, монооксид углерода, оксиды азота, углеводороды и их производные.
Заводы загрязняют воздух в промышленных регионах, где развиты отрасли, перерабатывающие руды металлов, соли, нефть, уголь и природный газ. Состав выбросов варьируется в зависимости от набора отраслей в том или другом регионе страны. Загрязненный воздух в городах часто содержит среди них есть немало канцерогенов, например, диоксин. Дым появляется вследствие лесных, степных и торфяных пожаров, сжигания листвы и мусора. Чаще горят древесные насаждения и отходы в окрестностях городов, но бывает, что даже непосредственно на улицах поджигают листву, траву.
Какие вещества содержат выбросы промышленности и транспорта?
Что загрязняет воздух в городе? В индустриальных центрах работают промышленные, транспортные, коммунальные и строительные предприятия. Каждый объект в отдельности и все вместе оказывают техногенное воздействие на окружающую среду. Нередко загрязнители взаимодействуют между собой. Чаще всего происходит растворение оксидов неметаллов в капельках воды - так образуются «кислотные» туманы и дожди. Они наносят непоправимый ущерб природе, здоровью человека и архитектурным шедеврам.
Валовые выбросы загрязняющих веществ в городах достигают сотен и тысяч тонн. Наибольший объем токсичных соединений поступает от предприятий металлургической, топливно-энергетической, химической, транспортной промышленности. Заводы загрязняют воздух токсичными веществами: аммиаком, бензапиреном, диоксидом серы, формальдегидом, меркаптаном, фенолом. В составе выбросов крупного промышленного предприятия содержится от 20 до 120 видов соединений. В меньшей степени образуются вредные соединения на комбинатах пищевой и легкой промышленности, в учреждениях образования, здравоохранения и культуры.
Опасны ли продукты горения органического мусора?
В городах запрещается сжигать опавшую листву, траву, обрезки веток, упаковки, стройматериалы и другие промышленные и бытовые отходы. Едкий дым содержит вещества, загрязняющие атмосферный воздух. Они наносят вред здоровью людей, в целом ухудшают качество окружающей среды.
Вызывает тревогу непонимание отдельными гражданами и работниками предприятий того, что они нарушают правила благоустройства, усугубляют и без того неблагоприятную экологическую ситуацию, когда сжигают мусорные кучи и навоз на своих участках, во дворах многоэтажных домов поджигают отходы в контейнерах. Очень часто в мусоре присутствуют пластиковые бутылки, пленка. Этот дым особенно вреден из-за продуктов термического разложения полимеров. В Российской Федерации за сжигание мусора в черте населенного пункта предусмотрены штрафные санкции.
При горении частей растений, костей, шкур животных, полимеров и другой продукции органического синтеза выделяются оксиды углерода, пары воды, немного соединений азота. Но это не все вещества, загрязняющие воздух, которые образуются при горении или тлении отходов, бытового мусора. Если листья, ветки, трава и другие материала влажные, то выделяется больше токсичных веществ, чем безвредных паров воды. Например, при тлении 1 т влажной листвы выделяется порядка 30 кг угарного газа (монооксида углерода).
Постоять рядом с тлеющей мусорной кучей — все равно, что оказаться на самой загазованной транспортом улице мегаполиса. Опасность заключается в том, что он связывает гемоглобин крови. Образующийся карбоксигемоглобин уже не может доставлять в клетки кислород. Другие вещества, загрязняющие атмосферный воздух, могут вызвать нарушение работы бронхов и легких, отравление, обострение хронических заболеваний. Например, при вдыхании угарного газа сердце работает с повышенной нагрузкой, так как недостаточно кислорода поступает к тканям. В этом случае могут обостриться сердечно-сосудистые болезни. Еще большую опасность представляет сочетание монооксида углерода с загрязнителями в промышленных выбросах, выхлопах транспорта.
Нормы концентрации загрязнителей
Вредные выбросы поступают от металлургических, угольных, нефте- и газоперерабатывающих комбинатов, объектов энергетики, строительной и коммунальной отраслей. Радиоактивные загрязнения при взрывах на Чернобыльской атомной электростанции и АЭС в Японии распространились в глобальных масштабах. Отмечается увеличение содержания оксидов углерода, серы, азота, фреонов, радиоактивных и других опасных выбросов в разных точках нашей планеты. Порой токсины обнаруживают далеко от места, где находятся предприятия, загрязняющие воздух. Возникшая ситуация является тревожной и трудно решаемой глобальной проблемой человечества.
Еще в 1973 году профильный комитет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) предложил критерии оценки качества атмосферного воздуха в городах. Эксперты выяснили, что состояние здоровья людей на 15-20 % зависит от экологических условий. На основании многих исследований в XX веке были определены допустимые уровни содержания главных загрязнителей, безвредные для населения. Например, среднегодовая концентрация в воздухе взвешенных частиц должна составлять 40 мкг/м 3 . Содержание оксидов серы не должно превышать 60 мкг/м 3 в год. Для оксида углерода соответствующий средний показатель — 10 мг/м 3 в течение 8 часов.
Что такое предельно допустимые концентрации (ПДК)?
Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ утвержден содержания почти 600 вредных соединений в атмосфере населенных пунктов. загрязняющих веществ в воздухе, соответствие которым указывает на отсутствие неблагоприятного воздействия на людей и санитарно-бытовые условия. В нормативе указаны классы опасности соединений, величины их содержания в воздухе (мг/м 3). Эти показатели уточняются при появлении новых данных о токсичности отдельных веществ. Но и это еще не все. В документе присутствует перечень 38 веществ, для которых введен запрет на выброс из-за их высокой биологической активности.
Как осуществляется госконтроль в области охраны атмосферного воздуха?
Антропогенные изменения состава воздуха приводят к негативным последствиям в экономике, ухудшается здоровье и сокращается продолжительность жизни людей. Проблемы увеличения поступления вредных соединений в атмосферу беспокоят как правительства, государственные и муниципальные органы власти, так и общественность, простых людей.
Законодательством многих стран предусмотрены перед началом строительства, реконструкции, модернизации практически всех объектов экономики. Проводится нормирование загрязняющих веществ в воздухе, осуществляются мероприятия по охране атмосферы. Решаются вопросы снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду, сокращения выбросов и сбросов загрязняющих веществ. В России приняты федеральные законы об охране окружающей среды, атмосферного воздуха, другие законодательные и нормативно-правовые акты, регулирующие деятельность в экологической сфере. Осуществляется государственный экологический контроль, лимитируются загрязняющие вещества, проводится нормирование выбросов.
Что такое ПДВ?
Предприятия, загрязняющие воздух, должны провести инвентаризацию источников поступления вредных соединений в воздух. Обычно эта работа находит свое логическое продолжение при определении Необходимость получения этого документа связана с нормированием техногенной нагрузки на атмосферный воздух. На основании сведений, которые включены в том ПДВ, предприятие получает разрешение на выброс загрязняющих веществ в атмосферу. Данные о нормативных выбросах используются для расчета платежей за отрицательное воздействие на окружающую среду.
Если тома ПДВ и разрешения нет, то за выбросы из источников загрязнения, расположенных на территории объекта промышленности либо другой отрасли, предприятия платят в 2, 5, 10 раз больше. Нормирование загрязняющих веществ в воздухе ведет к сокращению негативного влияния на атмосферу. Есть экономический стимул для выполнения мероприятий по охране природы от поступления в неё чужеродных соединений.
Платежи за загрязнение среды, поступающие от предприятий, аккумулируются местными и федеральными органами власти в специально созданных бюджетных экологических фондах. Финансовые средства расходуются на природоохранную деятельность.
Как очищают и охраняют воздух на промышленных и других объектах?
Очистка загрязненного воздуха проводится разными методами. На трубах котельных и перерабатывающих предприятий установлены фильтры, есть пыле- и газоулавливающие установки. Благодаря использованию термического разложения и окисления, некоторые токсичные вещества превращаются в безвредные соединения. Улавливание вредных газов в выбросах проводят методами конденсации, используются сорбенты для поглощения примесей, катализаторы для очистки.
Перспективы деятельности в области охраны воздуха связаны с работой по сокращению поступления загрязнителей в атмосферу. Необходимо развивать лабораторный контроль вредных выбросов в городах, на оживленных транспортных магистралях. Должна быть продолжена работа по внедрению систем улавливания твердых частиц из газообразных смесей на предприятиях. Нужны дешевые современные устройства для очистки выбросов от токсичных аэрозолей и газов. В области госконтроля требуется увеличение числа постов для проверки и регулировки токсичности выхлопных газов автомобилей. Предприятия энергетической отрасли и автотранспорт следует перевести на менее вредные, с точки зрения экологии, виды горючего (скажем, природный газ, биотопливо). При их сгорании меньше выделяется твердых и жидких загрязнителей.
Какую роль играют зеленые насаждения в очистке атмосферного воздуха?
Трудно переоценить вклад растений в пополнение запасов кислорода на Земле, улавливанию загрязнений. Леса называют «зеленым золотом», «легкими планеты» за способность листьев к фотосинтезу. Этот процесс заключается в поглощении углекислого газа и воды, образовании кислорода и крахмала на свету. Растения выделяют в воздух фитонциды — вещества, губительно действующие на болезнетворных микробов.
Увеличение площади зеленых насаждений в городах — одно из важнейших природоохранных мероприятий. Высаживают деревья, кустарники, травы и цветы во дворах домов, в парках, скверах и вдоль дорог. Озеленяют территории школ и больниц, промышленных предприятий.
Ученые выяснили, что лучше всего поглощают пыль и вредные газообразные вещества из выбросов предприятий, выхлопов транспорта такие растения, как тополь, липа, подсолнух. Больше всего фитонцидов выделяют хвойные насаждения. Воздух в сосновых, пихтовых, можжевеловых лесах является очень чистым и целебным.
Наверное, почти у каждого найдутся так называемые «пылесборники» – безделушки, которые только притягивают к себе пыль, а выкинуть их жалко. Но кроме них есть еще множество факторов, которые негативно влияют на микроклимат нашего дома – от средства для мытья полов до каминов. В чем причина грязного воздуха в квартире и как его очистить? Давайте разберемся.
Плохое настроение и никакой работоспособности? Неудивительно, если в помещении затхлый, несвежий воздух. Качество воздуха в доме может повлиять на Ваше здоровье и здоровье членов Вашей семьи. «Плохой» воздух может вызвать кашель, ощущение тесноты в груди, боль в горле, зуд, одышку и даже хроническую . Потенциальные источники загрязнения могут находиться почти в каждой комнате, но не отчаивайтесь: от большинства из них достаточно просто избавиться.
Причины загрязнения воздуха
Загрязнители в доме можно разделить на несколько категорий.
Продукты горения – газы или частицы веществ, которые образуются в процессе горения – например в печах, газовых плитах или каминах, которые либо неправильно вентилируются, либо не вентилируются вообще. Тип и количество произведенных загрязнителей зависят от исправности прибора, системы вентиляции и используемого топлива.
Летучие органические соединения – различные органические вещества, которые выделяются в виде газов из определенных твердых веществ или жидкостей. Они широко распространены в бытовых изделиях, например в красках, лаках, чистящих средствах, строительных материалах и мебели, пестицидах и синтетических ароматизаторах.
Триггеры астмы и – обычно это плесень, пылевые клещи, пассивное (и не только) курение, пыльца или выделения домашних животных. Плесень, растущая на занавеске для душа, клещи в текстильных изделиях или кошачья шерсть на обивке дивана в любой момент могут помешать наслаждаться каждым вдохом.
10 шагов для полной очистки воздуха в квартире
С причинами загрязнения мы разобрались, но как теперь их ликвидировать? Рассматриваем самые разные способы и методы: от бытовых решений до технических новшеств.
Шаг 1: Регулярно убираться
Пылесосы, конечно, замечательное достижение науки и техники, но далеко не все из них отличаются высоким качеством очистки воздуха: мешки классических устройств пропускают мелкую пыль. Поэтому в дополнение к «сухой» уборке помещению необходима и влажная. Однако сейчас существуют пылесосы премиум-класса с аквафильтром и – такие модели дадут фору армии тряпок и швабр.
Также вспомните: когда Вы в последний раз чистили ковер? А ведь это очень необходимая процедура: ковры и паласы – рассадники пыли, бактерий и клещей. Поэтому нужно их периодически выбивать или относить в химчистку.
Шаг 2: Проветривать
Разумеется, чтобы был здоровый микроклимат, необходимо обеспечить циркуляцию воздуха в квартире. Но открытые окна – не лучшее решение. Воздух с улицы содержит побочные продукты газовых выбросов от автомобилей, промышленные загрязнения, а также грязь и плесень. Здесь на помощь придет , один из самых полезных приборов для очищения воздуха в квартире: трехступенчатая система фильтрации позволит подавать в дом уже чистый воздух, а встроенный нагреватель не даст замерзнуть зимой.
Шаг 3: No smoking
Курение – еще одна причина загрязнения. Даже если Вы сами не курите, Вы невольно можете оказаться пассивным курильщиком: очистка воздуха в квартире будет затруднительной, если поблизости курят Ваши домочадцы или . И в случае с соседями существует только два выхода: либо полюбовно договориться, либо понять, простить и установить бризер, дабы в дом не проникали неприятные запахи.
Шаг 4: Максимально избавиться от химии в быту
Если Вы решили обновить мебель, то будьте осторожны: от некачественной мебели вполне возможен резкий неприятный запах, обусловленный злоупотреблением . Кроме того, формальдегид может выделяться из отделочных материалов, игрушек, канцтоваров и многого другого. Поэтому необходимо выбирать проверенные магазины. Даже в случае покупки «правильного» товара необходима очистка воздуха в доме и регулярное .
Также, как мы говорили ранее, чистоту воздуха могут испортить вещества, содержащиеся в чистящих средствах или освежителях воздуха. Поэтому стоит обратить внимание на органические или сделанные своими руками продукты.
Шаг 5: Избавиться от пылевых клещей
Эти крохотные вредители являются распространенной причиной аллергии на домашнюю пыль. Как правило, они «прячутся» в подушках, матрасах, мягкой мебели и ковровых покрытиях. Пылевые клещи любят влажность, поэтому ее уровень в помещении не должен быть чрезмерно высоким. Вы можете измерить уровень влажности с помощью системы умного микроклимата – также она позволит отслеживать другие показатели воздуха и управлять климатической техникой. В качестве профилактики от клещей стоит стирать постельные принадлежности раз в неделю в горячей воде.
Шаг 6: Внимательнее относиться к домашним животным
Больше пыли прибавляет и шерсть домашних животных. Особенно опасными животные (а именно – белок, который они выделяют) могут быть для . Поэтому необходимо всегда мыть руки после того, как Вы погладили своего любимца, а также вычесывать его (особенно во время линьки), чтобы шерсть не распространялась по квартире.
Шаг 7: Уничтожить плесень
Другой враг чистого воздуха – это плесень. Она распространяется в теплых и влажных местах, например в ванной комнате, и токсично воздействует на организм человека. Поэтому нужна хорошая . Также не стоит злоупотреблять увлажнителями: высокая влажность может вызвать не только плесень, но и ухудшение самочувствия. Кроме того, важно своевременно устранять неисправности сантехники.
Шаг 8: Обратить внимание на увлажнитель воздуха
Хотя в предыдущих пунктах мы говорили, что чрезмерная влажность не приносит никакой пользы, ничем не лучше. Уровень влажности в основном зависит от климатических условий в регионе проживания и частоты проветривания. Увлажнитель или мойка воздуха помогут поддерживать необходимый уровень влажности. Больше о нормах влажности в квартире, офисе и детской можно узнать .
Шаг 9: Выбрать комнатный очиститель воздуха
Важной проблемой городов является качество воздуха, которым мы дышим. Городская промышленность, транспорт и сама жизнедеятельность людей влияют на это. Мы ведь тоже вдыхаем кислород, выдыхаем диоксид углерода (углекислоту) и выделяем другие газы.
1. Атмосфера в городах
«Атмосфера в городах» - образное выражение. Есть атмосфера 3емли, и это несколько другое понятие. Это газовая оболочка Земли, в которой человек может спокойно дышать только в тонком слое приземного воздуха - в пределах 2 тыс. метров над уровнем моря. Качество городского воздуха существенно отличается от воздуха в незаселенных или малозаселенных местах. В природных ландшафтах, будь то лес, луг, поле, море, всем легко дышится, а в городе порой не очень. При этом проблема чистого воздуха в городах становится все острее. В первую очередь это происходит из-за транспорта: выхлопные газы автомобилей, какой бы бензин ни использовали, содержат токсичные газы, в том числе окись углерода. Любая промышленность, любая труба в выбросах имеет вредные газы и газообразные соединения. К ним относятся окись углерода, окислы азота, сероводород, метан и многие другие газы и токсичные летучие соединения. Насколько сильно человеческое население Земли влияет на ее атмосферу, в настоящее время мы не можем оценить точно, так как нет точек для сравнения. Численность человеческого населения Земли и технический прогресс резко возросли только в последние 100 с небольшим лет. Кроме того, в атмосфере происходит перемешивание, перенос воздушных потоков, какие-то газы достигают верхних слоев атмосферы, в частности метан, который способствует образованию озоновых дыр. Возможно, процессы загрязнения атмосферы оказывают глобальное влияние на жизнь людей, в частности на климат. Но если вернуться к более или менее локальным загрязнениям, если можно называть загрязнение воздуха большого города локальным, то проблема оказывается достаточно большой, так как речь идет о здоровье людей.
2. Роль микроорганизмов в очистке воздуха
Мало кто задумывается о том, что очистка приземного воздуха производится микроорганизмами, которые в основном обитают в верхнем слое почвы, куда проникает кислород. Микроорганизмы - это маленькие существа, объем которых редко превышает нескольких кубических микронов, и они очень специализированы. Некоторые из них используют такие газы, как метан, водород, окись углерода, сероводород и др., в качестве субстратов роста, то есть они питаются ими, окисляя кислородом воздух и получая при этом энергию. Многие из них используют диоксид углерода (углекислоту) как источник углерода для построения клеточного вещества.
Вообще современная классификация микроорганизмов проводится по их филогении, это связано с эволюцией и с родственными генами в геномах микроорганизмов. Кроме того, есть классификация, основанная на способности микроорганизмов осуществлять те или иные процессы. Выделяют так называемые физиологические группы микроорганизмов. В качестве примеров можно назвать группы метанокисляющих бактерий, карбоксидобактерий (бактерий, окисляющих окись углерода), нитрифицирующих бактерий и др. Часто эти классификации совпадают, потому что специализированные группы микроорганизмов имеют специализированные участки геномов, в которых закодированы определенные ферменты, благодаря которым микроорганизмы могут окислять вредные газы, в частности окись углерода. Это вредный угарный газ, который замещает в гемоглобине крови кислород и вызывает гибель человека. Этот ядовитый газ до недавнего времени являлся обычным компонентом выхлопных газов автомобилей.
3. Сезонные изменения содержания вредных газов в атмосфере и в приземном воздухе
Бактерии, окисляющие окись углерода, или карбоксидобактерии, были выделены из разных чистых и загрязненных почв и водоемов и впервые детально изучены в Институте микробиологии им. С. Н. Виноградского РАН (ИНМИ РАН). Группа карбоксидобактерий оказалась очень разнообразной и обширной. Одни виды карбоксидобактерий склонны к высоким концентрациям окиси углерода, другие предпочитают низкую концентрацию субстрата (СО). Разные виды различались и по отношению к концентрации кислорода, к температуре, кислотности среды и т. д. Разной была и морфология (форма клеток) у разных видов. В результате деятельности этих бактерий окись углерода окисляется кислородом до углекислоты, которая физиологически безвредна.
Еще в 70-е годы прошлого века было сделано исследование: прослежен цикл накопления и уменьшения концентрации окиси углерода в атмосфере Земли в приземных слоях и в высоких слоях атмосферы. Дело в том, что окись углерода участвует в образовании озона вследствие фотохимических реакций. Учеными Института физики атмосферы РАН на исследовательских судах были выполнены рейсы в Атлантическом океане от северной части до Антарктиды, проведены измерения атмосферной окиси углерода в разных широтах. Оказалось, что в Южном полушарии содержание окиси углерода в атмосфере гораздо ниже, чем в Северном. Было сделано заключение, что это связано с гораздо большей площадью суши, плотностью населения и промышленных предприятий в Северном полушарии. Исследование содержания окиси углерода в приземном воздухе и в атмосфере в целом были проведены также и на наземных станциях европейской части РФ, в частности в Звенигороде. Измерения были проведены в разное время года. Оказалось, что наибольшее содержание окиси углерода в атмосфере приходится на весну. С наступлением теплой погоды и повышением температуры почвы к июню содержание окиси углерода в приземном воздухе и в атмосфере резко уменьшалось. Очевидно, в верхних слоях атмосферы важную роль играет солнечная активность и химия радикалов. А очистка приземного воздуха все-таки связана с микроорганизмами, обитающими в почве. Доказано, что численность и активность микроорганизмов, окисляющих окись углерода, в весенний период очень резко увеличиваются. Когда исследования проводили с использованием специальных камер, с помощью которых исследуется образование и потребление газов в почве, то содержание окиси углерода в этом замкнутом пространстве стремительно убывало, что коррелировало с газоокисляющей активностью почвы. Были выделены новые виды карбоксидобактерий, и сделано заключение о том, что в почве идет активное микробное использование окиси углерода.
Подобные результаты получены в ИНМИ РАН при исследовании эмиссии метана с поверхности полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО). Метан образуется в результате разложения органической фракции захороненных ТБО анаэробными микроорганизмами в анаэробной зоне полигона. Полигоны ТБО являются мощным источником метана, который загрязняет приземный воздух и атмосферу. Наибольшая скорость эмиссии метана наблюдается в холодное время года (осень - весна). Напротив, численность и активность метанокисляющих бактерий в аэрируемом слое покрывающей почве полигона были наиболее высокими в теплый период года. Таким образом, почвенные метанокисляющие бактерии являются фактором, защищающим атмосферу от загрязнения метаном - наиболее важным тепличным газом. Плотность этих бактерий в покрывающей почве полигона чрезвычайно высока по сравнению с другими их местообитаниями, например с болотами и природными газовыми месторождениями. Метанокисляющие бактерии, обитающие в верхнем почвенном слое полигона ТБО, очень разнообразны. Выделены бактерии, развивающиеся даже при пониженной температуре. Полигоны ТБО часто размещаются вблизи городов и оказывают негативное влияние на их атмосферу.
Микроорганизмы окисляют и другие вредные газы, например окислы азота, метан, водород и разные другие газы и газообразные вредные вещества. Вообще почти на всякое загрязнение окружающей среды находятся микроорганизмы, группы или сообщества микроорганизмов, которые в конце концов как-то справляются с этим загрязнением.
4. Принципы очищения воздуха в городах
Очень важным фактором очищения и улучшения качества воздуха городов является увеличение площади парков, скверов и газонов, которые оказывают неоценимое влияние на улучшение состава воздуха. Газонная трава тут играет роль даже больше, чем деревья, поскольку площадь поверхности зеленой части травы очень большая, поэтому образуется много кислорода. С другой стороны, корневая система травы способствует рыхлению почвы и проникновению в нее воздуха. При этом почвенные микроорганизмы окисляют вредные газы, такие как окись углерода, окислы азота, сероводород, метан и многие другие газы и токсичные летучие примеси, содержащиеся в воздухе.
Для удобрения клумб и газонов при обустройстве города можно использовать (и используются во всем мире) стабилизированные (специально обработанные) осадки сточных вод, которые образуются на станциях очистки воды. Это богатые органикой отходы, которые служат прекрасным удобрением. И даже если в них содержатся в небольшом количестве примеси тяжелых металлов, они не мешают произрастанию травы. Хотя такие осадки нельзя использовать для выращивания сельскохозяйственной продукции, но в озеленительных хозяйствах их используют во всем мире. Более того, некоторые растения, наоборот, вытягивают из почвы эти тяжелые металлы, которые попадают в их зеленую массу. Растения, аккумулирующие тяжелые металлы, используются для биоремедиации загрязненных территорий. Правда, существует круговорот веществ в природе, и все химические элементы на Земле в той или иной степени вовлечены в него.
5. Возможности уменьшения газовых загрязнений
Твердые и жидкие токсичные соединения можно концентрировать, перерабатывать или герметично упаковывать и захоранивать. Например, радиоактивные отходы захоранивают в шахтах, в базальтовых породах на большой глубине с надеждой, что это не повредит будущему поколению. С газообразными соединениями, загрязняющими воздух, технически стравиться сложно. Однако можно с помощью науки и техники предотвратить их образование. Улучшение качества бензина и жесткий контроль над присутствием окиси углерода в выхлопных газах автомобилей привели к уменьшению ее содержания в них. Однако постоянное увеличение количества автомобилей в городах снижает этот эффект. С газовыми выбросами промышленных предприятий также необходимо бороться. Если нет возможности изменить технологию так, чтобы снизить содержание токсичных веществ в газообразных отходах, необходимо использовать газовые фильтры. Кстати, очень эффективными являются микробные фильтры, в которых используются микроорганизмы, окисляющие газы и их ферменты. Однако в настоящее время наиболее эффективными являются микроорганизмы, обитающие в почве, и растения, то есть газоны, кустарники и деревья. Таким образом, чрезвычайно важно иметь в городе как можно больше парков и скверов и как можно меньше площадей, покрытых асфальтом, убивающим почву с ее живым населением.
В основном, проблемы с чистым воздухом преобладают в больших городах. Воздух загрязняется выхлопными газами, различной гарью и пылью, выбросами предприятий и т.д. Этот воздух поступает в наши жилища, накапливается в помещениях, им дышат люди, порой даже не подозревая, что их здоровье постепенно начинает ухудшаться именно по причине загрязненной атмосферы. Большинство людей даже не знают, что данную проблему может решить простой воздухоочиститель, купленный или сделанный собственноручно.
Итак, чтобы избавиться от мелких частиц, присутствующих в воздухе, было придумано множество методов его очистки. Но всех их объединяет один принцип действия : поток загрязнённого воздуха засасывается в агрегат, проходит через фильтр (это может быть водный, электростатический, угольный или другой) и выдувается вентилятором наружу уже очищенным от загрязнений.
Ниже на рисунке показан принцип работы очистителя воздуха, в котором объединены несколько фаз очистки, где воздух проходит через фильтр грубой очистки, ионизатор и УФ-излучатель. Далее поток воздуха сталкивается с водой, которая забирает частички пыли, и выходит из агрегата уже увлажненным, чистым и с отрицательно заряженными ионами кислорода.
В продаже имеется большое количество аппаратов, как сложной конструкции, так и более простых, успешно очищающих воздух в помещениях. Но для некоторых потребителей цена на них может показаться сильно завышенной, и поэтому они склонны к импровизации и изготовлению подобных устройств своими руками. Сконструировать электронный аппарат в домашних условиях с применением высоких технологий вы вряд ли сможете. Но собрать некоторые простые модели воздухоочистителей домашнему мастеру вполне под силу.
Варианты исполнения очистителя воздуха
Прежде всего, следует понимать, что от того, в каких условиях и для каких целей придется применять очиститель воздуха, зависит и его конструкция. К примеру, если в помещении нормальная влажность, но в воздухе летает пыль, то убрать ее можно, изготовив очиститель из автомобильного фильтра , как в этом видео .
Очиститель воздуха для сухих помещений
В помещениях с пониженной влажностью, кроме очистки от пыли, требуется эту влажность поднять до значений, при которых человек будет чувствовать себя более комфортно, а именно до 40-60%.
Простой аппарат для этих целей легко собрать самому, и состоять он будет из пластикового контейнера и кулера от компьютера. Делается это просто.
Очиститель для влажных помещений
Повышенная влажность в помещении приносит также немало проблем: размножение болезнетворных бактерий, бурный рост плесневых грибков на стенах, порча мебели и музыкальных инструментов и т.д. Также повышенная влажность вредна для гаража, вернее для автомобиля, в котором вы его держите. Чтобы осушить и очистить воздух, потребуется применение материалов, способных впитывать излишнюю влагу. Самый простой материал – это обычная поваренная соль .
Перед применением для этих целей соль следует несколько часов прожаривать в духовом шкафу. Только в таком случае она будет наиболее эффективно впитывать влагу из воздуха.
Самодельный аппарат для очистки и сушки воздуха делается точно так же, как и для увлажнения, но с небольшими различиями:
- не требуются большие обороты вентилятора (соль будет разлетаться по контейнеру), поэтому будет достаточно зарядки от телефона с выходом 5В;
- вместо воды на дно емкости насыпается толстый слой соли 3-4 см.
Однако технический прогресс не стоит на месте, и найден более эффективный, впитывающий влагу материал – это силикагель . Вы его встречали, покупая обувь – это пакетики с мелкими шариками.
Силикагель – это нетоксичное вещество, состоящее из двуокиси кремния.
Следует проявлять осторожность, если в доме есть маленькие дети. Следите за тем, чтобы ребенок не съел данное вещество, поскольку в его составе может присутствовать хлорид кобальта – яд, если его принять внутрь.
Силикагель можно купить в разной расфасовке в китайских интернет-магазинах. Преимущество данного средства перед обычной солью в том, что для эффективной работы агрегата потребуется значительно меньшее его количество.
Некоторые виды двуокиси кремния имеют специальную окраску , как показано на следующем фото.
Данный краситель действует как индикатор: когда кристаллы сухие, он синего цвета, но, когда вещество напитывает максимум влаги – оно становится розовым. Чтобы восстановить кристаллы, их помещают в микроволновку минут на 8 при самой малой мощности. Исходя из этих данных, силикагель более эффективно работает в аппаратах, очищающих воздух от влаги.
Очиститель с угольным фильтром
Применение активированного угля для очищения воздуха показано, если требуется удаление из него неприятных запахов, например, когда нужно избавиться от табачного дыма. Также уголь эффективен для удаления некоторых токсичных веществ, растворенных в воздухе. Простой угольный очиститель можно сделать из пластиковых труб, но сначала необходимо приготовить необходимые материалы:
- две метровые канализационные трубы (сточные), диаметрами 200/210 мм и 150/160 мм;
- переходник (вентиляционный) – диаметром 150/200 мм;
- заглушки на 210 и 160 мм;
- металлическая сетка (можно использовать малярную, с маленьким размером ячейки);
- хомуты;
- агроволокно;
- алюминиевый скотч;
- около 2-х кг любого активированного угля;
- дрель с насадками;
- герметик;
- большая игла и капроновая нить.
На рисунке ниже показано, как выглядит переходник, заглушка и труба.
Ниже приведен алгоритм выполнения работ.
- Обрежьте наружную трубу (200/210 мм) до 77 мм, а внутреннюю (150/160 мм) – до 75 мм, удалите все заусенцы.
- Поверните внутреннюю трубу толстой стороной вверх и срежьте кантик, чтобы она лучше прилегала к заглушке.
- Необходимо на внутренней трубе насверлить как можно больше отверстий. В данном случае диаметр сверла 10 мм.
- Просверлите отверстия в наружной трубе с помощью коронки диаметром 30 мм.
- Оставшиеся после сверления кружочки не выбрасывайте, они еще пригодятся для распорок.
- Обе трубы следует обтянуть агроволокном, и сшить его капроновой ниткой.
- Далее следует обернуть наружную трубу малярной сеткой и сшить ее с применением 2-х хомутов 190/210 для удобства. Они обеспечат хорошее прилегание сетки к трубе. Натягивать сетку требуется вначале с толстой стороны трубы.
- Прошейте слегка изогнутой иглой с капроновой нитью сетку по всей длине, переставляя хомуты по мере сшивания.
- Выступающие концы сетки удалите кусачками, а излишки агроволокна – ножницами или лезвием.
- Внутреннюю трубу сначала следует обернуть металлической сеткой, а уже после этого – агроволокном.
- Края труб зафиксируйте алюминиевым скотчем.
- Вставьте внутреннюю трубу в заглушку строго по центру, используя распорки из кружочков, после чего зафиксируйте ее либо минеральной ватой, либо запеньте.
- Вставьте внутреннюю трубу в наружную.
Следующим этапом изготовления фильтра будет заправка его углем . Рекомендуется использовать уголь с фракцией 5,5 мм марки АР-В. Но можно и другой, например, тот что используется для очистки воды с фракцией 2,5 мм.
Перед заправкой уголь нужно просеять через сито, чтобы удалить из него мелкую пыль.
Уголь засыпается не спеша, чтобы не образовывались пустоты. На заполнение уйдет примерно 2 кг угля. При заполнении требуется время от времени стучать трубой о пол, чтобы наполнитель заполнил все пространство равномерно.
Когда пространство между трубами полностью заполнится, оденьте переходник, который послужит крышкой, удерживающей уголь. После этого, с помощью герметика, замажьте небольшую щель между переходником и внутренней трубой.
На данном этапе сборка воздухоочистителя закончена. После высыхания герметика, в переходник можно вставить канальный вентилятор таким образом, чтобы он втягивал воздух из фильтра и выдувал его в помещение. Также этот фильтр можно применить и для дома, встроив его в магистраль приточной вентиляции.
Благодаря ему в дом будет поступать чистый, без посторонних запахов, воздух.
