Podle definice se znečištění týká jakékoli záležitosti, která je „nemístná“. Jinými slovy, je to to, co se stane, když se do prostředí dostanou toxiny, kontaminanty a další škodlivé produkty, které naruší jeho normální vzorce a funkce. Pokud jde o naši atmosféru, znečištění se týká vnášení chemikálií, částic a biologické hmoty, které mohou být škodlivé pro lidi, rostliny a zvířata a způsobit poškození přírodního prostředí.
Zatímco některé příčiny znečištění jsou zcela přirozené – jsou důsledkem náhlých změn teplot, sezónních změn nebo pravidelných cyklů – jiné jsou výsledkem lidského vlivu (tj. antropogenního nebo člověkem způsobeného). Dopady znečištění ovzduší na naši planetu, zejména ty, které jsou důsledkem lidské činnosti, stále více znepokojují vývojáře, projektanty a ekologické organizace, vzhledem k dlouhodobému účinku, který mohou mít.
Podle složení je atmosféra Země tvořena plynným dusíkem (78 %), plynným kyslíkem (21 %) a dalšími stopovými plyny (jako je argon a oxid uhličitý). Tato rovnováha je nezbytná pro veškerý život zde na Zemi, takže zavedení znečišťujících látek může mít hluboký a škodlivý účinek. Celkově vzato, znečištění může mít mnoho podob, jako jsou sloučeniny uhlíku, jako je oxid uhelnatý (CO) a oxid uhličitý (CO²). sloučeniny síry, jako je oxid siřičitý (SO²), metan, radioaktivní rozpad nebo toxické chemikálie.
Lidská činnost je hlavní příčinou znečištění ovzduší, z něhož velká část vyplývá z průmyslových procesů. Kredit: cherwell.org
Znečištění ovzduší lze navíc rozdělit na primární a sekundární typy znečišťujících látek. Zatímco primární znečišťující látky jsou způsobeny primárními zdroji – tedy přímým důsledkem procesů (jako jsou průmyslové emise nebo sopečné erupce), sekundární znečišťující látky jsou výsledkem prolínání a reakcí primárních znečišťujících látek (jako jsou emise uhlíku a vodní pára, která vytváří smog) .
Přirozené příčiny:
Přírodní formy znečištění jsou ty, které jsou výsledkem přirozeně se vyskytujících jevů. To znamená, že jsou způsobeny periodickými činnostmi, které nejsou způsobeny člověkem nebo jsou výsledkem lidské činnosti. A co víc, tyto zdroje znečištění podléhají přirozeným cyklům, za určitých podmínek jsou běžnější a za jiných méně běžné. Být součástí přirozených klimatických změn Země také znamená, že jsou udržitelné po dlouhou dobu.
Prach a požáry:
Ve velkých oblastech otevřené země, které mají malou nebo žádnou vegetaci a jsou zvláště suché kvůli nedostatku srážek, může vítr přirozeně vytvářet prachové bouře. Tyto částice, pokud jsou přidány do vzduchu, mohou mít přirozený ohřívací účinek a mohou také představovat zdravotní riziko pro živé tvory. Částice, když jsou rozptýleny do oblastí s přirozenou vegetací, mohou být také přirozenou překážkou fotosyntézy.
Požáry jsou přirozeným jevem v zalesněných oblastech, kde dochází k prodlouženým suchým obdobím, obvykle v důsledku změn ročních období a nedostatku srážek. Kouř a oxid uhelnatý způsobené těmito požáry přispívají k hladinám uhlíku v atmosféře, což umožňuje větší oteplování tím, že způsobuje skleníkový efekt.
Požár Chiwaukum ve státě Washington v roce 2014. Poděkování: Washington DNR/flickr
Živočich a vegetace:
Trávení zvířat (zejména skotem) je další příčinou přirozeného znečištění ovzduší, které vede k uvolňování metanu, dalšího skleníkového plynu. V některých oblastech světa vegetace – jako je žvýkačka, topol, dub a vrba – v teplejších dnech emituje značné množství těkavých organických sloučenin (VOC). Ty reagují s primárními antropogenními polutanty – konkrétně oxidy dusíku, oxidem siřičitým a sloučeninami uhlíku – za vzniku nízko položených sezónních zákalů bohatých na ozón.
Sopečná činnost:
Sopečné erupce jsou hlavním zdrojem přirozeného znečištění ovzduší. Když dojde k erupci, produkuje obrovské množství síry, chlóru a produktů popela, které se uvolňují do atmosféry a mohou být zachyceny větry, aby byly rozptýleny na velké oblasti. Kromě toho je známo, že sloučeniny jako oxid siřičitý a sopečný popel mají přirozený chladicí účinek díky své schopnosti odrážet sluneční záření.
Antropogenní příčiny:
Zdaleka největší podíl na znečištění ovzduší však dnes mají ty, které jsou výsledkem lidského vlivu – tedy člověkem způsobené příčiny. Ty jsou z velké části výsledkem lidské závislosti na fosilních palivech a těžkém průmyslu, ale mohou být také způsobeny hromaděním odpadu, moderním zemědělstvím a dalšími umělými procesy.
Emise z vozidel jsou hlavní příčinou antropogenního znečištění ovzduší. Kredit: ucsusa.org
Emise fosilních paliv:
Spalování fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a další tovární hořlaviny, je hlavní příčinou znečištění ovzduší. Obvykle se používají v elektrárnách, výrobních zařízeních (továrny) a spalovnách odpadu, stejně jako v pecích a dalších typech topných zařízení na palivo. Poskytování klimatizace a dalších služeb také vyžaduje značné množství elektřiny, což zase vede k větším emisím.
Podle Unie zainteresovaných vědců průmysl odpovídá za 21 % emisí skleníkových plynů v USA, zatímco výroba elektřiny představuje dalších 31 %. Emise způsobené vozidly spalujícími benzín – tedy CO, CO², oxidy dusíku, částice a vodní páry – jsou také významným zdrojem znečištění ovzduší.
NA studie provedená UCS v roce 2013 ukázaly, že doprava představuje více než polovinu oxidu uhelnatého a oxidů dusíku a téměř čtvrtinu uhlovodíků vypouštěných do ovzduší v USA. Celosvětově je situace podobná, s drobnými odchylkami podle odvětví. Podle Pátá hodnotící zpráva IPCC (2014) se průmysl na celkových emisích skleníkových plynů podílel 21 %, výroba elektřiny a tepla dalšími 25 % a doprava 14 %.
Zemědělská činnost představuje 24 % ročních celosvětových emisí skleníkových plynů. Kredit: Dennis Jarvis/Flickr
Zemědělství a chov zvířat:
Emise skleníkových plynů ze zemědělství (aka. pěstování plodin a dobytka) jsou vytvářeny kombinací faktorů, jedním je produkce metanu skotem. Další příčinou je odlesňování, kdy potřeba pastvin a rostoucích polí vyžaduje odstranění stromů, které by jinak vázaly uhlík a čistily vzduch.
Podle Páté hodnotící zprávy IPCC odpovídá zemědělství za 24 % ročních emisí . Tento odhad však nezahrnuje CO2, který ekosystémy odstraňují z atmosféry sekvestrací uhlíku v biomase, mrtvé organické hmotě a půdě, což kompenzuje přibližně 20 % emisí z tohoto sektoru.
Odpad:
Je také známo, že skládky produkují metan, který je nejen hlavním skleníkovým plynem, ale také dusivým a vysoce hořlavým a potenciálně nebezpečným, pokud skládky rostou nekontrolovaně. Růst populace a urbanizace mají úměrný vztah s produkcí odpadu, což zase vede k větší poptávce po skládkách, které jsou daleko od městského prostředí. Tyto lokality se tak staly významným zdrojem produkce metanu.
Environmentalisté si již nějakou dobu uvědomují, že Země má několik samoregulačních mechanismů. Pokud jde o zemskou atmosféru, tyto mechanismy umožňují sekvestraci uhlíku a dalších znečišťujících látek a zajišťují, že rovnováha jejího ekosystému zůstane nedotčena. Naneštěstí hrozí, že rostoucí dopad lidstva na planetu trvale změní tuto rovnováhu.
V zásadě přidáváme znečišťující látky do vzduchu (stejně jako do oceánů a pevniny) rychleji, než je přirozené mechanismy Země dokážou odstranit. Důsledky toho jsou pociťovány ve smyslu kyselých dešťů, smogu, globálního oteplování a řady zdravotních problémů, které lze přímo připsat expozici těmto škodlivým znečišťujícím látkám. Pokud máme v úmyslu žít na planetě Zemi, pak musí být našimi cíli udržitelnost a méně znečištění!
Pro Universe Today jsme napsali mnoho článků o znečištění ovzduší. Zde je Znečištění ovzduší spojené s růstem života v oceánech , Mohlo by znečištění dusíkem poskytnout tropické flóře tolik potřebnou podporu? , a Jak funguje zachycování uhlíku?
Pro více informací se podívejte Viditelná domovská stránka Země . A zde je odkaz na Observatoř Země NASA .
Astronomy Cast má také epizody o planetě Zemi a vlivu lidstva na životní prostředí – Epizoda 51: Země , a Epizoda 308: Změna klimatu .