Очищення приземного повітря

Очищення приземного повітря

Важлива проблема міст — якість повітря, яким ми дихаємо. Міська промисловість, транспорт і сама життєдіяльність людей впливають на це. Ми ж теж вдихаємо кисень, видихаємо вуглекислий газ і виділяємо інші гази.

Атмосфера у містах

«Атмосфера у містах» — образний вислів. Існує атмосфера 3емлі, і це дещо інше поняття. Це газова оболонка Землі, в якій людина може спокійно дихати лише в тонкому шарі приземного повітря — в межах 2 тисяч метрів над рівнем моря. Якість міського повітря істотно відрізняється від повітря в незаселених або малозаселених місцях. В природних ландшафтах, будь то ліс, луг, поле, море, всім легко дихається, а в місті часом не дуже. При цьому проблема чистого повітря в містах стає все гострішою. В першу чергу це відбувається через транспорт: вихлопні гази автомобілів, який би бензин не використовували, містять токсичні гази, зокрема окис вуглецю. Будь-яка промисловість, будь-яка труба має у викидах шкідливі гази і газоподібні сполуки. До них належать окис вуглецю, оксиди азоту, сірководень, метан і багато інших газів та токсичних летких сполук. Наскільки сильно людське населення Землі впливає на її атмосферу, наразі ми не можемо оцінити точно, оскільки немає точок для порівняння. Чисельність людського населення Землі і технічний прогрес різко зросли тільки в останні 100 з невеликим років. Крім того, в атмосфері відбувається перемішування, перенесення повітряних потоків, якісь гази досягають верхніх шарів атмосфери, зокрема метан, який сприяє утворенню озонових дір. Можливо, процеси забруднення атмосфери чинять глобальний вплив на життя людей, зокрема на клімат. Але якщо повернутись до більш-менш локальних забруднень, якщо можна називати забруднення повітря великого міста локальним, то проблема виявляється достатньо великою, тому що мова йде про здоров'я людей.

Роль мікроорганізмів в очищенні повітря

Мало хто замислюється про те, що очищення приземного повітря здійснюється мікроорганізмами, які в основному мешкають у верхньому шарі ґрунту, куди проникає кисень. Мікроорганізми — це маленькі істоти, об’єм яких рідко перевищує декілька кубічних мікронів, і вони дуже спеціалізовані. Деякі з них використовують такі гази, як метан, водень, окис вуглецю, сірководень та ін., як субстрати росту, тобто вони харчуються ними, окислюючи киснем повітря і отримуючи при цьому енергію. Багато з них використовують вуглекислий газ як джерело вуглецю для побудови клітинної речовини.

Взагалі сучасна класифікація мікроорганізмів здійснюється за їх філогенією, це пов'язано з еволюцією і спорідненими генами в геномах мікроорганізмів. Крім того, існує класифікація, яка базується на здатності мікроорганізмів здійснювати ті чи інші процеси. Виділяють так звані фізіологічні групи мікроорганізмів. Як приклад можна назвати групи метанокиснювальних бактерій, карбоксидобактерій (бактерій, які окислюють окис вуглецю), нітрифікуючих бактерій та ін. Часто ці класифікації збігаються, тому що спеціалізовані групи мікроорганізмів мають спеціалізовані ділянки геномів, в яких закодовані певні ферменти, завдяки яким мікроорганізми можуть окислювати шкідливі гази, зокрема окис вуглецю. Це шкідливий чадний газ, який заміщає кисень в кров’яному гемоглобіні і викликає загибель людини. Цей отруйний газ донедавна був компонентом вихлопних газів автомобілів.

Сезонні зміни вмісту шкідливих газів в атмосфері і в приземному повітрі

Бактерії, які окислюють окис вуглецю, були виділені з різних чистих і забруднених ґрунтів і водойм. Група карбоксидобактерій виявилась дуже різноманітною і великою. Одні види схильні до високих концентрацій окису вуглецю, інші  — до низьких. Різні види розрізняються і за ставленням до концентрації кисню, до температури, кислотності середовища і т. д. Розрізняється і морфологія (форма клітин) у різних видів. В результаті діяльності цих бактерій окис вуглецю окислюється киснем до фізіологічно нешкідливої вуглекислоти.

Ще в 70-ті роки минулого століття було зроблене дослідження: простежено цикл накопичення та зменшення концентрації оксиду вуглецю в атмосфері Землі в приземних шарах і у високих шарах атмосфери. Справа в тому, що окис вуглецю бере участь в утворенні озону внаслідок фотохімічних реакцій. Вчені провели вимірювання атмосферного окису вуглецю в різних широтах Атлантичного океану — від північної частини до Антарктиди. Виявилось, що в Південній півкулі вміст окису вуглецю в атмосфері набагато нижчий, ніж в Північній. Було зроблено висновок, що це пов'язано з набагато більшою площею суші, густиною населення і промислових підприємств в Північній півкулі. Дослідження вмісту окису вуглецю в приземному повітрі і в атмосфері в цілому були проведені також і на наземних станціях Північної півкулі. Вимірювання проводились в різні пори року. Виявилось, що найбільший вміст окису вуглецю в атмосфері припадає на весну. З настанням теплої погоди і підвищенням температури ґрунту до червня вміст окису вуглецю в приземному повітрі і в атмосфері різко зменшувався. Очевидно, у верхніх шарах атмосфери важливу роль відіграє сонячна активність і хімія радикалів. А очистка приземного повітря все-таки пов'язана з мікроорганізмами, що живуть у ґрунті. Доведено, що чисельність і активність мікроорганізмів, які окислюють окис вуглецю, навесні дуже різко збільшуються. Коли дослідження проводили з використанням спеціальних камер, за допомогою яких досліджується утворення і споживання газів в ґрунті, то вміст окису вуглецю в цьому замкнутому просторі стрімко зменшувався, що корелювало з газоокиснювальною активністю ґрунту. Були виділені нові види карбоксидобактерій, і зроблено висновок про те, що в ґрунті проходить активне мікробне використання окису вуглецю.

Подібні результати отримані при дослідженні емісії метану з поверхні полігонів захоронення твердих побутових відходів (ТПВ). Метан утворюється в результаті розкладання органічної фракції захоронених ТПВ анаеробними мікроорганізмами в анаеробній зоні полігону. Полігони ТПВ — потужне джерело метану, який забруднює приземне повітря і атмосферу. Найбільша швидкість емісії метану спостерігається в холодну пору року (осінь — весна). Натомість, чисельність і активність метанокиснювальних бактерій в аерованому шарі покривного ґрунту полігону були найбільш високими в теплий період року. Таким чином, ґрунтові метанокиснювальні бактерії виступають фактором, який захищає атмосферу від забруднення метаном — найбільш важливим тепличним газом. Густина цих бактерій в покривному ґрунті полігону надзвичайно висока в порівнянні з іншими їх місцями існування, наприклад з болотами і природними газовими родовищами. Метанокиснювальні бактерії верхнього ґрунтового шару полігону ТПВ дуже різноманітні. Виділено бактерії, які розвиваються навіть при зниженій температурі. Полігони ТПВ часто розміщуються поблизу міст і чинять негативний вплив на їх атмосферу.

Мікроорганізми окислюють й інші шкідливі гази, наприклад оксиди азоту, водень та різні інші гази і газоподібні шкідливі речовини. Майже на всяке забруднення навколишнього середовища знайдуться мікроорганізми, які врешті якось справляться з цим забрудненням.

Принципи очищення повітря в містах

Дуже важливим фактором очищення і поліпшення якості повітря міст є збільшення площі парків, скверів та газонів, які чинять неоціненний вплив на поліпшення складу повітря. Газонна трава тут відіграє роль навіть більшу, ніж дерева, оскільки площа поверхні зеленої частини трави дуже велика, через що утворюється багато кисню. З іншого боку, коренева система трави сприяє розпушуванню ґрунту і проникненню в нього повітря. При цьому ґрунтові мікроорганізми окислюють шкідливі гази, такі як окис вуглецю, оксиди азоту, сірководень, метан і багато інших газів і токсичних летких домішок, що містяться в повітрі.

Для удобрення клумб і газонів при облаштуванні міста можна використовувати (і використовуються у всьому світі) стабілізовані (спеціально оброблені) осади стічних вод, які утворюються на станціях очистки води. Це багаті на органіку відходи, які служать чудовим добривом. І навіть якщо в них містяться в невеликій кількості домішки важких металів, вони не заважають росту трави. Хоча такі осади не можна використовувати для вирощування сільськогосподарської продукції, в озеленювальних господарствах їх використовують у всьому світі. Більше того, деякі рослини, навпаки, витягують з ґрунту ці важкі метали, які потрапляють в їх зелену масу. Рослини, які акумулюють важкі метали, використовуються для біоремедіації забруднених територій. Правда, існує кругообіг речовин у природі, і всі хімічні елементи на Землі так чи інакше залучені в нього.

Більше про правильний догляд за газоном читайте на http://storgom.com.ua/. Ідеальний газон має свої секрети, серед яких своєчасні підстригання, полив, прополювання, підкормлювання, мульчування, прочісування та проколювання. Правильне дотримання рекомендацій експертів збережуть здоров’я газону та забезпечать ідеальний вигляд «зеленого килиму».

Можливості зменшення газових забруднень

Тверді і рідкі токсичні сполуки можна концентрувати, переробляти або герметично упаковувати і захоронювати. Наприклад, радіоактивні відходи захоронюють в шахтах, в базальтових породах на великій глибині з надією, що це не зашкодить майбутньому поколінню. З газоподібними сполуками, які забруднюють повітря, технічно справитись складно. Однак можна за допомогою науки і техніки запобігти їх утворенню. Поліпшення якості бензину і жорсткий контроль над присутністю окису вуглецю у вихлопних газах автомобілів призвели до зменшення її вмісту у них. Однак постійне збільшення кількості автомобілів у містах знижує цей ефект. З газовими викидами промислових підприємств також необхідно боротись. Якщо немає можливості змінити технологію так, щоб знизити вміст токсичних речовин у газоподібних відходах, необхідно використовувати газові фільтри. До речі, дуже ефективні мікробні фільтри, в яких використовуються мікроорганізми, які окислюють гази і їх ферменти. Проте наразі найбільш ефективні мікроорганізми, які мешкають в ґрунті, і рослини, тобто газони, кущі та дерева. Таким чином, надзвичайно важливо мати в місті якомога більше парків і скверів і якомога менше площ, покритих асфальтом, який вбиває ґрунт з його живим населенням.

X

Вхід

Завантажую...