Экологические последствия загрязнения атмосферы. Меры по охране атмосферного воздуха

ВВЕДЕНИЕ
Воздействие человека на атмосферу является одним из важнейших вопросов, которому уделяют внимание экологи во всем мире. Это связано с тем, что именно антропогенное загрязнение атмосферы вызвало экологические проблемы, связанные с «парниковым эффектом», нарушением озонового слоя и выпадением кислотных дождей.
В связи с этим ключевой задачей оздоровления окружающей природной среды является охрана атмосферного воздуха. При этом, несмотря на малую массу атмосферы по сравнению с земной массой, ее роль в природных процессах биосферы огромная — с помощью нее сохраняется на поверхности нашей планеты определенный температурный режим, она защищает поверхность Земли от гибельного космического излучения, а ее циркуляция влияет на климатические условия местности и другие процессы. Этим и объясняется актуальность выбранной темы исследования.
Целью данной работы является исследование экологических последствий загрязнения атмосферы и предложение мер по охране атмосферного воздуха.
В соответствии с целью в работе поставлены следующие задачи:
— рассмотреть теоретические аспекты загрязнения атмосферного воздуха и источники данного загрязнения;
— провести оценку загрязнения атмосферы и его экологических последствий;
— предложить меры по охране от загрязнения атмосферного воздуха.
Предметом исследования является  загрязнение и процесс охраны атмосферного воздуха, а объектом исследования — охрана атмосферного воздуха от антропогенных загрязнений.
В работе использованы такие методы исследования, как: контент-анализ, статистический анализ, сравнительный анализ.
Методологической основой работы являются исследования российских специалистов-экологов в области загрязнения окружающей среды, а информационной основой — обзоры Росгидромета и другие исследования, связанные с загрязнением атмосферного воздуха.
Курсовая работа состоит из 3 глав, введения, заключения, списка использованной  литературы. В первой главе рассматриваются виды и источники загрязнения атмосферного воздуха. Во второй главе представлена оценка загрязнения атмосферного воздуха в РФ. В третье главе предложены направления снижения загрязнения атмосферного воздуха, а также совершенствования  мониторинга атмосферы.


1 ВИДЫ И ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 
1.1 Виды загрязнений атмосферного воздуха
Атмосферный воздух является защитой Земли, прежде всего от тепловой потери, солнечного излучения и падения метеоритов, а сама земная атмосфера формирует климат и погоду на планете.
Состав современной атмосферы является результатом исторического развития земли, и в настоящее время является в основном газовой смесью азота (78,09%) и кислорода (20,95%), а также в ней присутствуют аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%) и незначительное количество инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и др. 
Помимо этого в атмосфере находятся твердые частицы, которые поступают с поверхности Земли и включают продукты горения, вулканическую деятельность, частицы почвы, а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения, из космического пространства (космическая пыль). Кроме твердых частиц в земную атмосферу также входит водяной пар [3, с.94].
В современной атмосфере содержится менее одной двадцатой всего кислорода, содержащегося на Земле. При этом наблюдается равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами, но в последнее время возникла опасная ситуация, что в результате антропогенного воздействия могут уменьшиться кислородные запасы в атмосфере.
Особая опасность связана с разрушением озонового слоя, что наблюдается в последние годы, и, по мнению большинства ученых, это вызвано  деятельностью человека.
Атмосфера обладает способностью к самоочищению, что связано с вымыванием аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха и отложении загрязненных веществ на поверхности Земли. Однако сейчас возможности самоочищения атмосферы сильно подорваны, что связано с большим объемом загрязнений и с изменением концентрации второстепенных составных компонентов атмосферного воздуха.
Таким образом, основным негативным фактором, влияющим на атмосферу Земли, является загрязнение атмосферного воздуха.
Загрязнение атмосферного воздуха — это  любое изменение его состава и свойств, оказывающее негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем [3, с.95].
Выделяют два вида загрязнений атмосферы:
— естественное, или  природное;
— антропогенное, или техногенное.
Естественное загрязнение воздуха связано с природными процессами, и к нему относят деятельность вулканов, выветривание горных пород, ветровую эрозию, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. 
К антропогенному загрязнению относят выбросы различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. Такое загрязнение  значительно превосходит природное.
В зависимости от масштабов распространения выделяют такие типы  загрязнения атмосферы: 
— местное, 
— региональное,
— глобальное.
К местному загрязнению относится повышенное содержание загрязняющих веществ на небольших территориях (в рамках города, промышленного района, сельскохозяйственной зоны и др.).
Региональное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ в рамках значительного пространства планеты.
К глобальному загрязнению относится изменение состояния атмосферы в целом.
Исходя из агрегатного состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу можно классифицировать на следующие группы:
1)    газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);
2)    жидкие (кислоты, шелочи, растворы солей и др.);
3)    твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и пр.).
Главными загрязнителями (поллютантами) атмосферного воздуха, которые образуются в процессе деятельности человека, являются  диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы. На долю данных веществ приходится порядка 98% от общего объема выброса вредных веществ.
 Также главными загрязнителями атмосферы городов и поселков являются  еще порядка 70 вредных веществ, включая формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Во многих городах России наиболее часто превышают концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.).
В таблице 1.1 приведена статистика выбросов поллютантов в России и в мире, из которой видно, что общий объем основных загрязнителей составляет 401  млн т, при этом в России — 26,2 млн т (табл. 6.1). 
Таблица 1.1 — Выбросы в атмосферу главных загрязнителей  [3, с.96]
Вещество    Суммарный мировой выброс, млн т    Россия (с учетами всех источников), %
Диоксид серы    99    12
Оксиды азота    68    5.8
Оксид углерода    177    5.6
Твердые частицы    57    12,2
Всего    401    13.2

Промышленные загрязнения, или выбросы, также можно классифицировать исходя из следующих признаков:
– по организации отвода и контроля выделяют организованные и неорганизованные выборы;
– по режиму отвода выделяют периодические и непериодические выбросы;
 – по температуре выделяют холодные и нагретые выбросы;
 – по локализации выделяют выбросы в  основном производстве, вспомогательном производстве или подсобных хозяйствах; 
– по признакам очистки промышленные загрязнения делят на  выбрасываемые без очистки и после очистки.
При этом под организованным промышленным выбросом понимают  выброс, который поступил в атмосферу через специально сооружённые газоходы, воздуховоды, трубы, а под неорганизованным выбросом понимают  ненаправленные потоки загрязнённого газа, которые возникают из-за нарушения герметичности оборудования, отсутствия или плохой работы оборудования по отсосу газа в местах выгрузки, обработки и хранения дисперсных материалов [4, с.51]. 
Следует отметить, что естественные загрязнения в виде природной пыли не являются опасными для жизни. Все процессы эволюции жизни на Земле проходят в условиях переноса пыли в атмосфере. Такая  пыль является защитой нашей планеты от солнечного излучения, а органическая пыль является источником возникновения жизни на вулканических островах. 

1.2 Источники загрязнения воздуха
Источники промышленного загрязнения воздуха можно разделить на следующие группы:
1. По назначению выделяют:
 – технологические, содержащие хвостовые газы после улавливания пыли на установках;
 – вентиляционные выбросы (местные отсосы от оборудования). 
2. По месту расположения выделяют: 
– незатенённые (высокие) — это выбросы, которые находятся в зоне недеформированного воздушного потока (высокие трубы, удаляющие загрязнения на высоту, в 2,5 раза превышающую высоту зданий); 
– затенённые (низкие) — это выбросы на высоте меньше высоты зданий в 2,5 раза; 
– наземные — это выбросы, которые находятся вблизи земной поверхности и связаны с функционированием технологического оборудования вне зданий, сбросами, отходами производства, промышленными жидкими и твёрдыми токсичными веществами). 
3. По герметичной форме выбросы бывают:
 – точные (связаны с трубами, шахтами, вентиляторами); 
– линейные (связаны с аэрационными фонарями на крышах цехов, несколькими соседними открытыми окнами, близко расположенными вытяжными шахтами и факелами). 
4. По режиму работы выделяют следующие виды выбросов:
 – непрерывного действия; 
– периодического действия; 
– залповые выбросы (связаны с авариями и сжиганием отходов);
 – мгновенные выбросы (связаны с взрывными работами и взрывами при авариях).
5. По дальности распространения источники загрязнения могут быть:
 – внутриплощадочные, которые создают большую  концентрацию вредных веществ над территорией предприятия;
 – внеплощадочные (высокие дымовые трубы), загрязняющие воздух за пределами предприятия.
Если рассматривать загрязнение атмосферного воздуха с позиции вида деятельности, которую осуществляют предприятия, то оно на территории России связано со следующими отраслями, которые расположены в порядке убывания объема загрязнений, выделяемых в атмосферу: 
1) теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), 
2) предприятия черной металлургии, 
3) нефтедобыча и нефтехимия,
4)  автотранспорт, 
5) предприятия цветной металлургии,
6) и производство стройматериалов.
Роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы в развитых промышленных странах Запада несколько иная по сравнению с Россией. 
Так, например, основное количество выбросов вредных веществ в США, Великобритании и ФРГ приходится на автотранспорт (50—60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше, всего 16—20% [3, с.98].
В России в 2019 году консалтинговым агентством FinExpertiza выявлено, что 86% всех выбросов российских предприятий приходится всего на 
10 отраслей, в основном представленных добывающими отраслями и металлургией (рисунок 1.1).
 
Рисунок 1.1 — Распределение выбросов
 по сферам деятельности, 2019 г., млн тонн [10]
Наиболее сильное загрязнение на воздух оказывает металлургическое производство (3,7 млн тонн / год, или 21% от общей величины выбросов предприятий), энергетика (3 млн тонн, или 17%), а также добыча нефти и газа (2,4 млн тонн, или 14%). 
Значительное загрязнение на атмосферу оказывают транспортные предприятия и трубопроводы, добыча угля, производство кокса и нефтепродуктов, разработка месторождений.
Если оценивать выбросы транспортной отрасли, то подавляющую величину здесь составляют выбросы автомобильного транспорта (около 97%), а на железнодорожный транспорт приходится только  3% [10].
При этом выбросы, связанные с транспортом, напрямую зависят от количества автомобилей в регионе. Так, в среднем по России на транспорт приходится почти четверть от всех выбросов, но исходя из региона эта доля может колебаться от 3-4%, как, например, в Ямало-Ненецком автономном округе с развитой нефтегазовой промышленностью, до более чем 80% в относительно неиндустриализованных Кабардино-Балкарии, Чечне, Дагестане или автомобилизированной Москве (рисунок 1.2).
До 2019 года транспортные выбросы были достаточно стабильными и на протяжении последних 20 лет составляли 12,8-15,4 млн тонн в год. Однако в 2019 году Росприроднадзором была изменена методика определения  автомобильных выхлопов, в результате чего в официальной статистике количество транспортных выбросов составило 5,4 млн тонн (рисунок 1.3). 
Новая методология, в отличие от старого усредненного подхода, учитывает такие факторы, как категория автотранспортного средства, экологический класс топлива, тип двигателя, а также характеристику дороги, по которой движется автомобиль (это могут быть дороги в крупных и малых городах либо в сельской местности), и касается  только автотранспорта. Транспортные выбросы железнодорожного транспорта считаются исходя из прежней методологии [10].
 
Рисунок 1.2 — Доля транспортных выбросов в общей величине выбросов в 2019 году по регионам РФ
 
Рисунок 1.3 — Динамика транспортных выбросов в РФ за 2000-2019гг. [10]

Таким образом, основными загрязняющими атмосферный воздух веществами являются диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и твердые частицы
 В РФ основными источниками промышленных выбросов являются изначально грязные производства — отрасли добывающей промышленности, нефтепереработка, металлургия, а также транспорт.

2 ОЦЕНКА И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ 
2.1 Оценка загрязнения атмосферного воздуха 
В РФ постоянно на государственном уровне ведется мониторинг загрязнения атмосферного воздуха. В 2019 г. наблюдения за фоновым загрязнением атмосферного воздуха проводились на четырех станциях комплексного фонового мониторинга (СКФМ).
Анализ загрязнения атмосферного воздуха показал, что среднегодовые концентрации свинца в воздухе фоновых районов ЕТР составили 2,0 – 3,1 нг/м3; при этом значимых изменений его содержания в атмосфере фоновых территорий по сравнению с 2018 г. не произошло, а за  последние 6-8 лет наблюдается снижение среднегодовых значений (рисунок 1.2).
 
Рисунок 2.1 — Динамика  среднегодового содержания свинца на территории ЕТР за 1985-2019гг. [8]
В 2018-2019 гг. среднегодовые концентрации взвешенных частиц в воздухе на ЕТР изменялись в пределах 16–28 мкг/ м3, что соответствует уровню значений последних 10 лет (рисунок 2.2).
 
Рисунок 2.2 — Динамика среднегодового содержания взвешенных частиц на ЕТР за 1985-2019гг. [8]
В 2018-2019 гг. среднегодовые фоновые концентрации диоксида серы на станциях ЕТР сохранились на низком уровне – около 0,03–0,44 мкг/ м3
 (рисунок 2.3).
 
Рисунок 2.3 — Динамика среднегодового содержания диоксида серы на ЕТР за 1985-2019гг. [8]
В долгосрочной динамике можно отметить стабилизацию уровней концентраций после отмечавшегося их уменьшения в течение 10 предыдущих лет. Сезонные изменения содержания диоксида серы имеют ярко выраженный максимум в холодный период года, что связано с отопительным сезоном.
В 2018-2019 гг. среднегодовые фоновые концентрации диоксида азота в воздухе на европейской территории сохранились на уровне прошлых лет, варьируя от 1,21 до 4,93 мкг/ м3 (рисунок 2.4).
 
Рисунок 2.4 — Динамика среднегодового содержания диоксида азота на ЕТР за 1985-2019гг. [8]
Сезонные изменения фоновых концентраций диоксида азота ясно выражены: в холодный период в центре ЕТР наблюдаются максимальные значения, и повышается повторяемость среднесуточных высоких концентраций. 
Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха в Арктической зоне РФ в 2019 году проводился в 18 городах и поселках (таблица 2.1) на 27 станциях государственной наблюдательной сети и на 7 станциях территориальной системы наблюдений Мурманской области.  

Таблица 2.1 — Уровни загрязнения воздуха в населенных пунктах АЗРФ в 2015–2019 гг. [8]
Населенные пункты    Уровни загрязнения воздуха
     2015    2016    2017    2018    2019
г. Анадырь, Чукотский АО    н/о    н/о    н/о    н/о    н/о
г. Апатиты, Мурманская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
г. Архангельск, Архангельская обл.    П    П    Н    П    П
г. Воркута, Республика Коми    Н    Н    Н    Н    Н
г. Заполярный, Мурманская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
г. Кандалакша, Мурманская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
г. Кировск, Мурманская обл.    н/о    н/о    н/о    н/о    н/о
г. Кола, Мурманская обл.    н/о    н/о    н/о    н/о    н/о
г. Мончегорск, Мурманская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
г. Мурманск, Мурманская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
пгт. Никель, Мурманская обл.    П    П    П    Н    П
г. Новодвинск, Архангельская обл.    Н    Н    Н    Н    П
г. Норильск МО, Красноярский край    ОВ    ОВ    ОВ    ОВ    ОВ
г. Оленегорск, Мурманская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
г. Певек, Чукотский АО    н/о    н/о    н/о    н/о    н/о
г. Салехард, Ямало-Ненецкий АО    Н    Н    Н    Н    Н
г. Северодвинск, Архангельская обл.    Н    Н    Н    Н    Н
пос. Тикси, республика Саха (Якутия)    н/о    н/о    н/о    н/о    н/о
Примечание. Уровни загрязнения воздуха: Н — низкий, П — повышенный, В — высокий, ОВ — очень высокий, н/о — не определен.

В результате было выявлено, что в 2019 году загрязнение воздуха было низким в 9 населенных пунктах, повышенным — в Архангельске, Никеле и Новодвинске, а очень высоким — в Норильске. При этом Норильск ежегодно включается в Приоритетный список городов России с наибольшим уровнем загрязнения с учетом значительных объемов выбросов. 
Во всех городах среднегодовые концентрации оксида углерода были ниже ПДКс.с. Вместе с тем в гг. Архангельск, Новодвинск и Салехард концентрации оксида углерода превышали среднюю по городам России, что обусловлено влиянием выбросов промышленных предприятий и автотранспорта. 
Во всех рассматриваемых городах среднегодовые концентрации диоксида азота не превышали ПДКс.с. и среднее значение по городам.
 В Норильске и Коле среднегодовые концентрации оксида азота превышали среднее значение по стране. В остальных городах средние концентрации оксида азота ниже среднего значения по городам РФ. В Архангельске и Норильске максимальные разовые концентрации диоксида азота превышали ПДКм.р. и составляли 1,4 и 2,7 ПДКм.р. соответственно. В Норильске максимальная разовая концентрация оксида азота достигала 1,8 ПДКм.р. 
В связи с выбросами Архангельского целлюлозно-бумажного комбината, расположенного в г. Новодвинск, в гг. Архангельск и Новодвинск проводятся наблюдения за концентрациями метилмеркаптана. В 2019 г. превышений санитарно-гигиенических нормативов данной примеси не было зарегистрировано. 
В гг. Архангельск и Мурманск проводятся наблюдения за концентрациями бензола, ксилола, толуола и этилбензола. В 2019 г. превышений ПДК указанных ароматических углеводородов не было зарегистрировано.
Таким образом, оценка загрязнения атмосферы в РФ показала, что на протяжении последних лет концентрации свинца и серы в воздухе снизились, взвешенных частиц и диоксида азота — не изменились.
При этом сезонные изменения содержания диоксида серы имеют ярко выраженный максимум в холодный период года, что связано с отопительным сезоном.
Оценка загрязнения воздуха в Арктической зоне РФ показала, что основными факторами загрязнения являются промышленные предприятия и транспорт.

2.1 Экологические последствия загрязнения атмосферы
Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами — от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние и в результате механизм гомеостаза не срабатывает.
Загрязняющие атмосферу вещества имеют разный уровень опасности. Так,  монооксид углерода и метан относятся к 4-му, малоопасному классу, а диоксид серы и оксид азота причисляют к более опасному 3-му классу. При этом отнесение вещества к последнему классу опасности не означает, что данное соединение безвредно - все зависит от концентрации: повышенное содержание соответствующего вещества способно привести к смерти организма.
Сборные категории, такие как твердые вещества, летучие органические соединения и прочие газообразные и жидкие вещества, содержат полный спектр веществ различной степени опасности.
 Например, толуол, пыль, сажа относятся к 3-му классу. Такие вещества как сероводород, сероуглерод, серная кислота, фенол, твердые фториды, фторид водорода, формальдегид относятся ко 2-му классу. 
К 1-му, самому опасному классу, относятся бензапирен, соединения свинца, ртути, кадмия, хрома.
К одним из наиболее опасных для здоровья человека веществ относится  диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. 
Согласно исследованиям американских ученых, при уровне загрязнения SO2, до 0,049 мг/м3 показатель заболеваемости (в человеко-днях) населения Нэшвилла (США) составлял 8,1%, при 0,150-0,349 мг/ м3  и в районах с загрязнением воздуха выше 0,350 мг/м3 — 43,8%. Особенно опасен диоксид серы, когда он осаждается на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательные пути [4, с.100].
Оксиды азота (NOx) раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки, например глаз, легких, участвуют в образовании ядовитых туманов и т.д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.
Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа). При остром отравлении появляются общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя 3-7 дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.
Такие вещества, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт опасны даже в небольших объемах — они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.
Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезными имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода (таблица 2.2).

Таблица 2.2 — Влияние различных газовых примесей в атмосфере на здоровье человека [4]
Вредное вещество    Последствия воздействия на организм человека
Оксид углерода    Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти
Свинец    Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы, вызывает снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и других тканях, в силу чего опасен в течение длительного времени
Оксиды азота    Могут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболеваниям (типа гриппа), раздражают легкие, вызывают бронхит и пневмонию
Озон    Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу легких, снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям, может обострять хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит
Тяжелые металлы    Вызывают рак, нарушение функций половой системы и дефекты у новорожденных

Таким образом, антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и отрицательно влияют на животных, состояние растений и экосистем в целом.


3 МЕРЫ ПО ОХРАНЕ  ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 
 3.1 Мониторинг состояния окружающей среды
Действующая в настоящее время государственная система мониторинга загрязнения окружающей среды в отношении атмосферы предназначена для решения таких задач, как:
— наблюдение за уровнем загрязнения атмосферы по физическим, химическим показателям с целью изучения распределения загрязняющих веществ во времени и пространстве, оценки и прогноза состояния окружающей среды, определения эффективности мероприятий по ее защите;
— обеспечение органов госуправления, хозяйственных организаций и населения систематической и экстренной информацией об изменениях уровней загрязнения (в том числе и радиоактивного) атмосферного воздуха под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий, прогнозами и предупреждениями о возможных изменениях уровней загрязненности;
— обеспечение заинтересованных организаций материалами для составления рекомендаций в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов, составления планов развития хозяйства с учетом состояния окружающей среды и других вопросов развития экономики.
Система мониторинга окружающей среды основана на сети пунктов режимных наблюдений, которые размещены в городах, на водоемах и водотоках как в районах с повышенным антропогенным воздействием, так и на незагрязненных участках.
В настоящее время наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха проводятся в 250 городах РФ, на 677 станциях, при этом измеряются концентрации до 54 загрязняющих веществ.
Также функционирует сеть станций наблюдения атмосферного трансграничного переноса веществ включает, которая включает в себя 4 станции на Европейской территории России (программа ЕМЕП) и 4 станции на Азиатской территории (программа ЕАНЕТ). 
По программе ЕМЕП производился отбор и анализ проб атмосферных аэрозолей, газов (диоксидов азота и серы) и атмосферных осадков. По программе ЕАНЕТ производился отбор проб атмосферного воздуха и осадков и анализ основных кислотообразующих веществ.
Таким образом, российская система мониторинга загрязнения атмосферного воздуха довольна большая, и объем получаемых данных очень обширен.
На сегодняшний день информационные технологии тесно вошли в жизнь современного человека, и их применение для наблюдения за состоянием атмосферного воздуха является особенно перспективным направлением. 
Использование информационных технологий дает возможность выполнения таких функций, как:
 – анализ текущей экологической обстановки загрязнения атмосферы;
 – накопление данных измерений и наблюдений за качеством атмосферного воздуха; 
– моделирование процессов загрязнения атмосферы; 
– анализ и прогноз динамики загрязнения атмосферного воздуха.
 Наиболее популярным ИТ-продуктом для моделирования экологических процессов в атмосфере является УПРЗА «Эколог», которая выполняет расчеты концентраций загрязняющих веществ в атмосфере в соответствии с утвержденными методиками.
 Еще одним программным продуктом, используемым для моделирования экологических продуктов, является программа «ГИС-Стандарт», которая является подключаемым модулем к УПРЗА «Эколог». 
Также можно выделить  программу «НОРМА 4.0», которая осуществляет подбор оптимальных предложений по снижению выбросов, позволяет определить необходимый процент снижения выбросов в заданных пользователем источниках с целью гарантированного достижения нормативного значения концентраций загрязняющих веществ в заявленных точках. 
Подробнее (не очень подробно рассмотрели) рассмотрим комплекс УПРЗА «Эколог»,  основными  функциональными возможностями которого являются: 
– расчет приземных концентраций как отдельных веществ, так и групп веществ с вредным действием;
 – расчет разовых концентраций веществ в приземном слое при неблагоприятных метеорологических условиях,
 – автоматическое построение нормативных санитарно-защитных зон (СЗЗ) предприятия;
 – автоматическое определение точек с максимальной концентрацией загрязняющих веществ; 
– формирование карты изолиний приземных концентраций вредных веществ на местности в любом задаваемом пользователем масштабе;
 – нахождение источников, дающие наибольшие вклады в расчет загрязнения атмосферы как в целом по предприятию, так и по задаваемому пользователем множеству; 
– в результатах расчетов выдаются значения приземных концентраций в расчетных точках в мг/м3 или в долях ПДК, которые сведены в специальные таблицы [7].
В расчетах учитываются как нагретые, так и холодные выбросы точечных, линейных и площадных источников. Общее число источников выбросов практически не ограничено. Каждый источник выбросов может иметь несколько вариантов исходных параметров. 
Кроме того, в программе есть функция, позволяющая учитывать влияние рельефа местности на рассеивание веществ. Учитывается также фоновая концентрация веществ, дифференцированная по скоростям и направлениям ветра и по расположению постов наблюдений за фоном. 
В программе есть встроенный редактор, который позволяет занести и редактировать карту-схему предприятия и местности, на которую будут нанесены результаты расчета рассеивания. 
Данная программа позволяет проводить расчет с минимальным заданием исходных данных. Расчеты ведутся на задаваемом пользователем множестве точек на местности, которое может включать в себя как узлы прямоугольных сеток в нескольких прямоугольных областях, так и отдельно заданные точки и точки, описывающие СЗЗ предприятия, границы зданий и особых зон [7].
УПРЗА «Эколог» также совместима с другими программами серии «Эколог». Построенная в УПРЗА «Эколог» карта санитарно-защитной зоны может быть передана в программу «Эколог-Шум» с целью оценки шумового воздействия и построения комплексной санитарно-защитной зоны предприятия/
Таким образом, использование информационных технологий в сфере экологического мониторинга позволит решить основную задачу мониторинга атмосферного воздуха, а именно: предоставление достоверной и качественной информации, которая в дальнейшем позволит принять адекватные меры по снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха, что в свою очередь приведет к улучшению его качества и сохранению жизни и здоровья населения.
3.2 Регулирование негативного воздействия автотранспорта на окружающую среду
Оценка загрязнения атмосферного воздуха в Арктическом районе РФ показала, что наиболее загрязняющими факторами являются промышленное производство и автотранспорт,  и в большей мере автомобильный.
Одним из распространенных в мировой практике способов снижения негативного воздействия автомобильного транспорта на состояние окружающей среды является ужесточение экологических стандартов, которые могут быть как общие, регламентирующие качество воздуха на определенной территории (например, Clean Air Act в США), или стандарты энергоэффективности, устанавливающие определенный порог потребления топлива автомобилем [6].
Однако наиболее эффективным в мировой практике способом борьбы с загрязнением городского воздуха считается внедрение стандартов автомобильного топлива. 
В Евросоюзе на сегодняшний день действуют единые нормы на моторные топлива, а также есть в каждой стране Евросоюза национальные стандарты на моторные топлива. При этом с 1 сентября 2015 г. в Евросоюзе действует топливный стандарт «Евро-6». 
По сравнению с предыдущим стандартом в регламенте «Евро-6» ужесточено содержание вредных веществ в автомобильном выхлопе, а именно сокращен допустимый порог содержания твердых частиц, оксидов азота и остаточных углеводородов. В соответствии с данным стандартом двигатели должны обеспечивать соответствие заявленным требованиям в течение 7 лет с момента выпуска или 700 тысяч км пробега [1]
Внедрение  норм «Евро-6» в РФ пока  не планируется, так как на данный момент проходит внедрение «Евро-5», которое номинально было введено с 1 января 2014 г., но фактически переход для грузовых автомобилей и автобусов на этот стандарт перешел только с 1 января 2015 г., с момента официального вступления регламента Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств».
 С 1 января 2016 г. нормы «Евро-5» стали обязательными на территории Российской Федерации для всей новой автотехники отечественного и импортного производства без исключения [1].
Следует также отметить, что в отличие от всей страны в Москве правила экологических стандартов жестче, чем по остальной территории России, и при этом введены штрафы за нарушения в данной области [6].
В этой связи в качестве основных причин повышенного уровня загрязнения воздуха выбросами автотранспорта можно выделить:
 1) рост количества индивидуальных транспортных средств и объемов грузовых перевозок; 
2) низкое качество используемого автомобильного топлива; 
3) использование устаревших автомобилей низкого экологического класса. 
В связи с этим можно предложить следующие направления снижения негативного воздействия на окружающую среду в Арктическом регионе РФ.
Во-первых, предлагается разработать региональное законодательство, которое предусматривает проведение регулярного мониторинга качества автомобильного топлива, реализуемого в регионе, а также ввести экономически оправданные суммы штрафов за нарушение требований ТР, которые буду приносить дополнительный доход в региональный бюджет.
Во-вторых, следует разработать экономический механизм, который стимулировал бы обновить автомобильный парк (включая автобусы и грузовые автомобили) за счет следующих мер: введения экологического налога на старые по возрасту автомобилей; совершенствования программ автокредитования, программ утилизации, а также программ лизинга для компаний, осуществляющих автобусные и грузовые перевозки.
Следует отметить, что в Архангельской области на данный момент действует 10 аккредитованных лабораторий и испытательных центров, в которых можно осуществить экспертизу качества моторного топлива как для госзаказа, так и платно  по заказам компаний. При этом в г.Архангельске расположены всего 2 та