Загрязнение атмосферы (стр. 1 из 5). Загрязнение атмосферы нефтью


Реферат на тему:

«Атмосфера: проблемы загрязнения»

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

Химическое загрязнение атмосферы

Основные загрязняющие вещества

Аэрозольное загрязнение атмосферы

Фотохимический туман (смог)

Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК)

2. Загрязнение атмосферы подвижных источников выбросов

2.1 Автотранспорт

2.2 Самолёты

2.3 Шумы

3. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир

3.1 Влияние радиоактивных веществ на растительный и животный мир

Заключение

Список литературы

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Вмешательство человека в природу известно издавна. В процессе эволюции человечество все больше и больше приспосабливало окружающий мир под себя, не задумываясь о возможных проблемах в будущем.

Регулярно вырубаются леса, повышается расход невозобновимых видов сырья, все больше пахотных земель выбывает из экономики для строительства новых городов и заводов.

Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы — той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию, что может быть чревато глобальной опасностью для человечества.

При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, значительно ухудшающих экологическую ситуацию на планете.

К ним относятся химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них — газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Увеличение накопления углекислого газа в атмосфере, что грозит повышением среднегодовой температуры на планете. Химическое загрязнение почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. Продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, занимающее уже значительную часть его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не остается и доли сомнения, что все рассмотренные факторы, губительно сказываются на биосфере Земли, а соответственно и на само человечество в целом.

 

 

 

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

 

1.1 ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

 

Хочется начать с обзора факторов, приводящих к ухудшению состояния атмосферы — одной из важнейших составляющих биосферы.

Человек загрязняет атмосферу тысячелетиями, однако последствия потребления огня, который использовался этот период, были незначительны. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и, незакопченные сажей, стены пещеры. Это незначительное загрязнение воздуха не представляло проблемы, так как люди обитали в то время небольшими группами, занимая обширную девственную природную среду. И даже более плотное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось серьезными последствиями.

Но гармония длилась лишь до начала девятнадцатого века. Людям, как высшим по разуму созданиям, показалось правомерным покорить природу и прогнуть ее под себя, используя ее ресурсы исключительно для своей пользы. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить невозможно. Заводы, заменяющие чистые ресурсы Земли на ядовитые выбросы в атмосферу. Таков результат великих изобретений и завоеваний человека.

Остановимся на подробном рассмотрении основных видов загрязнения атмосферы. К ним относят промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Доказано, что наибольшее загрязнение воздуха создает промышленное производство. Источники загрязнений — теплоэлектростанции, вместе с дымом выбрасывающие в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, в большей степени, цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Ядовитые газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются вторичные признаки.

Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

3) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий.

4) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд

5) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.

6) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы

7) Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.

8) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом.

9) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.

 

1.2 АЭРОЗОЛЬНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

 

Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или водяным паром. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.

Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена и другие. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 11 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

 

1.3 ФОТОХИМИЧЕСКИЙ ТУМАН (СМОГ)

 

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой.

 При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул, и избыток озона массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты.. В результате продолжающейся диссоциации новые так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

 

1.4 ПРОБЛЕМА КОНТРОЛИРОВАНИЯ ВЫБРОСА В АТМОСФЕРУ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ (ПДК)

 

Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК — такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО — Главной Геофизической Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены  ПДК , а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК . Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК  длительного действия — среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя — индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в  Норильске (оксилы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения 1 более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

 

 

 

2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ПОДВИЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ

 

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих  в атмосферу  от подвижных  источников: грузовых и легковых автомобилей,  тракторов, тепловозов  и самолетов. Рассмотрим степень вредности данного вида загрязнителей.

 

2.1 АВТОТРАНСПОРТ

 

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине, автомобили с дизельными двигателями, сельскохозяйственные машины, железнодорожный и водный транспорт. К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники, относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота. Оксид углерода (CO) и оксиды азота (N0x) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды (HnCm) поступают как вместе с выхлопными, так и из картера, топливного бака и карбюратора. Твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами и из картера. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, из этого следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме "зеленой волны", существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах.

Дизельные двигатели более экономичны, таких веществ, как СО, HnCm, NOx, выбрасывают не более, чем бензиновые, но они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые.

 

2.2 САМОЛЕТЫ

 

Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма.

В последние 10 — 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются  загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.

 

 

 

2.3 ШУМЫ

 

Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок.

Однако шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые.

При тех высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропортов, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки.

Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы.

 

 

 

3. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЧЕЛОВЕКА, РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР

 

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0.1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они:

а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе;

б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт;

в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

В некоторых случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия.

Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались — это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1852 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г. около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями.

 

3.1 ВЛИЯНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР

 

Некоторые химические элементы радиоактивны: их самопроизвольный распад и превращение в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается излучением. При распаде радиоактивного вещества его масса с течением времени уменьшается. Теоретически вся масса радиоактивного элемента исчезает за бесконечно большое время. Время, по истечении которого масса уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Для разных радиоактивных веществ период полураспада изменяется в широких пределах: от нескольких часов (у 41 Ar он равен 2 ч) до нескольких миллиардов лет (238U — 4,5 млрд. лет)

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), радиоактивные вещества с продуктами питания поступают в организм человека и могут накапливаться в таком количестве, которое способно нанести вред здоровью человека. Наиболее опасные среди радиоактивных веществ 90 Sr м 137Сs образуются при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием 90Sr легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как 137 Cs накапливается в мускулах, замещая калий.

Излучения радиоактивных веществ оказывают следующее воздействие на организм:

ослабляют облученный организм, замедляют рост, снижают сопротивляемость к инфекциям и иммунитет организма;

уменьшают продолжительность жизни, сокращают показатели естественного прироста из-за временной или полной стерилизации;

различными способами поражают гены, последствия, которого проявляются во втором или третьем поколениях;

оказывают кумулятивное (накапливающееся) воздействие, вызывая необратимые эффекты.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной организмом энергии (радиации), излученной радиоактивным веществом. Единицей этой энергии служит 1 ряд — это доза облучения, при которой 1 г живого вещества поглощает 10-5 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, человек погибает; при дозе 7000 и 200 рад смертельный исход отмечается в 90 и 10% случаев соответственно; в случае дозы 100 рад человек выживает, однако значительно возрастает вероятность заболевания раком, а также вероятность полной стерилизации.

Установлены предельно допустимые дозы ионизирующей радиации, основанные на следующем требовании: доза не должна превышать удвоенного среднего значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях. При этом предполагается, что люди хорошо приспособились к естественной радиоактивности среды. Более того, известны группы людей, живущих в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей среднюю по земному шару (так в одном из районов Бразилии жители за год получают около 1600 мрад, что в 10-20 раз больше обычной дозы облучения). В среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем планеты, колеблется между 50 и 200 мрад, причем на долю естественной радиоактивности (космические лучи) приходится около 25 млрд. радиоактивности горных пород — примерно 50-15- мрад. Следует также учитывать те дозы, которые получает человек от искусственных источников облучения. Например, ежегодно при рентгеноскопических обследованиях человек получает около 100 мрад. Излучений телевизора — примерно 10 мрад. Отходов атомной промышленности и радиоактивных осадков — около 3 мрад.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Реализация любых крупных проектов, появление новых автотранспортных и авиационных средств, неминуемо окажет влияние на природную среду обитания человека и, естественно на его здоровье. Однако, при соблюдении необходимых, экологически продуманных и обоснованных требований к этим проектам, негативное влияние последних на здоровье может быть сведено к минимуму. Вместе с тем изучение обстановки в регионах, связанных с реализацией планируемых крупных хозяйственных нововведений, позволяет проанализировать существующие и ожидаемые изменения медико-биологических характеристик.

Введение в строй таких крупных объектов градостроительства, как комплекс защитных сооружений от наводнений, система портов, окружная дорога, ВСМ и др. чревато не новыми экологически опасными факторами, которые появятся с введением этих объектов в эксплуатацию, а взаимодействием различных, даже минимально влияющих факторов. Поскольку прямое или косвенное воздействие на здоровье людей такого комплекса неблагоприятных факторов нелегко поддаётся прогнозированию, чрезвычайно важна реализация мероприятий, обеспечивающих экологическую безопасность строительства новых объектов, минимизацию их влияния на окружающую городскую среду, а также слежение за состоянием здоровья людей.

Охрана природы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми вылившимися затруднениями.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надежные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработаем новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат 1991.
  2. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа , 1993.
  3. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М.: МНЭПУ, 1997 г.
  4. Протасов В.Ф. «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М.: Финансы и статистика, 1999 г.
  5. Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М.: Высшая школа, 1999 г.
  6. Козлов А.И., Вершубская Г.Г. «Медицинская антропология коренного населения Севера России» М.: МНЭПУ, 1999 г.

referati-besplatno.ru

Загрязнение атмосферы - MicroArticles

Мощность «среднестатистического» человека составляет 150 Вт (мощность яркой электрической лампочки). С помощью только мускульной силы человек никогда не смог бы создать ту грандиозную промышленность, которая сейчас существует на планете.

Овладение огнём явилось первым шагом на пути к увеличению мощности человечества. Дрова и древесный уголь почти 10 тыс. лет верой и правдой служили людям. Они обогревали жилище, помогали готовить пищу, выплавлять металлы, двигать первые паровозы. Каменный уголь стал замещать дрова только со второй половины XIX столетия, ещё позднее начали использовать нефть и газ. Если первая половина XX в. была «эрой угля», то вторая половина — «эрой нефти», а в 2000 г. мир стоял уже на пороге «эры газа».

Всё современное хозяйство построено на использовании энергии угля, нефти и газа — ископаемого топлива, обеспечивающего около 90 % энергетических потребностей человечества.

Экологические проблемы. Загрязнение атмосферы

Основным источником загрязнения приземного слоя атмосферы является сжигание ископаемого топлива для получения тепла или электричества, а также в двигателях автомобилей.

Массу загрязняющих веществ выбрасывают в атмосферу и металлургические предприятия, нефтехимические заводы, предприятия химической промышленности. Практически нет такой отрасли хозяйства, которая не отравляла бы атмосферу.

Для оценки опасности загрязнения воздуха устанавливаются так называемые предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ. Это; показатели, при превышении которых возможны нарушения работы организма человека.

Предельно допустимые концентрации, или сокращённо ПДК, не должны превышаться в атмосфере городов. Однако реально эти нормы в большинстве стран не соблюдаются. Например, в 71 городе России ПДК хотя бы по одному показателю превышены в 10 раз, а в 30 городах зафиксирован наибольший уровень загрязнения.

Только от болезней, связанных с загрязнением воздуха, в мире ежегодно погибает 2,7 млн. человек. В Китае ежегодно от этого умирает более 175 тыс. человек и ещё у 2 млн. возникает хронический бронхит.

Когда стоит безветренная погода, а температура воздуха у поверхности Земли ниже температуры вышележащего слоя воздуха, возникает смог — повышенная концентрация смеси загрязняющих веществ. Именно смог служит причиной многих катастроф, вызывающих смерть и заболевания людей.

Загрязняющие вещества преобразуются в атмосфере под воздействием солнечного излучения и паров воды. Так, например, диоксид серы и оксид азота, соединяясь с водой, образуют мельчайшие капельки серной и азотной кислот. Вместе с осадками они достигают поверхности Земли. Так, во многих районах мира стали выпадать кислотные дожди и снега.

Автомобильное топливо

Основной источник для получения автомобильных топливносмазочных материалов (ТСМ) – нефть. Постоянно растущее число автомобилей «съедает» все больше нефти. Заметим, что в структуре потребления добываемой нефти 25% приходится на автомобильный транспорт.

Нефть — невозобновимый ископаемый природный ресурс, на образование которого природе потребовались сотни миллионов лет. Поэтому важнейшей экологической проблемой является опасность исчерпания нефти при росте производства электроэнергии и числа автомобилей.

Из перегонки нефти получают горюче-смазочные материалы, благодаря которым работают автомобили: бензин, дизельное топливо, керосин.

В двигателях внутреннего сгорания – бензиновых карбюраторных топливом является воздушно – бензиновая смесь, которая приготавливается в карбюраторе и затем принудительно воспламеняется в цилиндрах двигателя.

В двигателях внутреннего сгорания – дизельных топливом является внутреннее смесеобразование топливо (дешевые керосиновые, газойлевые или соляровые фракции прямой перегонки нефти), которое подается непосредственно в цилиндры и самовоспламеняется от сжатого горячего воздуха.

В отличие от бензиновых двигателей, обычно работающих на обогащенной смеси, в которой бензин не может сгореть полностью из-за недостатка кислорода, дизельные двигатели работают на обедненной смеси, что обеспечивает более полное сгорание топлива, приводит к повышению их КПД и уменьшению токсичности выхлопных газов. Главный недостаток дизельных двигателей — их металлоемкость, ограничивающая их установку на легковых автомобилях.

Природный газ - отличное топливо для машин, как вследствие его дешевизны, так и из-за значительного уменьшения загрязнения окружающей среды при его использовании.

Газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси и уменьшению выброса токсичных веществ. Кроме того, такое топливо не смывает смазку цилиндров и тем самым почти в 1,5 раза продлевает жизнь автомобильного двигателя.

Природный газ в качестве автомобильного топлива может использоваться либо в сжатом, либо в сжиженном состоянии.

Во всех автомобилестроительных странах ведется поиск заменителей топлив нефтяного происхождения. Такие топлива получили название альтернативных. Основное сырье для альтернативных моторных топлив — биомасса и природный газ.

Самый распространенный способ получения моторных топлив из растительного сырья — биомассы — является ферментация (брожение), в результате чего получаются спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавки к бензину, но и в чистом виде.

Однако, по данным английских исследователей, использование метанола в качестве горючего для ДВС создает серьезные проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха токсичным метилнитритом, содержащимся в отработанных газах.

Более приемлем с точки зрения охраны природной среды этанол, или этиловый спирт. Его производству особое внимание уделяют в странах, где климатические условия позволяют выращивать сахарсодержащую биомассу в больших количествах. Особенно перспективен для производства этанола сахарный тростник - наиболее быстрорастущая высокоурожайная сельскохозяйственная культура с максимальным содержанием сахара. В настоящее время 20%-я добавка спирта в бензин рассматривается как наиболее эффективная с технико-экономической точки зрения, поскольку в этом случае не нужны модификация или дополнительная регулировка двигателя. Больше всего автомобилей, работающих на бензине с этанолом, в Бразилии, где принята специальная национальная программа по производству этанола.

Топливо спиртовое (на биооснове) — это один из эффективных путей снижения загрязнения воздуха от автотранспорта. В ряде зарубежных стран довольно успешно ведутся поиски альтернативных жидких видов топлива (на биооснове), Так, в Бразилии с 1975 г. налажено производство синтетического спиртового топлива, получаемого из сахарного тростника и маниоки. Это позволяет резко уменьшить выбросы вредных веществ автотранспортом в окружающую среду. Уже в 1990 г. в Бразилии автомобили, работающие на спиртовом топливе, обеспечивали 88% всех пассажирских и грузовых перевозок в стране. В США разработана методика получения спиртового топлива из кукурузы и морских водорослей; во Франции проходит опытная эксплуатация автобусов с новым видом топлива, в которое добавляют 50% рапсового масла.

Что содержат выхлопные газы автомобиля

Оксид углерода СО (угарный газ). Ядовитый газ без цвета и запаха. При вдыхании связывается с гемоглобином крови, вытесняя из нее кислород, в результате наступает кислородное голодание, сказывающееся на центральной нервной системе.

Сернистый газ SО2 с парами воды образует аэрозоли сернистой кислоты, а затем и серной кислоты.

Альдегиды относятся к отравляющим веществам, поражающим внутренние органы человека.

Канцерогенные вещества очень опасны для человека, так накапливаются в организме человека.

Свинцовые соединения – яды, поражающие органы и ткани организма человека.

Сажа. Окрашенность дыма отработанных газов двигателя зависит от содержания частиц сажи – чем больше сажи, тем чернее дым. Как любая мелкая пыль, сажа действует на органы дыхания, но главная опасность заключается в том, что на поверхности частиц сажи адсорбируются канцерогенные вещества.

www.microarticles.ru

Химическое загрязнение атмосферы

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему:

 

ЭКОЛОГИЯ

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

Ученика 9 – Б класса

ОШ №1

Г. Снежное

Корнеева Александра

 

 

2007г.

 

План:

 

1. Химическое загрязнение атмосферы.

1.1. Основные загрязняющие вещества.

1.2. Аэрозольное загрязнение.

1.3. Фотохимический туман (смог).

1.4. Контроль за выбросами в атмосферу (ПД К).

2. Химическое загрязнение природных вод.

2.1. Неорганическое загрязнение.

2.2. Органическое загрязнение.

3. Загрязнение Мирового океана.

3.1. Нефть и нефтепродукты.

 

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

 

Во все времена своего существования человек был неразрывно связан с природой. Но с момента возникновения высокоиндустриального общества человек все больше стал вмешиваться в ее жизнь. На данном этапе это вмешательство грозит полным уничтожением природы. Постоянно расходуются невозобновимые виды сырья, число пахотных земель катастрофически сокращается, потому что они становятся местом строительства новых городов и промышленных предприятий. Человек стал все больше вмешиваться в функционирование биосферы — той части нашей планеты, где как раз и существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом необходимо отметить несколько наиболее важных процессов, каждый из которых ухудшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее сильно отражается на окружающей среде загрязнение продуктами химических преобразований. К ним можно отнести газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Также плохо отражается на атмосфере накопление углекислого газа, количество которого, к сожалению, все увеличивается. Это может привести в самом ближайшем будущем к увеличению среднегодовой температуры на Земле. Продолжается загрязнение Мирового океана нефтью и ее производными, которое охватило уже 1/5 всей поверхности океана.

Такая ситуация может стать причиной нарушения газо- и водообмена между атмосферой и гидросферой. Загрязнение почвы пестицидами и превышение кислотности могут привести к распаду экосистемы. Все эти процессы вызывают негативные изменения в биосфере.

Человек загрязняет атмосферу уже многие тысячелетия, и все же последствия использования огня были совсем невелики. Человеку надо было только примириться с тем, что дым не давал полностью вобрать воздух в легкие, или с тем, что жилища выглядели недостаточно уютно из-за сажи, покрывающей стены. Тепло, которое давал огонь, было нужнее и важнее, чем чистый воздух. В те времена такое загрязнение воздуха не было катастрофическим, потому что люди жили небольшими группками на девственной территории, раскинувшейся на тысячи километров. И даже когда позднее люди сосредоточивались в одном месте, они не могли серьезно влиять на окружающую среду.

Такое равновесие существовало примерно до девятнадцатого века. Промышленность начала развиваться ускоренными темпами, что повлекло за собой усиленное загрязнение окружающей среды. С каждым годом рождались все новые и новые города-миллионеры, появлялись новые изобретения.

Атмосфера загрязняется в результате воздействия трех основных факторов: промышленности, бытовых котельных и транспорта. В зависимости от места расположения доля каждого из трех источников загрязнения сильно колеблется. Однако общепризнанным является тот факт, что промышленное производство стало одним из самых грозных «обидчиков» окружающей среды. Источниками загрязнения становятся теплоэлектростанции, выбрасывающие вместе с дымом в атмосферу сернистый и углекислый газ. Также сюда можно отнести металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка. Сюда же относят и цементные, химические заводы. Вредные газы оказываются в воздухе в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

 

Основные загрязняющие вещества

 

Атмосферные загрязнители можно разделить на первичные, поступающие прямо в атмосферу, и вторичные, которые являются результатом метаморфозы последних. Например, попадающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, взаимодействующего с парами воды, и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком формируются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, возникают и другие вторичные загрязняющие вещества. Основным источником пирогенного загрязнения на планете стали тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% добываемого твердого и жидкого топлива. Основные вредные примеси пирогенного происхождения следующие:

а) оксид углерода. Он возникает при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздухе оказывается в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн.т. Оксид углерода — это соединение, активно реагирующее с составными частями атмосферы, он способствует повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.

б) сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн т в год). Часть соединений серы может выделиться при горении органических остатков в горнорудных отвалах. В США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65% от общемирового выброса.

в) серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции становится аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий наблюдается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны небольшими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС каждый год выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу отдельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса становятся предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие заводы, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями медленно окисляются до серного ангидрида.

д) окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т в год.

е) соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений — фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере наблюдаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

В металлургической индустрии при выплавке чугуна и переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т предельного чугуна выделяется 2,7кг сернистого газа и 4,5кг пылевых частиц, которые состоят из соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

 

Аэрозольное загрязнение

 

Аэрозоли представляют собой твердые или жидкие частицы, которые находятся в воздухе во взвешенном состоянии. Твердые компоненты аэрозолей нередко очень опасны для живых организмов, у людей они порождают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения можно наблюдать в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей формируется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1—5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха в настоящее время являются ТЭС, потребляющие уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе можно найти соединения кремния, кальция и углерода, гораздо реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще более разнообразна органическая пыль, которая включает в себя алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения стали промышленные отвалы — искусственные насыпи из переработанного материала, главным образом вскрышных пород, полученных при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов становятся массовые взрывные работы. Известно, что в результате одного среднего по массе взрыва (250—300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м условного оксида углерода и более 150 т пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка шихты, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов — всегда сопровождаются выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они могут подвергаться различным превращениям, окислению, полимеризации, особенно если начнут взаимодействовать с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. Результатом этих реакций становится появление перекисных соединений, свободных радикалов, соединений углеводородов с оксидами азота и серы, часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях в приземном слое воздуха могут формироваться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей. Обычно это случается, когда в слое воздуха прямо над источниками газопылевой эмиссии происходит инверсия — расположение слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует движению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В итоге вредные выбросы концентрируются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

 

Фотохимический туман (смог)

 

Фотохимический туман — это многокомпонентная смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. Основными компонентами смога являются озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения пер кисной природы, которые в совокупности называются фотооксидантами. Фотохимический смог образуется в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и повышенной не менее суток инверсии. Устойчивая безветренная погода, которая обычно сопровождается инверсиями, нужна для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия возникают чаще в июне—сентябре и реже зимой. Во время продолжительной ясной погоды солнечная радиация становится причиной расщепления молекул диоксида азота и образует оксид азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом образуют озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но этого не случается. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительное количество озона. Начинается циклическая реакция, результатом которой становится постепенное накапливание озона. Этот процесс в ночное время прерывается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере скапливаются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние становятся источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реактивной способностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной систем и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

 

Контроль за выбросами в атмосферу загрязняющих веществ (ПДК)

 

ПДК (предельно допустимые концентрации) — такие концентрации, которые на человека и его потомство не оказывают прямого или косвенного воздействия, не ухудшают его работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, происходит в ГГО — Главной геофизической обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить загрязнение воздуха, измеренные значения концентраций сопоставляют с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и устанавливают число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия — среднеустойчивой ПДК. Загрязнение воздуха несколькими веществами оценивается с помощью комплексного показателя — индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске (окислы азота и серы), Бишкеке (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то формируется очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

 

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД

 

Всякий водоем или водный источник соотнесен с окружающей его внешней средой. На него влияют условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Результатом этих влияний становится привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ — загрязнителей, ухудшающих качество воды. Обычно выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностно-активные вещества, пестициды).

 

Неорганическое загрязнение

 

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод стали многообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них оказывается в воде вследствие человеческой деятельности. Тяжелые металлы впитываются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

К опасным загрязнителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обусловливающие широкий диапазон рН промышленных стоков (1,0—11,0) и способных изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0, тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0—8,5. К основным источникам загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует отнести предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн. т солей. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь, собраны в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью существенно снижает первичную продукцию морских экосистем, сдерживая развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно сосредоточиваются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.

 

Органическое загрязнение

 

Среди попадающих в океан с суши растворимых веществ большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300—380 млн т/год. Сточные воды, которые содержат суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняет также проникновение света в глубь воды и замедляет процесс фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все вещества, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно-активные вещества — жиры, масла, смазочные материалы — образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Возрастающее загрязнение водоемов и водостоков отмечается во всех промышленных странах.

В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может снизиться ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА

 

Нефть и нефтепродукты

 

Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость темно-коричневого цвета и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти — углеводороды (до 98%) — подразделяются на 4 класса.

1. Парафины (алкены) (до 90% от общего состава) — устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде.

2. Циклопарафины (30—60% от общего состава) — насыщенные циклические соединения с 5—6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению.

3. Ароматические углеводороды (20—40% от общего состава) — ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов водорода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молеку лой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен).

4. Олефины (алкены) (до 10% от общего состава) — ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь.

Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. К началу 80-х годов в океан ежегодно поступало около 6 млн. т нефти, что составляло 0,23 % мировой добычи. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод — все это становится причиной наличия постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. В период за 1962—79 годы в результате аварий в морскую среду поступило около 2 млн. т нефти. За последние годы пробурено около 2000 скважин в Мировом океане, из них только в Северном море 1000 и 350 промышленных скважин оборудовано. Из-за незначительных утечек ежегодно теряется 0,1 млн. т нефти. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн. т/год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн. т нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в видеопленки, образуя слои различной мощности. По цвету пленки можно определить ее толщину.

Нефтяная пленка видоизменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 1—10% (280 нм), 60—70% (400 нм). Пленка толщиной 30—40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть формирует эмульсию двух типов: прямую — «нефть в воде» и обратную — «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные из капелек нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефти, которая содержит поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут оставаться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно.

znakka4estva.ru

Глобальное загрязнение атмосферы. Основные источники загрязнения атмосферы в нефтегазовом секторе. Экологические последствия загрязнения атмосферы.

Количество просмотров публикации Глобальное загрязнение атмосферы. Основные источники загрязнения атмосферы в нефтегазовом секторе. Экологические последствия загрязнения атмосферы. - 423

Лекция 5

ЭКОЛОГИЯ и УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ

Газовый состав атмосферы

Земля окружена атмосферой, состоящей из миллиона мельчайших частичек, которая разбивает на миллионы мелких лучей потоки света͵ идущие от Солнца к Земле. Атмосфера играет примерно такую же роль, как стекло в парнике. Она легко пропускает солнечные лучи, нагревающие земную поверхность, и почти полностью задерживает тепло, идущее от Земли в мировое пространство.

В случае если бы не было окружающей Землю воздушной оболочки, то ослепительно яркое солнце стояло бы в совершенно безоблачном черном небе и обжигало растрескавшуюся, сухую землю. Ни капли дождя, ни малейшего дуновения ветра.

Атмосфера оказывает влияние и на колебание температуры на Земле. Зимой в Сибири температура опускается иногда до –60 С, а летом часто поднимается до +30 С тепла. Следовательно, в течении года она колеблется в пределах 90С. Но если бы не было воздушной оболочки Земли, то температура одних суток , а не года, менялось на 200 с лишним градусов – днем, под лучами Солнца, стояла бы сильнейшая жара, (выше +100 С), ночью жесточайший мороз (ниже –100 С). Иначе говоря не было бы никакой жизни на Земле.

Первичная атмосфера Земли состояла из водорода, метана, аммиака, водяных паров и инœертных газов – гелия, неона и др. Размещено на реф.рфК моменту появления жизни на Земле была вторичная атмосфера, состоящая из тех же газов с добавлением к ним сероводорода и углекислого газа, выделившихся из недр земли и растений.

Первичные микроорганизмы постепенно сокращали водород, метан, аммиак, сероводород. Так, серные бактерии окисляли сероводород вулканического происхождения , водородные бактерии – молекулярный атмосферный водород, пурпурные, зелœеные и синœе-зелœеные водоросли усваивали углекислый газ и выделяли в атмосферу кислород.

Изменение газового состава атмосферы и постепенное ее наполнение кислородом положило начало разделœению единого ствола жизни на две ветви – растения и животные.

Нынешний газовый состав атмосферы является результатом многолетней эволюции биосферы, организмы приспособились к нему, и любое изменение соотношения газов сказывается на условиях их жизни.

Естественный атмосферный воздух имеет следующий газовый состав (в процентах): азота – 78.08; кислорода – 20.95; аргона – 0.93; углекислого газа – 0.03; неона, гелия, ксенона, радона и др. Размещено на реф.рф– 0.02. Кроме того в воздухе содержатся во взвешенном состоянии частицы пыли и водяные пары.

Пыль (естественная) нужна для нормального развития природных процессов, протекающих в атмосфере. Аэрозоли служат ядрами конденсации водяных паров, поглощают солнечную радиацию, уменьшают земное излучение, этим защищают поверхность Земли от чрезмерного прогревания и препятствуют излишней теплоотдаче. Пыль, нагреваясь, поднимается вверх и способствует перемещению воздуха.

Человек не может обойтись без воздуха. Без пищи он может жить 5 недель, без воды 5 дней, а без воздуха не более 5 минут.

В среднем за сутки человек через свои легкие пропускает около 25 кг или 10-11 тыс. литров воздуха. Воздух нужен животным и растениям. Овце за сутки нужно 20 тыс. литров, лошади – 86 тыс. л. воздуха.

Чистый воздух нужен и промышленности, особенно для производства вакцин, антибиотиков, полупроводников, точных (прецизионных) приборов.

Приведенный выше газовый состав имеют нижние слои атмосферы, а выше 1000 км атмосфера состоит из гелия и выше 2000 км – из водорода.

Самый нижний прилегающий к земле слой атмосферы принято называть тропосферой, она содержит около 84% атмосферного воздуха и в ней происходят всœе метеорологические процессы: образование облаков и туманов, ветров и ураганов, выпадение дождя и снега.

Верхняя граница тропосферы проходит на полюсах на высоте 6-8 км, на экваторе –16-17 км.

Выше тропосферы до высоты примерно 55 км простирается стратосфера. В ней на высоте 25-35 км имеется озоновый слой. Значению озонового слоя и его защите будет посвящена отдельная лекция.

На высоте 55-75 км находится мезосфера, где преобладает вертикальное движение воздуха и температура снова падает.

Выше 80 км находится ионосфера примерно до высоты 1000-1200 км. Здесь воздух разряжен и не смотря на высокие скорости отдельных молекул, они не нагревают ни обычный термометр, ни человека.

Самое внешнее ажурное покрывало Земли состоит из протонов и принято называть протоносферой, и она постепенно сходит на нет, как бы растворяясь в межпланетном пространстве. Высота протоносферы считается от 1000-1200 до 1500 км.

Строго говоря, и протоносфера не есть граница Земли. В околоземном пространстве к нашей планете непосредственно прилегает радиационный пояс (от 1500 до 60 000 км). Он состоит из протонов и электронов, выброшенных Солнцем и захваченных магнитным полем нашей планеты.

Материальным продолжением Земли может считаться ее гравитационное поле. Тяготение Земли приходится учитывать, по крайней мере, в нескольких десятках километрах от нее, когда космические аппараты отправляются в очередной полет.

Атмосферный воздух относиться к неисчерпаемым природным ресурсам и общая его масса определяется в 500 триллионов т., из них кислорода 105 триллионов тонн. Ежегодное потребление кислорода составляет 10 млрд. т. - ϶ᴛᴏ всœего 0.01% от общей массы. При этом ныне сложившийся газовый состав атмосферы должен быть сохранен, поскольку всœе живые организмы приспособились к нему, и создан на Земле наиболее благоприятный биологический режим.

Источники загрязнения атмосферного воздуха

Загрязнение атмосферного воздуха должна быть естественным (природным) и антропогенным.

Естественное загрязнение пылью, водяными парами и др. Размещено на реф.рфпроисходят в результате природных явлений, как-то: извержение вулканов, испарение морской воды, выветривание горных пород, выдувание почвы, лесные и степные пожары и т.д. Так, к примеру, устойчивые пассатные ветры от декабря до февраля поднимают в воздух пыль Сахары от 60 до 200 млн. тонн и переносят на тысячи километров.

В 1883 ᴦ. при извержении вулкана Кракатау выброшенные частицы держались в воздухе несколько лет и даже достигли берегов Англии.

19.12.1985 ᴦ. в 10 час. утра в ᴦ. Ашхабаде вдруг стало смеркаться, небо окрасилось в оранжевый цвет, а через полчаса в домах пришлось включить свет, потому что город окутала сплошная темнота. В 13 часов небо просветлело, но 15 час. снова всœе повторилось. Над гордом прошел ураган, который нес около 170 тыс т. пыли.

При испарении морской воды в атмосферу попадают соли, при пожарах – много золы и пыли. В воздухе находятся и пыли органического происхождения (бактерии, плесневые грибки и др. Размещено на реф.рфчастицы растительного и животного мира).

К антропогенным источникам загрязнения относятся промышленные и транспортные предприятия, сельскохозяйственные и строительные организации, коммунально-бытовые объекты.

Ориентировочное распределœение количества пыли, образуемой в атмосфере Земли в течении года, по источникам загрязнения следующее:

Источники пылеобразования, количество, млн.т

Морские соли 550

Почвенная пыль 250

Вулканические выбросы 80

Пожарные выбросы 70

При сжигании топлива 30

Выбросы промышленности 15

Выбросы сельского хозяйства 5

Как видно из этих данных, доля антропогенных загрязнений составляют всœего 5%, однако их химический состав очень сложен и опасен для человека и природы. В общем выбросœе промышленности и транспорта удельный вес угарного газа (СО) составляет 31.9%, сернистого газа (SO2) –27, окислы азота (NO2) –1.1%, взвешенные твердые частицы –28.3%

Схема процессов выбросов веществ в атмосферу и трансформации исходных веществ

в продукты с последующим выпадением в виде осадков.

Из промышленных отраслей основными загрязнителями являются тепловые электростанции, черная и цветная металлургия, а также нефтепереработка. Химический состав всœех видов топлива включает в себя углерод, водород, серу, азот и кислород, которые в процессе горения образуют вредные для человека и среды вредные газы и пыли.

Металлургические предприятия выделяют взвеси металлов и их соединœения: меди, желœеза, свинца, цинка, олова, никеля, плавикового шпата͵ криолита͵ глинозема, Угля, сернистого ангидрида и др. Размещено на реф.рфПредприятия машиностроения – пыли и газы, содержащие двуокиси кремния, (литейные цеха), сажу (кузнечные цеха), свинœец, окись углерода. Предприятия нефтепереработки выделяют сероводород. Предприятия химической промышленности выделяют окислы азота.

Автомобильный транспорт в мировом балансе загрязнителœей занимает особое место. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, прежде всœего в крупных городах. Ежегодно автомашины выбрасывают в атмосферу около 280 млн. т окиси углерода, 56 млн.т углеводородов, 28 млн.т. окислов азота и 3 млн. т особенно опасных соединœений свинца (в случае применения этилированного бензина).

Основные загрязнители

Оксид углерода - СО. Бесцветный и не имеющий запаха газ. Воздействует на нервную и сердечнососудистую системы, вызывает удушье. Представляет опасность при содержании более 200-220 мг\куб.м.

Оксиды азота - NO, NO2, N2O5, N2O4. В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота – NO2 – бесцветный, не имеющий запаха ядовитый газ (воздействует на органы дыхания). Особенно опасны в городах, где они, взаимодействуя с углеводами выхлопных газов, образуют фотохимический туман – смоᴦ. При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочки образуют кислоты HNO3 и HNO2, которые приводят к отеку легких.

Диоксид серы – SO2. Бесцветный газ с острым запахом, уже в малых концентрациях (20-30мг\куб.м) создает неприятный привкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательные пути.

Углеводороды (пары бензина, пентан, гексан и др.). Обладают наркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль, головокружение и т.д.

Альдегиды. При длительном воздействии на человека вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей.

Соединœения свинца. В организм через органы дыхания поступает 50% соединœений свинца, под действием которого нарушается синтез гемоглобина, возникают заболевания дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы. В крупных городах содержание свинца в атмосфере достигает 5-38 мкм\ куб.м, что превышает естественный фон в 10 (4) раз.

Атмосферная пыль. В атмосфере постоянно присутствует пыль различного происхождения и химического состава. При неполном сгорании топлива образуется сажа (на 90-95% состоит из углерода), обладающая большой адсорбционной способностью по отношению к тяжелым углеводородам и в т.ч. к бенз(а)пирену, что делает ее весьма опасной для здоровья человека.

Основной экологической и санитарной проблемой остается проблема утилизации попутного газа при добыче нефти. В целом по республике ежегодно сжигается в факелах свыше 30% попутного нефтяного газа. За годы освоения месторождений нефти и газа сожжено в факелах и выброшено в атмосферу миллионы тонн загрязняющих веществ.

Анализ динамики по ингредиентного состава валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу указывает на преобладание углеводородов, которые составляют около 50-60 % от общего объёма выбросов (диоксида серы около 20-30% и окиси углерода 30-40 %). мощностей, что привело к заметному увеличению выбросов.

Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят предприятия нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей - 89%. От общего среднегодового объёма выбросов в атмосферу на твердые вещества приходится 3,85%, на газообразные фракции - 94,15%.

По ингредиентному составу в выбросах газообразных фракций от стационарных источников преобладают диоксид серы (от 7,3% до 32,5%), оксид углерода (от 18,2% до 47%), углеводороды (от 13% до 44%) и оксиды азота (от 5,6% до 18,8%). Выброс прочих соединœений варьирует в пределах от 5,6 до 18,3%.

Крупные нефтегазовые предприятия воздействуют на всœе компоненты окружающей среды — воздух, воду, почву, растительный животный мир и др. Размещено на реф.рфТехнологические цепочки поставки потребителям газа и нефти включают: бурение нефтяных и газовых скважин, добычу нефти и газа, подготовку и переработку нефти, газа и газового конденсата и транспорт их на значительные расстояния.

referatwork.ru

Загрязнение атмосферы.

Понятие глобальных проблем.

Термин «Глобальные проблемы» ныне общеприняты.

Глобальность этих проблем вытекает, следовательно, не из их «повсеместности» и тем больше не из «биологической природы человека».

Глобальные проблемы нашей эпохи - закономерное следствие всей современной глобальной ситуации, сложившийся на земном шаре. Для правильного понимания происхождения, сущности и возможности их решения необходимо видеть в них результат предшествующего всемирно- исторического процесса во всей его объективной противоречивости. Это положение, однако, не следует понимать банально и поверхностно, рассматривая современные глобальные проблемы как просто разросшиеся до планетарных масштабов традиционные в истории человечества локальные либо региональные противоречия, кризисы или бедствия. Глобальные проблемы современности порождены, в конечном счете, именно всепроницающей неравномерностью развития мировой цивилизации.

Глава II.Основные глобальные проблемы.

Разрушение природной среды.

На сегодняшний день самой большой и опасной проблемой является истощение и разрушение природной среды, нарушение внутри нее экологического равновесия в результате растущей и плохо контролируемой деятельностью людей.Исключительный вред приносят производственные и транспортные катастрофы, которые ведут к массовой гибели живых организмов, заражению и загрязнению мирового океана, атмосферы, почвы. Но еще большее негативное воздействие оказывают непрерывные выбросы вредных веществ в окружающую среду

. Во- первых, сильное влияние на здоровье людей, тем более разрушительное, что человечество все сильнее скучивается в городах, где концентрация вредных веществ воздухе , почве, атмосфере, непосредственно в помещениях, а также и в других воздействий (электричество, радиоволны и пр.) очень высоко.

Во- вторых, исчезают многие виды животных и растений, и появляются новые опасные микроорганизмы.

В- третьих, ухудшается ландшафт, плодородные земли превращаются в сваи, реки в сточные канавы, изменяется местами водный режим и климат. Но самой большой опасностью грозит глобальное изменение (потепление) климата, возможное, например, из-за увеличения в атмосфере углекислоты. Это способно привести к таянию ледников. В результате под водой окажутся огромные и густонаселенные районы в разных регионах мира.

Загрязнение атмосферы.

Наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц, либо в виде газов.

Углекислый газ. В результате сжигания топлива, а также производства цемента в атмосферу поступает огромное количество этого газа. Сам этот газ не ядовит.

Угарный газ. Сжигание топлива, которое создает большую часть газообразных, да и аэрозольных загрязнений атмосферы, служит источником другого углеродного соединения – угарного газа. Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может произойти совершенно незаметно.

В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу поступает около 300 миллионов тонн угарного газа.

Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важное значение. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обработки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводород. Более половины углеводородов, производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и других средств транспорта.

Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические последствия. Главные источники сернистого газа – вулканическая деятельность, а также процессы окисления сероводорода и других соединений серы.

Сернистые источники сернистого газа по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас сравнялись с суммарной интенсивностью всех естественных источников.

Аэрозолевые частицы, поступают в атмосферу из естественных источников.

Процессы образования аэрозолей весьма разнообразны. Это, прежде всего раздробление, размельчение и распыление, твердых веществ. В природе такое происхождение имеет минеральная пыль, поднимаемая с поверхности пустынь во время пыльных бурь. Источник атмосферы аэрозолей имеет глобальное значение, так как пустыни занимают около трети поверхности суши, да еще имеется тенденция и увеличенного их доли из- за неразумной, деятельности человека. Минеральная пыль с поверхности пустынь переносится ветром на многие тысячи километров.

Аналогичное проявляется вулканический пепел, попадающий в атмосферу во время извержения происходят сравнительно редко и нерегулярно, вследствие чего этот источник аэрозоля по массе значительно уступает пыльным бурям, его значение весьма велико, так как этот аэрозоль забрасывается в верхними слои атмосферы – в стратосферу. Остается там, в течение нескольких лет, он отражает или поглощает часть солнечной энергии, которая могла бы в его отсутствии достичь поверхности Земли.

Источник аэрозолей является также технологические процессы хозяйственной деятельности людей.

Мощный источник минеральной пыли – промышленности строительных материалов. Добыча и дробление пород в карьерах, их транспортировка, производство цемента, само строительство – все это загрязняет атмосферу минеральными частицами. Мощный источник твердых аэрозолей – горнодобывающая промышленность, в особенности при добыче угля и руды в открытых карьерах.

Аэрозоли попадают в атмосферу при разбрызгивании растворов. Естественный источник таких аэрозолей – океан, поставляющий хлоридные и сульфатные аэрозоли, образуются в результате испарения морских брызг. Еще один мощный механизм образование , аэрозолей – это конденсация веществ во время горения или неполное сгорание из-за недостатка кислорода или низкой температурой горения. Аэрозоли удаляются из атмосферы тремя путями: сухим осаждением под действием тяжести (главный путь для крупных частиц), осаждением на препятствиях и выбыванием осадками. Аэрозоле вые загрязнения воздействуют на погоду и климат. Химические неактивные аэрозоли накапливаются в легких и ведут к повреждениям. Обычный кварцевый песок и другие силикаты – слюды, глины, асбест и т.д. накапливается в легких и проникает в кров, приводит к заболеванию сердечно- сосудистой системы и заболеванию печени.

Загрязнение почвы.

Почти все загрязняющие вещества, которые первоначально попали в атмосферу, в конечном итоге оказываются на поверхности суши и воды. Оседающие аэрозоли могут содержать ядовитые тяжелые металлы – свинец, ртуть, медь, ванадий, кобальт, никель. Обычно они малоподвижны и накапливаются в почве. Но в почву попадают с дождями также кислоты. Соединяясь с ним, металлы могут переходить в растворимые соединения, доступные растениям. В растворимые формы переходят также вещества, постоянно присутствующие в почве, что иногда приводит к гибели растений.

Загрязнение воды.

Использованная человеком вода в конечном счете возвращается в природную среду. Но, кроме испарившейся, это уже не чистая вода, а бытовая, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, обычно не очищенные или очищенные недостаточно. Таким образом, происходит загрязнение пресноводных водоемов – рек, озер, суши и прибрежных участков морей.

Различают три вида загрязнения вод – биологическое, химическое и физическое.

Загрязнение океанов и морей происходит вследствие поступления загрязняющих веществ с речными стоками, их выпадения из атмосферы и, наконец, благодаря деятельности человека.

Особое место в загрязнении океанов занимает загрязнение нефтью и нефтепродуктами. Естественное загрязнение происходит в результате просачивания нефти из нефтеносных слоев, главным образом, на шельфе.

Наибольший вклад в нефтяное загрязнение океана вносят морские перевозки нефти, а также внезапные разливы больших количеств нефти при авариях танкеров.

Похожие статьи:

poznayka.org

Загрязнение атмосферы Земли - это... Что такое Загрязнение атмосферы Земли?

Задымленность аэропорта Шереметьево от лесных пожаров 7 августа 2010 г.

Загрязнение атмосферы Земли — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

Виды загрязнения

По источникам загрязнения выделяют два вида загрязнения атмосферы:

  • естественное
  • искусственное

По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трех видов:

  • физическое — механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы теплого воздуха и т. п.)
  • химическое — загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы
  • биологическое — в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

Источники загрязнения

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

  • Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)
  • Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:
— Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта; — Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении; — Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилом секторе и переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

  • Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т.д.;
  • Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества , способные вступать в химические реакции;
  • Радиоактивные загрязнители.

Основные загрязнители

Окись углерода (СО) — бесцветный газ, не имеющий запаха, известен также под названием «угарный газ». Образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре. При этом 65 % от всех выбросов приходится на транспорт, 21 % — на мелких потребителей и бытовой сектор, а 14 % — на промышленность[источник не указан 588 дней]. При вдыхании угарный газ за счёт имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь.

Двуокись углерода (СО2) — или углекислый газ, — бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.

Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) — бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он, в первую очередь, участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн тонн в год. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем — к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

Оксиды азота (оксид и диоксид азота) — газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO2 объединяются одной общей формулой NOх . При всех процессах горения образуются окислы азота, причем большей частью в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее идет образование окислов азота. Другим источником окислов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 65 млн тонн в год. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55 %, на энергетику — 28 %, на промышленные предприятия — 14 %, на мелких потребителей и бытовой сектор — 3 %.

Озон (О3) — газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

Углеводороды — химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, прoмышленных растворителях и т. д.

Свинец (Pb) — серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т. п. Около 60 % мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80 %) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.

Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяются на следующие 4 класса:

  • механическая пыль — образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;
  • возгоны — образуются в результате объёмной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат;
  • летучая зола — содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется из его минеральных примесей при горении;
  • промышленная сажа — входящий в состав промышленного выброса твёрдый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Основными источниками антропогенных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляющие уголь. Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн тонн в год [2].

См. также

Ссылки

dic.academic.ru

Загрязнение атмосферы

ПЛАН:

1. ВСТУПЛЕНИЕ

2. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

2.1 Основные загрязняющие вещества

2.2 Аэрозольное загрязнение

2.3 Фотохимический туман (смог)

2.4 Контроль за выбросами загрязнений

в атмосферу (ПДК)

3. ЗАГРЯЗНЕИЕ АТМОСФЕРЫ ОТ ПОДВИЖНЫХ

ИСТОЧНИКОВ

3.1 Автотранспорт

3.2 Самолеты

3.3 Шумы

4. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

НА ЧЕЛОВЕКА, РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР

4.1 Оксид углерода

4.2 Диоксид серы и серный ангидрид

4.3 Оксиды азота и некоторые другие вещества

4.4 Влияние радиоактивных веществ на расти-

тельный и животный мир

1. ВСТУПЛЕНИЕ

На всех стадияхсвоего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию.При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 11/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

2. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕИЕ АТМОСФЕРЫ

2.1. Основные загрязняющие вещества

Свой контрольную я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы . Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% 0ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

_ 3а) Оксид углерода . 0. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. 0Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

_ 3б) Сернистый ангидрид. . 0Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса.

_ 3в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу 1десятки миллионов тонн серного ангидрида.

_ 3г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

_ 3д) Окислы азота. .Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.

_ 3е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

_ 3ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т. 0передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. 0сернистого газа и 14,5 кг. 0пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

2.2. Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 11-5 1мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб.км. 0 пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ,МЛН.Т./ГОД

11. Сжигание каменного угля 93,60

12. Выплавка чугуна 20,21

13. Выплавка меди (без очистки) 6,23

mirznanii.com