Общие понятия экологии. Глобальный экологический кризис

Атмосфера регулирует тепловой режим  Земли. Средняя температура Земли  благодаря атмосфере составляет 15^оС, без неё суточные колебания на нашей планете находились бы в пределах. 200°С. Атмосфера формирует климат и погоду на земле, защищает живые организмы от падающих метеоритов, распределяет потоки света. Воздух разбивает солнечные лучи на миллионы мелких лучей, рассеивает их, создаёт равномерное освещение, к которому адаптировано большинство живых организмов. Без атмосферы на земле царила бы тишина, так как воздух является хорошим проводником звуков. Наконец атмосфера влияет на режим рек, почвенно-растительный покров. Воздушные потоки участвуют в формировании ландшафтов.

 

2. Источники и состав загрязнения атмосферы.

 

Под загрязнением понимают привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных физико-химических и биологических веществ, агентов, оказывающих вредные воздействия на природные экосистемы и человека.

Различают естественные и искусственные (антропогенные) источники загрязнения атмосферы. Естественные загрязнения атмосферы происходят при извержении вулканов, выветривании горных пород, пыльных бурях, лесных пожарах (возникающих от ударов молнии), выносе морских солей, испарении болот. В атмосфере постоянно присутствует аэропланктон - бактерии (в том числе и болезнетворные), споры грибов, пыльца растений и др.

Антропогенные загрязнения привносятся  в атмосферу в результате деятельности человека. Они подразделяются на:

1. Биологические загрязнители - отходы производств, связанные с органическими веществами, в том числе бактерии, вирусы;
2. Химические - изменяющие химические свойства среды (химические элементы, кислоты, щелочи);
3. Механические - не взаимодействующие со средой (пыль, сажа, аэрозоль и др.);
4. Физические - тепловые, шумовые, световые, электромагнитные, радиоактивные;
5. Микробиологические - вакцина,   сыворотка, лекарство микробного происхождения.

По агрегатному состоянию все  загрязняющие вещества подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90% от обшей массы выбрасываемых в атмосферу веществ.

 Источники загрязнения атмосферы  приведены на схеме.

 

Природные источники загрязнения  распределены равномерно по поверхности  планеты, и они уравновешены обменом веществ. Настоящую опасность представляют антропогенные источники загрязнения. Они выбрасывают в атмосферу огромное количество отравляющих веществ, и это количество растёт с каждым днём. Источников антропогенного загрязнения атмосферы, вызывающих нарушения экологического равновесия в биосфере, множество. Однако самыми значительными из них являются два: транспорт и индустрия. Тысяча автомобилей с карбюраторным двигателем в день выбрасывают около 3 т угарного газа, 100 кг оксидов азота, 500 кг соединений неполного сгорания бензина.

При сжигании горючих ископаемых (угля, нефти, газа) большая часть содержащейся в них серы превращается в диоксид  серы.

Индустрия является источником поступления  в атмосферу различных загрязнителей. Прежде всего, это диоксид серы, оксиды углерода, аммиак, сероводород, фенол, хлор, углеводороды, сероуглерод, серная кислота, фторсодержащие соединения, аэрозольная пыль, тяжёлые металлы, радиоактивные соединения и многие другие вредные вещества. Помимо выбросов химических веществ, серьёзными загрязнителями атмосферы являются выбросы большого количества водяного пара, шум, электромагнитные излучения, тепловое загрязнение, в том числе выбросы нагретого воздуха.

Особенностью Омской области является высокая концентрация промышленности, вследствие этого город Омск определяет экологическую ситуацию в регионе: 89,4% суммарных выбросов от стационарных источников и 63,5% от автотранспорта принадлежит Омску. В 2002 году сумма выбросов в атмосферу на территории Омской области составила 660 тысяч тонн, в том числе 240 тыс. т (37,0%) от стационарных источников, и 420 тысяч тонн (63,0%) от автотранспорта. Автотранспорт является мощным источником загрязнения приземного слоя атмосферы, поверхностных и подземных вод, почвы. Отработанные газы автомобильного транспорта содержат более 200 токсических веществ. По выбросам от автотранспорта Омск занимает 4 место,  а по валовым выбросам – 3 место после С-П, Москвы и Челябинска.

На первом месте по промышленным выбросам в атмосферу стоят предприятия электроэнергетики (ТЭЦ, котельные) - 58%, далее нефтеперерабатывающие - 25,0%, машиностроительные - 3,6%, химические и нефтехимические - 3,4%.

1. Тепловые электростанции (ТЭЦ) города и котельные выбрасывают в атмосферу угарный и углекислый газ, оксиды серы, азота, меган, пыль, сажу, золу, мышьяк, тяжёлые металлы, сернистый ангидрид, окислы азота и углерода, а также ацетонитрил, метанол, пыль катализаторную и др.

Общее количество источников выбросов ЗВ на предприятиях - 689, из них организованных - 456, оснащено очистными устройствами - 53.

 В 2000 г. таких веществ в атмосферу города поступило более 55,0 тыс. т.

2. Нефтеперерабатывающая промышленность стоит на втором месте после электроэнергетики по количеству загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу г. Омска. Основными загрязнителями воздуха в отрасли являются углеводороды предельного ряда и ароматические.

3. Химическая и нефтехимическая промышленность города представлена такими крупными предприятиями, как ОАО "Омский каучук", ОАО "Омскхимпром", ОАО "Омсктехуглерод". ОАО "Омскшина", цех Омский АО "Уральские самоцветы". ООО "Завод Колорит".

От данных предприятий  в атмосферу поступают такие  загрязняющие вещества, как сернистый ангидрид, оксиды углерода. диоксид азота, углерода, спирты, эфиры, хлорорганическне соединения. Наибольшее количество ЗВ в 1998 г. было выброшено в атмосферу ОАО "Омскшина" - 4.8 тыс. т и ОАО "Омсктехутлерод" -3,1 тыс. т.

4. Машиностроение

Основными источниками загрязнения атмосферы на машиностроительных и металлообрабатывающих предприятиях являются: литейное производство, цеха механической обработки, гальванические, покрасочные, сварочные цеха и участки. Выбросы в атмосферу предприятий характеризуются присутствием в них сернистого ангидрида, окиси углерода различных видов пыли и взвешенных веществ, окислов азота, а также ксилола, толуола, ацетона и др.

 

 Опасные загрязнители атмосферы.

 

Диоксид серы (SO,) (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 S₂ оценивается в 190 млн т в год. Максимальная разовая ПДК для диоксида серы составляет 0,5 мг/м, а среднесуточная — 0,05 мг/м³.

Длительное  воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем - к воспалению или отеку легких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания. Раздражает дыхательные пути, вьпывает спазм бронхов, особенно при повышенной влажности воздуха. Вследствие образования серной и сернистой кислоты нарушаются углеводный и белковый обмены, окислительные процессы в головном мозге, печени, селезёнке, мышцах, снижается содержание витаминов В и С. Доказана зависимость частоты возникновения ОРЗ и хронических неспецифических заболеваний лёгких у взрослых и детей при одновременном воздействии на организм сернистого ангидрида и окиси углерода.

Сероводород бесцветный газ, ядовит, раздражающий дыхательные пути и глаза. Хроническое отравление вызывает катар верхних дыхательны): путей, бронхиты, головные боли, ослабление слуха, общую слабость, расстройство пищеварения, исхудание, малокровие, вегетососудистые нарушения. Выделяется при очистке нефтепродуктов, при разложении белковых веществ.

Окислы  азота поражают альвеолярную ткань, что приводит к отёку лёгких и сложным рефлекторным расстройствам, в крови образуются нитраты и нитриты, которые действуют на артерии, вызывая разрушение сосудов и гипотонию, а также ведут к кислородной недостаточности.

Количество  оксидов азота, поступающих в  атмосферу, составляет 65 млн т 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% .

Аммиак. Высокие концентрации вызывают обильное слезотечение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, рвоту, задержку мочи, резкие расстройства дыхания и кровообращения.

Азот вместе со всей группой инертных газов, разбавляет кислород до такой степени, которая необходима для нормального дыхания человека, без этого жизнь на земле была бы невозможна. Азот при высоком атмосферном давлении оказывает наркотическое воздействие на организм, что проявляется в виде головокружения, провалов в памяти. При нормальном атмосферном давлении повышенное содержание азота вьпывает явления кислородной недостаточности, первые признаки которой наступают при повышении азота до 83%, тяжёлые формы - при 90%, при 93% содержании азота в воздухе наступает смерть.

Углекислый  газ по своему физиологическому действию является возбудителем дыхательного центра, в больших концентраиях оказывает наркотическое воздействие, а также раздражает кожу и слизистые оболочки. При больших концентрациях (10%. 15%) углекислота вызывает смерть от удушья, вследствие резкого снижения кислорода в воздухе. Летальный исход может быть мгновенным при большой концентрации углекислого газа (СО)), которая встречается в заброшенных колодцах, шахтах, подвалах.

Угарный газ - быстродействующий, соединяется с гемоглобином в 200-300 раз быстрее, чем кислород. Вызывает удушье, параличи, при тяжёлых формах наступает смерть. Летальный исход может наступить через несколько минут в непроветриваемом гараже при работе двигателя машин.

Винилхлорид выделяется при нагревании (от +27"С и выше) и при сжигании полиэтиленовых плёнок и пластика. Содержится он в тетропаках. Обладает концерогашьш свойством замедленного действия. Скрытый период может длиться от 10 до 15 лет.

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 (ЛОС). Поскольку к ЛОС относят порядка 260 химических соединений, при образовании озона получаются смеси, состоящие из сотен химических веществ и называемые фотохимическим «смогом».

Асбестовая пыль способствует раковым опухолям и фиброзу легких.

Свинец выделяется с выхлопными газами автомобилей, является ядом замедленного действия. Симптомы: усталость, кишечные колики, бледность кожных покровов, по краям десен появляется тёмная ''свинцовая кайма". Повышенные концентрации вызывают у беременных женщин преждевременные роды, у мужчин - половое бессилие. В целом, свинец, попадая в организм человека, разрушает нервные клетки, вызывает параличи.

Ртуть- ядовитое вещество, содержащееся в отработанных люминесцентных лампах, приборах, промышленных отходах. Разрушает печень, почки, вызывает выкидыши у женщин. Переработкой вышедших из эксплуатации ртутьсодержащих приборов и ламп занимался специальный цех на заводе имени Баранова.

Примышленная  пыль, особенно зола, содержит токсические вещества - мышьяк, ртуть, свинец.

Аэрозоли- это твёрдые или жидкие частицы, находящиеся но взвешенном состоянии в воздухе. Твёрдые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для живых организмов, 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 твёрдых а жидких частиц между собой или водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. Основным источником аэрозольных загрязнений в городе Омске являются ТЭЦ, цементные заводы, сажевый завод, нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия. В своём составе аэрозоли содержат: железо, марганец, цинк, кадмий, свинец, ароматические углеводороды, соли кислот и др. вешества.

Шум - специфический загрязнитель атмосферы. Уровни шума определяются в децибелах. Порог слышимости - 0, шелест листвы - 10. шёпот - 25, акустический шум на селе 30-55. шум в городе - 30-60 - это предельно допустимые нормы. Повышенный и продолжительный шум увеличивает артериальное давление крови, вызывает рост сердечнососудистых заболеваний, снижает работоспособность, приводит к бессоннице.

Радиоактивное загрязнение.

Радиационный фон в городе Омске  на открытой местности в среднем  находится в пределах от 10 до 12 микрорентген/час, в закрытых помещениях до 30 микрорентген/час, что соответствует ПДК по России- Однако в 1990-1992 годах силами Госатомнадзора при проведении мониторинга в городе Омске было обнаружено более 200 аномальных участков, на которых радиационный фон превышал допустимые нормы в тысячу раз. Зонами экологического бедствия были объявлены: 4 разъезд, 14 военный городок, улица Красный пахарь, Авиагоролок, завод керамзитожелезобетонных изделий и ряд других.

Причинами радиоактивного загрязнения на территории Омска являются: утерянные источники гамма-излучения (приборы): несанкционированно использованный металлургический шлак, загрязнённый цезием 137; завезённый для строительства гранитный щебень Айсаринского карьера (Казахстан) с содержанием в нем ураново-рудного материала; склады с минеральными удобрениями, в которых содержатся радионуклиды Ra-226 и К-40.

 

 

4. Последствия загрязнения атмосферы