Загрязнение атмосферы

Содержание

 

1. Атмосфера…………………………………………………………………3
2. Источники загрязнения атмосферы……………………………………...4
3. Меры защиты атмосферы………………………………………………..17
4. Заключение……………………………………………………………….19
5. Литература………………………………………………………………..19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Атмосфера

 Атмосфера — газообразная  оболочка Земли. Это:  атмосферный  воздух; газы,  растворенные  в   поверхностных  и  подземных   водах;  газовая составляющая  почв, а также газы, выделяющиеся  из  горного  массива,  которые  влияют на жизнедеятельность  живых  организмов.  Атмосфера  распространяется над Землей  до  2 000 км;

Функции атмосферы: регулирование  климата Земли; поглощение солнечной  радиации; пропускает тепловое излучение  Солнца;сохраняет тепло; является средой распространения звука; источник кислородного дыхания; формирование  влагооборота,  связанного   с   образованием   облаков   и выпадением осадков; выветривание.

Погода и климат на  Земле  зависят от распределения  тепла,  давления  и  содержания  водяного  пара  в атмосфере. Водяной пар  поглощает солнечную радиацию,  увеличивает  плотность воздуха  и  является  источником  всех   осадков.   Атмосфера   поддерживает различные формы  жизни  на  Земле.  Атмосферные  процессы  тесно  связаны  с процессами, происходящими в литосфере и  в водной оболочке.

Основными газовыми компонентами атмосферы  являются азот (78%), кислород (21%), аргон (0,9%) и углекислый газ (0,03%).

    Атмосфера делится на:

1) Тропосфера  — граница до 10 – 12 км - содержится до 80% всей  влаги, в ней образуются облака  и формируются все виды осадков,  которые являются очистителями  воздуха от примесей.

2) Стратосфера — граница до 55 км от тропосферы - озоновый слой, располагаемый до 40 км, играет очень  большую роль, оберегая все живое  на Земле от ультрафиолетовых  лучей.

3) Мезосфера     — граница  до 85 – 90 км от стратосферы.

4) Термосфера    — граница  до 150 км от мезосферы.

5) Экзосфера     — граница  до 800 – 2 000 км от термосферы.

 

2. Источники загрязнения атмосферы

Различают источники загрязнения  атмосферы: естественные, т.е. обусловленные  природными процессами, и антропогенные, т.е. возникающие в результате хозяйственной  деятельности человечества.

 К естественным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.

 Главный природный процесс  загрязнения приземной атмосферы  – вулканическая активность Земли.  Крупные извержения вулканов  приводят к глобальному и долговременному  загрязнению атмосферы. В высокие  слои атмосферы мгновенно выбрасываются  огромные количества газов, которые  на большой высоте подхватываются  движущимися с высокой скоростью  воздушными потоками и быстро  разносятся по всему земному  шару. При извержении вулканов  происходит тепловое загрязнение  атмосферы. Температура паров  и газов, такая, что они сжигают  все на собственном пути.

Значительно загрязняют атмосферу  большие лесные пожары. Чаще всего  они появляются в засушливые годы.

Пыльные бури появляются в связи  с переносом мощным ветром поднятых с земной поверхности частиц земли. При мощных пыльных бурях в  атмосферный воздух поднимается  до 50 млн т пыли.

         Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т. углекислого газа в  год. К 2000 г. количество углекислого  газа в атмосфере составило  не менее 0,05%.

2. Работа тепловых электростанций - при сжигании высокосернистых  углей в результате выделения  сернистого газа и мазута образуются  кислотные дожди.

3. Выхлопы современных турбореактивных  самолетов с оксидами азота  и газообразными фторуглеводородами  из аэрозолей могут привести  к повреждению озонового слоя  атмосферы.

4. Производственная деятельность.

5. Загрязнение взвешенными частицами  (при измельчении, фасовке и  загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при  сжигании мусора).

6. Выбросы предприятиями различных  газов.

7. Сжигание топлива в факельных  печах, в результате чего образуется  самый массовый загрязнитель  – монооксид углерода.

8. Сжигание топлива в котлах  и двигателях транспортных средств,  сопровождающееся образованием  оксидов азота, которые вызывают  смог.

9. Вентиляционные выбросы (шахтные  стволы).

10. Вентиляционные выбросы с  чрезмерной концентрацией озона  из помещений с установками  высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые  источники и атомные реакторы). В больших количествах озон  является высокотоксичным газом.

  При процессах сгорания топлива  наиболее интенсивное загрязнение  приземного слоя атмосферы происходит  в мегаполисах и крупных городах,  промышленных центрах ввиду широкого  распространения в них автотранспортных  средств, ТЭЦ, котельных и других  энергетических установок, работающих  на угле, мазуте, дизельном топливе,  природном газе и бензине. Вклад  автотранспорта в общее загрязнение  атмосферного воздуха достигает  здесь 40-50 %. Мощным и чрезвычайно  опасным фактором загрязнения  атмосферы являются катастрофы  на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия  в атмосфере. Это связано как  с быстрым разносом радионуклидов  на большие расстояния, так и  с долговременным характером  загрязнения территории.

Высокая опасность химических и  биохимических производств заключается  в потенциальной возможности  аварийных выбросов в атмосферу  чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые  могут вызвать эпидемии среди  населения и животных.

   В настоящее время в  приземной атмосфере находятся  многие десятки тысяч загрязняющих  веществ антропогенного происхождения.  Ввиду продолжающегося роста  промышленного и сельскохозяйственного  производства появляются новые  химические соединения, в том  числе сильно токсичные. Главными  антропогенными загрязнителями  атмосферного воздуха кроме крупнотоннажных  оксидов серы, азота, углерода, пыли  и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения,  техногенные радионуклиды, вирусы  и микробы. Наиболее опасны  широко распространенные в воздушном  бассейне России диоксин, бенз(а)пирен,  фенолы, формальдегид, сероуглерод.  Твердые взвешенные частицы представлены  главным образом сажей, кальцитом,  кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли  специально разработанными методами  обнаружены окислы, сульфаты и  сульфиты, сульфиды тяжелых металлов, а также сплавы и металлы  в самородном виде.

 В Западной Европе приоритет  отдается 28 особо опасным химическим  элементам, соединениям и их  группам. В группу органических  веществ входят акрил, нитрил, бензол, формальдегид, стирол, толуол, винилхлорид, а неорганических  – тяжелые металлы (As, Cd, Cr, Pb, Mn, Hg, Ni, V), газы (угарный газ, сероводород,  оксиды азота и серы, радон,  озон), асбест. Преимущественно токсическое  действие оказывают свинец, кадмий. Интенсивный неприятный запах  имеют сероуглерод, сероводород,  стирол, тетрахлорэтан, толуол. Ореол  воздействия оксидов серы и  азота распространяется на большие  расстояния. Вышеуказанные 28 загрязнителей  воздуха входят в международный  реестр потенциально токсичных  химических веществ.

 Основные загрязнители воздуха  жилых помещений – пыль и  табачный дым, угарный и углекислый  газы, двуокись азота, радон и  тяжелые металлы, инсектициды,  дезодоранты, синтетические моющие  вещества, аэрозоли лекарств, микробы  и бактерии. Японские исследователи  показали, что бронхиальная астма  может быть связана с наличием  в воздухе жилищ домашних клещей.

 Для атмосферы характерна  чрезвычайно высокая динамичность, обусловленная как быстрым перемещением  воздушных масс в латеральном  и вертикальном направлениях, так  и высокими скоростями, разнообразием  протекающих в ней физико-химических реакций. Атмосфера рассматривается как огромный «химический котел», который находится под воздействием многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм человека через органы дыхания.

Оценка и прогноз состояния  приземной атмосферы оценивается  по нормативному подходу - величинами ПДК.

Химическое загрязнение  атмосферы

 Под загрязнением атмосферы  следует понимать изменение ее  состава при поступлении примесей  естественного или антропогенного  происхождения. Вещества-загрязнители  бывают трех видов: газы, пыль  и аэрозоли.

Основными вредными примесями пирогенного  происхождения являются следующие:

а) Оксид углерода. 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 250 млн. т. Оксид  углерода является соединением, активно  реагирующим с составными частями  атмосферы и способствует повышению  температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серо-содержащего  топлива или переработки сернистых  руд (до 70 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 85 процентов  от общемирового выброса.

в) 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. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан гидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают  в атмосферу раздельно или  вместе с 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.

д) Оксиды азота. Основными источниками  выброса являются предприятия, производящие; азотные удобрения, азотную кислоту  и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов 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. Фторосодержащие  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, 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 I т.  предельного чугуна выделяется  кроме 2,7 кг сернистого газа  и 4,5 кг пылевых частиц, определяющих  количество соединений мышьяка,  фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути  и редких металлов, смоляных веществ  и цианистого водорода.