Основные источники и загрязнители атмосферного воздуха населенных мест. Проблема загрязнения атмосферного воздуха

Атмосфера земли является газовой оболочкой планеты. Данная оболочка имеет послойное строение и относительно стабильный газовый состав. Атмосферный воздух включает азот (более 78%), кислород (более 20%) и около 1% других газов, в том числе углекислого газа, неона, аргона, метана, гелия, водорода, т.д. Воздух – это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете.

В настоящее время вследствие хозяйственной деятельности человека происходит интенсивное загрязнение атмосферы. Это искусственное, или антропогенное загрязнение. Также ученые выделяют естественное загрязнение воздушной оболочки в связи с воздействием факторов неживой природы. Понятие «загрязнение атмосферы» подразумевает привнесение в воздух каких-либо не характерных для него химических, физических и биологических веществ, либо повышение их концентрации. Соответственно, загрязнение может быть трех видов: химическое, физическое и биологическое.

Физическое загрязнение включает механическое (твердые частички, пыль), электромагнитное (разные типы электромагнитных волн, включая радиоволны), радиоактивное (изотопы и радиоактивные лучи), тепловое (выбросы теплых воздушных масс, др.), шумовое (шум, низкочастотные колебания воздуха).

Химическое загрязнение подразумевает загрязнение воздуха газообразными летучими веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями воздуха считаются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, диоксид серы, тяжелые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и атмосферная пыль. Из тяжелых металлов наибольшей концентрации в промышленных регионах достигают соединения свинца, меди, цинка, хрома, кадмия.

Биологическое загрязнение атмосферы, в большинстве случаев, микробной природы. Примером может служить загрязнение воздуха спорами и вегетативными формами грибов и бактерий, вирусами, в том числе их продуктами жизнедеятельности.

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон). Интенсивное загрязнение атмосферы обусловлено работой промышленных предприятий черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических комбинатов, строительной индустрии, энергетической и целюлозно-бумажной промышленности. Основные источники загрязнения воздуха – тепловые электростанции, так как от этих предприятий в атмосферу поступает дым с углекислым и сернистым газом. Металлургические заводы выбрасывают в атмосферу сероводород, окиды азота, фтор, хлор, аммиак, соединения фтора, мышьяка, ртути. Цементные и химические предприятия наносят не меньший урон газовой оболочке планеты. Большое количество опасных газов поступают в атмосферу вследствие сжигания топлива для потребностей промышленности и отопления помещений, в результате работы двигателей транспортных средств и при переработке промышленных отходов.

Похожие матери алы:

Рассмотрим основные источники загрязнения атмосферы. В настоящее время выделяют две большие группы: антропогенные и естественные. Для каждой из них характерны свои отличительные особенности и характеристики.

Природные виды

Естественные источники загрязнения атмосферы - это те группы, которые обладают растительной, минеральной или микробиологической природой. Что можно привести в качестве примера? Это пыльца растений, экскременты животных, пыль, продукты извержения вулканов. Влиять на данные источники загрязнения атмосферы у человека нет возможности. Единственное, что в силах человечества, использовать оптимальные методы для снижения негативного воздействия от них на здоровье населения.

Искусственные виды

Антропогенные источники загрязнения атмосферы - это продукты жизнедеятельности человека, попадающие в земную атмосферу. Существует их подразделение на несколько групп, каждая из которых заслуживает детального рассмотрения и изучения.

Транспортные загрязнители

Из-за существенного ухудшения экологической ситуации на нашей планете, необходимо искать альтернативные источники энергии, при сгорании которых не будут выделяться в большом количестве оксиды углерода. Автомобиль - источник загрязнения атмосферы. По результатам социологических исследований выяснено, что в некоторых странах на одну семью приходится 1-2 транспортных средства. Миллионы транспортных средств сегодня передвигаются по улицам крупных городов, а в воздухе возрастает содержание ядовитых выхлопных газов. В российских городах автомобильные выбросы СО/СН в атмосферу давно уже превысили выбросы от работы огромных производственных цехов. Суммарная мощность автомобильных двигателей в нашей стране намного выше установленной мощности всех тепловых электростанций страны. Такие источники загрязнения атмосферы воздуха - серьезная опасность для здоровья населения.

В составе автомобильных выхлопных газов есть множество разных веществ. В них содержатся углеводороды — не сгоревшие или не полностью сгоревшие части топлива, количество которых существенно увеличивается при работе двигателя на малых оборотах.

Серьезную опасность представляют и те промежутки времени, когда автомобиль начинает резко трогаться с места. При нажатии водителем на педаль газа, в атмосферу выделяется в десять раз больше несгоревших химических соединений, чем в процессе деятельности двигателя в стандартном режиме.

Эти искусственные источники загрязнения атмосферы негативно действуют на психическое состояние человека.

Вред от бензинового двигателя

Это особый вид поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором процесс воспламенения воздушной и топливной смеси в цилиндрах происходит в принудительном порядке при помощи электрической искры. В бензиновых двигателях в качестве топлива применяется бензин.

Источником загрязнения атмосферы являются углеводороды, входящие в состав данного вида топлива.

Четырехтактный двигатель — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два полных оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня, именуемых тактами.

Состав выхлопных газов

Рассмотрим подробнее эти источники загрязнения атмосферы. В выхлопных газах двигателя, функционирующего на качественном бензине, содержится около 2,7 % оксида углерода. В случае понижения скорости, такой показатель увеличивается до 3,9 %, а на малых оборотах он достигает 6,9 %. Угарный газ при образовании химических соединений с гемоглобином крови, негативно воздействует на процесс перенос кислорода в разные ткани организма. В составе выхлопных газов присутствуют альдегиды, которые обладают неприятным резким запахом, вызывающих аллергическую реакцию.

Серьезным источником загрязнения атмосферы являются непредельные углеводороды этиленового ряда: гексены, пентены. Эти органические соединения, содержащиеся в выхлопных газах, угнетают центральную нервную систему человека, вызывают приступы агрессии и раздражительности.

Максимальное количество различных смол и сажи образуется в том случае, если в работающем бензиновом двигателе есть серьезные неисправности.

Эти источники загрязнения атмосферы особенно опасны в тот момент, когда водитель, увеличивает работу бензинового двигателя, снижая при этом соотношение воздуха и горючего, пытаясь создать «богатую бензиновую смесь». В таких ситуациях за транспортным средством тянется хвост из дыма, в котором находится существенное количество полициклические углеводороды, например, бензапирен.

Если естественные источники загрязнения атмосферы появляются периодически, то выхлопные газы оказывают постоянное негативное действие на Землю, планомерно разрушая ее атмосферу.

Воздействие СО/СН на атмосферу и здоровье человека

Мы уже определили некоторые источники и последствия. Загрязнение атмосферы приводит к уничтожению зеленых растений, появлению множества генетических болезней. Всему виной выхлопные газы. Остановимся на данном вопросе подробнее.

Ученым удалось выяснить, что при попадании существенного количества выхлопных газов в земную атмосферу, возникают серьезные проблемы с развитием плода в утробе матери, причем и на поздних, и на ранних сроках беременности.

При расположении населенных пунктов вблизи крупных автомобильных трасс, по которым передвигаются транспортные средства с бензиновыми двигателями, у женщин часто рождаются малыши с серьезными отклонениями здоровья.

Американские ученые в ходе исследований выяснили, что выхлопные газы наносят значительный ущерб нейронам, которые воздействуют на функционирование головного мозга, вызывают снижение памяти. Они приводят и к воспалению, которое связано с преждевременным старением и развитием болезни Альцгеймера. Частицы несгоревших углеводородов в выхлопных газах малы по размерам, поэтому они не улавливаются системой фильтрации автомобилей. К сожалению, ученым пока не удалось найти эффективный способ защиты населения от негативного воздействия продуктов сгорания бензинового топлива.

Альтернативные варианты двигателей

Так как основные источники загрязнения атмосферы, рассмотренные выше, являются серьезной угрозой для человечества, ученые долгое время работали над созданием электрического двигателя, не предполагающего использования бензина в процессе своего функционирования. Электрический двигатель представляет собой установку, в которой происходит превращение электрической энергии механическую работу, а также наблюдается выделение тепла. Состоит такая система из двух частей: неподвижного статора, вращающегося ротора.

Многие инженеры именуют электрические двигатели транспортом с нулевым выбросом в атмосферу углекислого газа. Его коэффициент полезного действия достигает 95 % (у бензинового данный показатель не превышает 60 %). Среди преимуществ электрического двигателя выделим незначительные расходы на обслуживание, эксплуатацию таких транспортных средств.

Проанализировав, каковы источники загрязнения атмосферы, как они связаны с составом топлива, можно сделать вывод, что электромобили - оптимальный вариант для экологии.

Нет необходимости ставить в них механические тормоза, а ведь именно при остановке транспортного средства, в атмосферу выделяется значительное количество выхлопных газов.

Экологические аспекты электрического двигателя

При производстве аккумуляторных батарей используют определенные химикаты для их обработки. Например, такие химические источники загрязнения атмосферы, как гексафторид (SF6) в 20 000 раз опаснее для глобального потепления климата, чем углекислый газ. Но данное вещество, применяемое в электрических двигателях, по объему существенно меньше, а потому, электрические двигатели по праву можно считать экологически безопасными видами.

Чтобы понять, какова разница между бензиновыми машинами и электромобилями, проведем сравнительные вычисления.

Так как главные источники загрязнения атмосферы связаны с бензиновым транспортом, предположим, что для передвижения машины на 64 километра необходимо 3,785 литра жидкого топлива. Для прохождения такого пути машиной с электрическим двигателем, потребуется 10 кВт*ч энергии. В процессе сгорания 3,785 л бензина, в земную атмосферу выделяется 8,887 грамма углекислого газа. В ходе выработки альтернативных 10 кВт * ч электрической энергии, включая процесс добычи, производства, передачу и сжигание, образуется 900 г CO 2 для гидроэлектростанций, 550 г для солнечных станций, 150 г для атомной энергетики.

Электромобили не оказывают негативного воздействия на нервную систему человека, не мешают живым организмам полноценно дышать, радоваться чистому воздуху.

При продумывании технологий переработки использованных электрических батарей, такие типы двигателей станут оптимальным вариантом для улучшения экологической ситуации на Земле.

Производственные выбросы

Анализируя основные источники загрязнения атмосферы, необходимо остановиться и на разнообразных технологических процессах, необходимых для обеспечения населения химическими средствами, одеждой, продуктами питания, бытовыми приборами, тепловой энергией. В настоящее время доля промышленных выбросов в атмосферу снижается, так как на крупных предприятиях устанавливаются эффективные газоулавливающие установки. В нашей стране промышленные выбросы в атмосферу регулируются на законодательной основе, что также способствует снижению вредных химических выбросов.

Бытовые загрязнители

В эту группу включают соединения, которые формируются при переработке разнообразных бытовых отходов, а также попадают в земную атмосферу в процессах сгорания. Их доля в объеме намного меньше выбросов от транспорта, функционирования промышленных предприятий.

Варианты классификации

Если школьникам предлагается вопрос: «Назовите источники загрязнения атмосферы», они, отвечая на него, пользуются подразделением таких веществ на несколько групп. Рассмотрим некоторые из критериев, используемых для подобной классификации:

1. По составу. Выделяют механические примеси, такие как пыль, получаемую в процессе сгорания твердотопливных соединений, изготовлении цемента. Сюда же включается сажа, компоненты шин, трущихся о дорожное покрытие.
2. Химические загрязнители, находящиеся в газообразном либо твердом состоянии, способствуют протеканию процессов, продукты которых негативно воздействуют на атмосферу. Среди них: аммиак, оксиды азота, диоксид серы, альдегиды, кетоны.
3. К радиоактивным источникам относят изотопы и радиацию.
4. Биологические загрязнители воздушной оболочки - это грибковые, микробные, вирусные организмы.

Заключение

В настоящее время земная атмосфера подвергается атакам со стороны разнообразных загрязнителей. По своей природе они могут быть естественного, искусственного происхождения. Остановимся на процессах, связанных с извержением вулканов. В земных недрах осуществляются процессы, результатом которых становится образование разнообразных соединений органической и неорганической природы.

Во время извержения вулкана, помимо пыли и иных твердых компонентов, в атмосферу попадает множество соединений: сероводород, оксиды серы, сульфаты. Эти загрязнители не предсказуемы, а потому, человек не может воздействовать на них.

В последнее время вопросам, касающимся снижения негативных выбросов в земную атмосферу, уделяется особое внимание во всем мире. Существует множество международных организаций, основной целью деятельности которых является поиск оптимальных методов и средств защиты флоры и фауны от химических, промышленных, естественных загрязнений.

Среди тех эффективных мер, которые позитивно отражаются на снижении выбросов угарного газа, соединений серы, азота, можно назвать постепенный переход на качественное топливо, а также частичный отказ от бензиновых двигателей. Многие крупные автомобильные концерны разрабатывают электрические и водородные двигатели, при работе которых не выделяются в атмосферу вредные химические вещества.

В процессе производственной деятельности человека различные природ­ные вещества подвергаются обработке с образованием разнообразных загряз­нителей атмосферного воздуха.

Рассмотрим основные источники загрязнения воздуха населенных мест и образуемые ими загрязнители.

Дадим краткую характеристику наиболее распространенных и важных за­грязнителей атмосферного воздуха населенных мест:

Пыль

Пыль представляет собой смесь различных по величине твердых частиц. При любом пылевом загрязнении пыль может быть природной или же из вы­бросов предприятий. В зависимости от компонентов пыль может быть свин­цовой, кремниевой и тд.

Пыль может вызывать атрофические заболевания, заболевания легких - силикозы (вызываются пылью, содержащей двуокись кремния), гнойничковые заболевания кожи, заболевания глаз (конъюнктивиты и др.), снижение имму­нитета и др.

Сажа

Сажа содержит большое количество канцерогенных веществ. Истори­чески известна так называемая болезнь трубочистов - рак кожи. Это объяс­няется тем, что такой компонент сажи как 3,4-бензпирен является сильным канцерогеном.

3. Сернистый газ (диоксид серы, сернистый ангидрид) S0 2 ,

Образуется при сгорании любого вида топлива. Особенно много серни­стого газа образуется при сгорании каменного угля. Сернистый ангидрид ток­сичен. Во влажном воздухе сернистый ангидрид присоединяет воду с образо­ванием сернистой кислоты. Из сернистой кислоты образуется серная кисло­та. Серная кислота воздействует на слизистые оболочки (дыхательной систе­мы, ЖКТ), разрушает их, что способствует возникновению инфекционных заболеваний. Кроме того большое количество сернистого газа в воздухе мо­жет приводить к нарушению окислительно-восстановительных процессов, ферментативной активности, нарушению высшей нервной деятельности и др. Сернистый газ губительно действует на зеленые растения.

Оксиды азота

Всегда выделяются при сгорании топлива (особенно автомобильного) и получении азотистой кислоты Т.е. наибольшее количество оксидов азота в воздухе отмечается в районах химических комбинатов и автомагистралей.

Из оксидов азота может образовываться азотная кислота, которая небла­гоприятно воздействуют на дыхательные пути, миокард. Изменения со сторо­ны миокарда бывают значительно выражены даже при небольших концен­трациях азотной кислоты и ее солей. Высокая концентрация оксидов азота в атмосфере часто бывает причиной кислотных дождей (с рН до 4 и ниже). Высокая кислотность дождей снижает урожайность. Выпадая у озер, ки­слотные дожди повышают кислотность озерной воды, вызывает уменьшение количества ценных сортов рыбы и др.

Угарный газ (СО)

Образуется при сгорании любого топлива, при работе автомобильных двигателей. Угарный газ может быть причиной острого отравления.

Попадая в кровь, угарный газ образует комплекс с гемоглобином - карбоксигемоглобин. Сродство СО к гемоглобину в сотни раз выше чем у ки­слорода. Из-за связывания гемоглобина угарным газом возникает гипоксия в связи с нарушением транспорта кислорода кровью. При связывании полови­ны всего гемоглобина крови угарным газом (при 50 % карбоксигемоглобина от всего количества гемоглобина) происходит тяжелое отравление с возмож­ным летальным исходом.

Существует возможность хронического отравления угарным газом, свя­занного с постоянным вдыханием его в повышенных концентрациях и посто­янным присутствием в крови карбоксигемоглобина (у курильщиков, инспек торов ГАИ, ре1улировщиков). При этом могут возникать астеновегетативный синдром, бессонница, головные боли, ухудшение памяти, снижение быст­роты рефлекторных реакций и др.

Самоочищение атмосферы - частичное или полное восстановление естественного состава атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов. Дождь и снег промывают атмосферу благодаря своим абсорбционным способностям, удаляя из нее пыль и растворимые в воде вещества. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, который окисляет органические примеси (роль зеленых растений в самоочищении атмосферы от углекислого газа вообще исключительна - почти весь свободный атмосферный кислород имеет биогенное происхождение, т. е. около 30 % его выделяют зеленые растения суши, а 70 % кислорода высвобождают водоросли Мирового океана). Ультрафиолетовые лучи солнца убивают микроорганизмы. Природный потенциал самоочищения атмосферы во многом обусловлен такими природно-климатических условиями, как особенности подстилающей поверхности (растительность, рельеф), температурный режим, количество выпадающих осадков, циркуляционные процессы в атмосфере и др. Очень сильное влияние на самоочищение воздуха оказывают циркуляционные процессы в атмосфере. Например: господствующие в условиях антициклональной погоды нисходящие потоки воздуха приводят к накоплению загрязняющих веществ в приземных слоях атмосферы. Поэтому при одинаковом количестве поступающих веществ загрязнение воздушной среды будет значительно больше (соответственно, потенциал самоочищения ниже) в районах с преимущественно антициклональным режимом погоды и меньше там, где преобладает циклоническая деятельность. Способность атмосферы к самоочищению зависит также от величины ПЗА (потенциала загрязнения атмосферы). Чем ниже значение ПЗА, тем способность к самоочищению у атмосферы выше. Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) – широко используемая на практике косвенная характеристика рассеивающих способностей атмосферы. Эта величина представляет собой отношение гипотетических среднегодовых (среднесезонных) приземных концентраций примесей от антропогенных источников в данной точке пространства к аналогичным значениям концентрации от таких же источников в некотором «эталонном» районе, где рассеяние примеси принимается наилучшим, а концентрации, соответственно, минимальными.
Такая характеристика как ПЗА удобна в том отношении, что не требует сведений непосредственно об измеренных значениях концентрации или источниках загрязнения, а предполагает известными лишь такие климатические характеристики как вероятности слабого ветра (менее 1 м/с), приземных инверсий температуры и туманов

Меры по охране атмосферного воздуха от загрязнений.

1) Технологические мероприятия. Заключаются в совершенствовании технологий с целью уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу. К технологическим мероприятиям можно осуществлять по следующим на­правлениям:

5. Замена токсичных веществ, использующихся в производствен­ном цикле, на менее токсичные.

6. Замена сухих методов работы мокрыми.

7. Герметизация и автоматизация производственного процесса.

8. Создание замкнутых технологических циклов, безотходных про­изводств и тд.

2) Санитарно-технические мероприятия - организация очистки промышленных выбросов на очистных сооружениях. Очистка может осуществляться следующими методами:

1. Использование сухих механических, пылеулавливателей (пылеотстойная камера, циклон и др.)

4. Использование фильтров (матерчатые, бумажные, масляные фильтры, электрофильтры и др)

5. Мокрая газоочистка (гравийный фильтр, полый скруббер) и дру­гие методы.

3) Планировочные мероприятия. Заключаются в правильном взаимо­расположении промышленных и жилых зон.

1. Удаление жилых и промышленных зон друг от друга с созданием санитарно-защитных зон (разрывов), которые лучше озеленять газоустойчивыми растениями. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от предприятия и обычно составляет от 50 до 1000 мет­ров.

2. Взаимное расположение предприятий и жилых зон с учетом на­правления преобладающих ветров. 4) Установление предельно допустимых концентраций (ПДК).

ПДК - это максимальная концентрация, в которой допускается нахожде­ние вещества в атмосферном воздухе.

13. Вода как фактор здоровья человека. Неинфекционные заболевания, связанные с микроэлементарным и солевым составом воды. Профилактика эндемических заболеваний связанных с недостатком или избытком микроэлементов.

Вода играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и растительного мира, и природы в целом. Дееспособность всех живых клеток связана с присутствием воды. Рассматривая значение воды для человека, мы находим, что его организм – это совокупность водных растворов, коллоидов, суспензий и других сложных по составу водных систем. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности (шлаки). Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек может дышать абсолютно сухим воздухом, но не долго) Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день

Вода играет исключительно важную роль в организме человека:

Является средой, в которой протекают все физико-химические про­цессы.

Участвует в процессах окисления, гидролиза и др.

Необходима для растворения различных веществ в организме.

Выполняет транспортную, выделительную функцию.

Участвует в терморегуляции.

При обычной температуре и влажности воздуха суточный водный баланс здорового взрослого человека составляет примерно 2,2-2,8 л. Выделение воды осуществляется следующими путями:

С мочой - 1,5 л

С потом - 400-600 мл

С выдыхаемым воздухом - 350-400 мл

С калом - 100-150 мл

Эти потери воды компенсируются:

Человек в сутки выпивает примерно 1,5 л воды

Получает с пищей - 600-900 мл

В результате окислительных процессов в организме в сутки обра­зуется 300-400 мл воды.

Естественно, что суточный объем потребления и выделения воды может достаточно широко варьировать в зависимости от температуры окружающей среды, от интенсивности физической работы, привычек конкретного человека и тд.

Потребность в воде субъективно выражается в чувстве жажды, кото­рое возникает при недостаточном поступлении воды в организм.

Гигиеническое значение воды.

Кроме удовлетворения физиологической потребности вода нужна че­ловеку для санитарно-гигиенических, бытовых нужд. С этой точки зре­ния вода необходима для:

1) Личной гигиены человека (поддержания чистоты тела, одежды и тд).

2) Приготовления пищи.

3) Поддержания чистоты в жилищах, общественных зданиях, осо­бенно в лечебных учреждениях.

4) Централизованного отопления.

5) Поливки улиц и зеленых насаждений.

6) Организации массовых оздоровительных мероприятий (плавательных бассейнов)

Кроме того необходимо отметить, что вода в большом количестве потребляется в промышленности.

Природные воды довольно сильно различаются по степени минерализа­ции и химическому составу. Степень минерализации воды зависит от величи­ны сухого остатка.

Сухой остаток - это количество растворенных солей (в мг), содержа­щихся в 1 л воды. В нормальной питьевой воде содержится 500-600 мг/л со­лей.

Если минерализация воды резко повышена (более 1000 мг/л) или пони­жена (менее 100 мг/л), то такая вода не может полностью удовлетворить питьевые потребности человека, так как в значительной степени вызывает нарушения водно-солевого обмена. Вода с повышенной минерализацией мо­жет иметь неприятный вкус, ухудщать секрецию и усиливать моторику жлуд-ка и кишечника (послабляющее действие), отрицательно влиять на усвоение пищевых веществ, вызывать другие диспептические явления.

Здравствуйте, мои дорогие школьники! Приветствую вас на страницах блога «ШколаЛа».

Сегодня в рубрике «Проекты» важная тема, посвящённая проблеме современности. Загрязнение воздуха – глобальный вопрос, с которым пришлось столкнуться человечеству. Кто виноват в том, что за последние 200 лет уровень концентрации вредных веществ возрос на 30 процентов, а загрязнение окружающей среды привело к нарушению экологии и изменению климата на планете? Можно ли остановить этот процесс и как защитить нашу Землю?

Будем разбираться.

План урока:

Почему и от чего загрязняется атмосфера?

Загрязнение атмосферного воздуха – попадание в него химических, физических и биологических веществ, которые оказывают влияние на качество атмосферы. Это основная причина изменения естественного состояния окружающей среды. Происходит загрязнение воздуха из-за природных процессов, но больше всего в результате деятельности человека. Поэтому источники вредных выбросов делят на:

• естественные, исходящие от самой природы, и
• искусственные, порождаемые человеком.

У природных источников минеральное или растительное происхождение.

Вулканы

При их извержении в воздух выбрасывается огромное количество газов, твёрдых частиц и пепла, водные пары и пыль, которые держатся в атмосферных слоях на протяжении нескольких лет.

Факты. В 1883 году при извержении вулкана Кракатау в воздух поднялась чёрная туча высотой 27 километров, на 80 километров ввысь было выброшено 150 миллиардов пыли и пепла. Газы, песок и пыль развеялись на расстояние в 827000 километров.

Лесные и торфяные пожары

Дым от горения лесов загрязняет атмосферный воздух и распространяется на большие площади. Гарь от торфяников наполняет воздух мелкими взвешенными частицами.

Факты. В 2010 году по причине торфяных пожаров в столице России сложилась чрезвычайная экологическая ситуация. Предельно допустимые нормы загрязняющих веществ были превышены в десятки раз. Жители Москвы из-за смога не могли свободно дышать и пользовались респираторами и противогазами. Многие были вынуждены покинуть город.

Пыльные бури

Они бывают при сильном ветре, который поднимает с земли и переносит на далёкие расстояния обломки горных пород. Смерчи и ураганы засоряют атмосферный воздух тоннами пыли.

Факты. В 1928 году в Украине мощный ветер поднял вверх 15 миллионов тонн чернозёма и перенёс его на высоте 750 метров на запад. Слой земли осел в Прикарпатье, Румынию и Польшуна площади 6 миллионов квадратных километров.

Искусственные загрязнители атмосферного воздуха – наиболее опасные. Они могут быть твёрдые, жидкие и газообразные.

Бытовые отходы

Появляются при сжигании топлива в помещениях, например, при приготовлении пищи, дым от печного отопления, а также то, что осталось от потребления человеком, проще говоря, бытового мусора.

Производственные

Получаются в результате работы промышленности и представляют собой выбросы от технологических процессов. Особо опасными из них являются радиоактивные вещества, источниками которых служат взрывы атомных бомб, работа предприятий, где используются радиоактивные компоненты, атомные станции и реакторы.

Транспортные

Источниками таких загрязнителей являются автомобили, воздушные и морские суда, поезда.

Факты. В 1900 году в мире было всего 11 тысяч автомобилей, в 1950 их стало 48 миллионов, к 1980 годуколичество увеличилось до 330 миллионов, а сегодня их насчитывается порядка 500 миллионов. В отработанных машинами газах содержится примерно 280 вредных для атмосферного воздуха компонентов.

Чем загрязняется воздух?

Учёные выделили основные загрязнители атмосферного воздуха, которые больше всего негативно влияют на здоровье человека.

Оксид углерода

Газ без цвета и запаха, который ещё называется «угарный». Он образуется при неполном сгорании топлива при нехватке кислорода и низкой температуре окружающей среды. При попадании в организм человека он блокирует поступление кислорода в кровь. Это одна из причин частых отравлений человека, приводящая к потере сознания и смерти.

Углекислый газ

Выделяемый нами при дыхании газ не имеет цвета, но у него кисловатый запах. Его избыточное содержание в воздухе, которым мы дышим, приводит к головным болям, депрессии и слабости.

Диоксид серы

Бесцветный газ с резким запахом, получается при горении серосодержащего топлива, например, угля. Долгое воздействие его на человека приводит к потере вкуса, затруднению дыхания, нарушению работы сердца и отёку лёгких.

Оксиды азота

Образуются при горении, например, при работе автомобилей и теплостанций, а также получаются в процессе деятельности предприятий, которые производят азотные удобрения, кислоту и красители. Превышение допустимых норм этого газа может приводить к заболеваниям дыхательных путей и органов зрения.

Озон

Считается наиболее токсичным из всех газообразных загрязнителей. Он образуется от фотохимических процессов и содержится в выбросах промышленности, транспорта и химических растворителях. Длительное воздействие озона на человека приводит к болезням лёгких.

Свинец

Токсичный серебристый металл применяется для производства красок, в типографии и при изготовлении боеприпасов. Основным источником свинца служат выхлопные газы. Накопление свинца в организме приводит к нарушению умственной деятельности, влияет на печень, почки и костную систему.

Факты. Россия занимает прочные позиции среди стран с плохой экологией. Лишь в 15 городах атмосферный воздух соответствует установленным нормам. 125 российских городов фиксируют превышение уровня концентрации вредных веществ в 5-10 раз. Среди самых загрязнённых городов Магнитогорск, Череповец, Челябинск, есть здесь и Москва, и Санкт-Петербург, а вот Норильск стоит в одном ряду с мировыми грязнушками Мехико, Каиром и Лос-Анжелесом. Основной источник загрязнения в России – промышленность.

Как помочь природе?

Деятельность человека приводит к непоправимым последствиям для жизни планеты. Ежегодно в воздух поступаетдо 20 миллиардов тонн углекислого газа. А он относится к парниковым. Повышение количества парниковых газов и аэрозолей разогревает нижний слой атмосферы и влечёт за собой изменение температуры в Мировом океане, нарушает циркуляцию.

Повышение температуры может привести к таянию льдов, что поднимет уровень воды и постепенно покроет небольшие участки суши. Из-за смещения климатических зон возможны наводнения, засухи и пыльные бури. В числе экологических последствий – кислотные дожди, которые получаются из-за выбросов кислотных оксидов.

Факты. Самый чистый воздух сегодня на Синайском полуострове в Египте. В списке благоприятных районов Антарктида, Чилийская Патагония, бразильский город Наталь. А вот в Китае атмосферным воздухом дышать с каждым годом всё труднее. Большие города утопают в смоге. Среди грязных стран Пакистан, Иран, Индия и Катар. Когда-то в Японии было плохо с чистым воздухом, и в 70-х годах там появились кислородные бары, где можно было подышать чистым кислородом. А вот в грязные города Китая возят чистый канадский горный воздух в баллонах по 7,7 литра. Стоит частичка свежести 15 долларов и хватает её на 15 вдохов.

Охрана окружающей среды включает в себя меры по защите природы.

• Использование экологических видов энергии — солнечной, ветровой и геотермальной.
• Озеленение. Все растения активно поглощают углекислый газ, выделяя обратно кислород. Некоторые комнатные цветы, например, герань, фикус и аспарагус являются биологическими фильтрами, поглощая частицы тяжёлых металлов и токсины.
• Регулирование выхлопов. Для этого устанавливают специальное оборудование в механизмы машин и разрабатывают экологически чистое топливо. Кроме того, машиностроение постепенно переходит на электромобили.
• Защитные фильтры. Для очистки выпускаемых в воздух отходов от деятельности промышленности на предприятиях устанавливаются современные очистные системы.
• Юридические документы. Принимаемые международными организациями документы регулируют вредные выбросы в процессе деятельности предприятий. Уплачиваемые организациями деньги идут на мероприятия по преодолению последствий глобального потепления.

Если на природные явления мы можем оказать лишь небольшое влияние, то снизить воздействие человека на загрязнение окружающей среды – наша с вами прямая обязанность. Давайте будем беречь природу и постараемся не допустить того, что вы увидете на видео ниже.

Надеюсь, информация оказалась для вас полезной. А также рекомендую заглянуть еще и , чтобы узнать, когда отмечается Всемирный день охраны окружающей среды.

На этом с вами прощаюсь. До новых встреч на интересных проектах.

Евгения Климкович.

Огромное число вредных веществ находится в воздухе, которым мы дышим. Это и твердые частицы, например частицы сажи, асбеста, свинца, и взвешенные жидкие капельки углеводородов и серной кислоты, и газы, такие, как оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы. Все эти загрязнения, находящиеся в воздухе, оказывают биологическое воздействие на организм человека: затрудняется дыхание, осложняется и может принять опасный характер течение сердечно-сосудистых заболеваний. Под действием одних содержащихся в воздухе загрязнителей (например, диоксида серы и углерода) подвергаются коррозии различные строительные материалы, в том числе известняк и металлы. Кроме того, может измениться облик местности, поскольку растения также чувствительны к загрязнению воздуха.

Смог (от англ. smoke – дым и fog – туман), нарушающий нормальное состояние воздуха многих городов, возникает в результате реакции между содержащимися в воздухе углеводородами и оксидами азота, находящимися в выхлопных газах автомобилей.

К основным загрязнителям атмосферы, которых, по данным ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде), ежегодно выделяется до 25 млрд т, относят:

Диоксид серы и частицы пыли – 200 млн т/год;

Оксиды азота (NxOy) – 60 млн т/год;

Оксиды углерода (СО и СО2) – 8000 млн т/год;

Углеводороды (СxНу) – 80 млн т/год.

Оксид серы IV SO2. При растворении в воде образует кислотные дожди: Н2О + SO2 = H2SO3. Выделяется в атмосферу в основном в результате работы теплоэлектростанций (ТЭС) при сжигании бурого угля и мазута, а так же серосодержащих руд - PbS, ZnS, Cus, NiS, MnS и т.д.

Россия входит в конвенцию по SO 2 и участвует во всех процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы – триоксид серы – серная кислота. Используя оксиды серы как вторичное сырье, человечество для производства такого необходимого ему во многих отраслях промышленности продукта, как серная кислота, перестанет извлекать из недр ограниченные запасы серы.

Даже при среднем содержании оксидов серы в воздухе порядка 100 мкг на кубометр, что нередко имеет место в городах, растения приобретают желтоватый оттенок. Отмечено, что заболевания дыхательных путей, например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе.

Разработано большое число методов для улавливания двуокиси серы из отходящих дымовых газов. Весьма привлекательными оказались скрубберные установки, дающие отходы в виде продуктов, имеющих спрос на рынке: один из таких скрубберов производит серу высокой чистоты, другой – разбавленную серную кислоту. Последнюю невыгодно перевозить на большие расстояния, но высокочистая сера, которая находит применение при производстве лекарственных препаратов, промышленных реагентов, удобрений в развитых странах привлекает и потребителей из-за рубежа.

В России пока удалось решить эту проблему на большей части европейской территории. В азиатской части, где трудно решить вопросы с транспортировкой серной кислоты, например, огромные массы SO 2 комбината «Норильский никель», которые выбрасывают высокие (до 100 м) трубы, достигают Канады через Северный полюс. Эта проблема в разных регионах России требует срочного решения. В Москве, например, на единственном нефтеперерабатывающем заводе в Капотне с 1997 г. запрещено использовать серосодержащие нефтепродукты.

Оксиды азота (NxOy). В природе оксиды азота образуются при лесных пожарах. Высокие концентрации оксидов азота в городах и окрестностях промышленных предприятий связаны с деятельностью человека. В значительном количестве оксиды азота выделяют ТЭС и двигатели внутреннего сгорания. Выделяются оксиды азота и при травлении металлов азотной кислотой. Производство взрывчатых веществ и азотной кислоты – еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу.

Загрязняют атмосферу:

· N 2 O – оксид азота I (веселящий газ), обладает наркотическими свойствами, используется при хирургических операциях;

· NO – оксид азота II, действует на нервную систему человека, вызывает паралич и судороги, связывает гемоглобин крови и вызывает кислородное голодание;

· NO 2 , N 2 O 4 – оксиды азота V (N 2 О 4 = 2NО 2), при взаимодействии с водой образуют азотную кислоту 4NO 2 + 2Н 2 О + О 2 = 4HNО 3 . Вызывают поражение дыхательных путей и отек легких.

Уровни фотохимического загрязнения воздуха тесно связаны с режимом движения автотранспорта. В период высокой интенсивности движения утром и вечером отмечается пик выбросов в атмосферу оксидов азота и углеводородов. Именно эти соединения, вступая в реакции друг с другом, обусловливают фотохимическое загрязнение воздуха.

Оксид углерода II (СО). Концентрация оксида углерода II в городском воздухе больше, чем любого другого загрязнителя. Однако поскольку этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его. Самый крупный источник оксида углерода в городах – автотранспорт.

Оксид углерода IV (СО 2). Влияние углекислого газа (СО 2) связано с его способностью поглощать инфракрасное излучение (ИК) в диапазоне длин волн от 700 до 1400 нм. Земля, как известно, получает практически всю свою энергию от Солнца в лучах видимого участка спектра (от 400 до 700 нм), а отражает в виде длинноволнового ИК-излучения.

Механизмом вывода углекислого газа из атмосферы является поглощение его в результате фотосинтеза растений, а также связывание его в океанских водах по реакции: СО 2 +Н 2 О+ Са 2+ = =СаСО 3 +2Н + .

Пыль. Причины основных выбросов пыли в атмосферу – это пыльные бури, эрозия почв, вулканы, морские брызги. Около 15– 20% общего количества пыли и аэрозолей в атмосфере – дело рук человека: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство. Промышленная пыль часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).

Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли. Например, так называемые смоги в очень населенных южных городах (Мехико – 22 млн жителей и др.) снижают прозрачность атмосферы в 2–5 раз.

Озон (О 3). Наиболее распространенной количественной оценкой состояния озона в атмосфере является толщина озонного слоя Х – это толщина слоя озона, приведенного к нормальным условиям, которая в зависимости от сезона, широты и долготы колеблется от 2,5 до 5 относительных мм. Области с уменьшенным содержанием на 40–50% озона в атмосфере называют «озоновыми дырами».

Около 90% озона находится в стратосфере. Долгое время считалось, что основной причиной истощения озонного слоя являются полеты космических кораблей и сверхзвуковых самолетов, а также извержения вулканов и другие природные явления.

Разрушительное действие хлорфторуглеродных соединений (ХФУ) на стратосферный озон было открыто в 1974 г. американскими учеными – специалистами в области химии атмосферы Ш. Роулендом и М. Молина (в 1996 г. за открытия в этой области им присуждена Нобелевская премия). С тех пор не раз предпринимались попытки ограничить выброс ХФУ в атмосферу, и тем не менее сейчас во всем мире ежегодно производится около миллиона тонн газообразных веществ, способных разрушить озонный слой.

ХФУ, часто встречающиеся в быту и в промышленном производстве, – это пропелленты в аэрозольных упаковках, хладоагенты (фреоны) в холодильниках и кондиционерах. Они применяются и при производстве вспененного полиуретана, и при чистке электронной техники.

Постепенно ХФУ поднимаются в верхний слой атмосферы и разрушают озонный слой – щит атмосферы, спасающий от УФ-излучения. Время жизни двух самых опасных фреонов – Ф-11 и Ф-12 – от 70 до 100 лет. Этого вполне достаточно, чтобы в ближайшее время ощутить на себе последствия сегодняшней экологической неграмотности. Если, сохранятся современные темпы выброса ХФУ в атмосферу, то в ближайшие 70 лет количество стратосферного озона уменьшится на 90%. При этом весьма вероятно, что:

· рак кожи примет эпидемический характер;

· резко сократится количество планктона в океане;

· исчезнут многие виды животных, например, ракообразные;

· УФ-излучение неблагоприятно скажется на сельскохозяйственных культурах.

Все это нарушает равновесие во многих экосистемах Земли, из-за фотохимического смога ухудшится общее состояние атмосферы, усилится «парниковый эффект».

Основные санитарные требования к качеству атмосферного воздуха . Основным критерием контроля качества атмосферного воздуха является ПДК токсичных веществ. При санитарной оценке качества атмосферного воздуха принято выражать содержание загрязняющих веществ в мг на м 3 воздуха. Это выражение концентрации применимо для любого агрегатного состояния примесей.

Критерием оценки влияния выбросов предприятий на окружающую среду является уровень практических концентраций примесей в атмосфере, полученных в результате рассеивания выбросов, по сравнению с предельно допустимыми.

Для атмосферного воздуха установлены соответствующие значения ПДК.

Концентрация вредных веществ в воздухе производственных помещений не должна превышать ПДК р.з. , в воздухе для вентиляции производственных помещений – 0,3 ПДК р.з. ; в атмосферном воздухе населенных пунктов – ПДК м.р. ; в зоне отдыха и курортов - 0,8 ПДК м.р. .

Нормы ПДК служат исходной базой для проектирования и экспертизы новых машин и механизмов, технологических линий, промышленных сооружений и предприятий, а также для расчета вентиляционных, газопылеулавливающих и кондиционирующих систем, контролирующих приборов и систем сигнализации.

Основные организации, контролирующие выбросы предприятий в атмосферный воздух, – санитарно-эпидемиологические станции (СЭС); территориальные управления Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды; Государственная инспекция по контролю за работой газоочистных и пылеулавливающих установок.

Для предотвращения загрязнения атмосферы введены нормативы на выбросы вредных веществ непосредственно из каждого источника (труба, шахта и т.д.). Государственным стандартом (1990 г.) установлены величины предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферу:

ПДВ – количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени (г/с), которое в сумме с выбросами из других источников загрязнения не создает приземной концентрации примеси, превышающей значение ПДК. Это научно-технический норматив для конкретного источника загрязнения, обязательный для данного предприятия.

Если в воздухе населенных мест концентрация превышает ПДК, а величина ПДВ по объективным причинам не может быть достигнута, то фактический выброс называется временно согласованным выбросом (ВСВ).

Нормативные выбросы вредных веществ устанавливают для каждого источника загрязнения в г/с и для всего предприятия в целом (т/год). При установлении ПДВ или ВСВ необходимо учитывать фоновые концентрации, значения которых определяются для предприятия территориальными организациями Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Для городов с населением меньше 250 тыс. человек приняты следующие нормы фоновых концентраций основных токсикантов:

SО 2 – 0,1 мг/м 3 СО – 1,5 мг/м

NО 2 – 0,03 мг/м 3 пыль – 0,2 мг/м 3

Методика для расчета ПДВ основана на применении модели, которая учитывает индивидуальные свойства загрязнителя (ПДК м.р.); фоновую концентрацию С ф; геометрические размеры источника загрязнения (h – высота, м; D – диаметр устья, м); условия выхода газового потока из источника (Т – разность температур выбрасываемой смеси и окружающего воздуха, V – средняя скорость выхода смеси из устья источника, м/с); W, f – условия вертикального и горизонтального рассеивания вредного вещества в атмосферном воздухе; А, – показатель относительной агрессивности; F – коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в воздухе; п – коэффициент, учитывающий рельеф местности.

Физико-химические методы очистки атмосферы от газообразных загрязнителей. Основное направление защиты воздушного бассейна от загрязнений вредными веществами – создание новой безотходной технологии с замкнутыми циклами производства и комплексным использованием сырья.

Многие действующие предприятия используют технологические процессы с открытыми циклами производства. В этом случае отходящие газы перед выбросом в атмосферу подвергаются очистке с помощью скрубберов, фильтров и т.д. Это дорогая технология, и только в редких случаях стоимость извлекаемых из отходящих газов веществ может покрыть расходы на строительство и эксплуатацию очистных сооружений.

Наиболее распространены при очистке газов адсорбционные, абсорбционные и каталитические методы.

Санитарная очистка промышленных газов включает в себя очистку от СО 2 , СО, оксидов азота, 8O 2 , от взвешенных частиц. Все процессы очистки осуществляются с помощью специальных фильтров, скрубберов.