Реферат: Загрязнение атмосферы. Реферат загрязнение атмосферы

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.

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

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.

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

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

referati-besplatno.ru

Реферат - Загрязнение атмосферы - Разное

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. ЗАГРЯЗНЕНИЕ 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 растительный и животный мир

1. ВСТУПЛЕНИЕ

На всех стадиях своего 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 поверх ности. 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 ЗАГРЯЗНЕНИЕ 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 ре зультат великих изобретений и завоеваний человека.

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 попа дают 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 вещест вами 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% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. 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 1250 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 серу содержащего 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.

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. Вы падение 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 ежегод- но выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) 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.

д) Оксилы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов 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 метал лов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг. пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фос фора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

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 1 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб. км. пылевидныхчастиц 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 14. Выплавка цинка 0,18 15. Выплавка олова (без очистки) 0,004 16. Выплавка свинца 0,13 17. Производство цемента 53,37 Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнеий 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, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. 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. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (1250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 12 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 1150 т. 0пыли. 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 0атомов 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 не посредственно 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 неизвес тного в природе фотохимического тумана.

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 сновапревращаться 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. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге кото рой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в ре акцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником 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.

2.4 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 воз- духа, 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 специфичес кими 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.

^ 3. 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. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости т развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70 % общей массы выбросов. В США в целом по стране по крайней мере 40 % общей массы пяти основных загрязняющих веществ составляют выбросы подвижных источников.

3.1 Автотранспорт

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (в США на их долю приходится около 75 %) , затем самолеты (примерно 5 %) , автомобили с дизельными двигателями (около 4 %) , тракторы и другие сельскохозяйственные машины (около 4 %) , железнодорожный и водный транспорт (примерно 2 %) . К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40) , относятся оксид углерода (в США его доля в общей массе составляет около 70 %) , углеводороды (примерно 19 %) и оксиды азота (около 9 %) . Оксид углерода (CO) и оксиды азота (N0x) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды (HnСm) поступают как вместе с выхлопными газами (что составляет примерно 60 % от общей массы выбрасываемых углеводородов) , так и из картера (около 20 %) , топливного бака (около 10 %) и карбюратора (примерно 10 %) ; твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами (90 %) и из картера (10 %) .

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных) . Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных 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. Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы двигателя, в частности соотношение между массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к ее объему и др. При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но возрастает выброс оксидов азота Несмотря на то что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ, как СО, HnCm, NОx, выбрасывают не более, чем бензиновые, 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 3.2 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. Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили.

Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин) . При этом доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.) , существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 - 8 раз) .

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. Так, при современном числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте около 16 км относительное уменьшение содержания О3 может составить примерно 0.60 ; если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км, то относительное уменьшение содержания О3 может подняться до 17%. Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта, создаваемого выбросами сверхзвуковыми самолетами может повысится не более чем на 0,1°C/ Более сильное воздействие на озонный слой и глобальную температуру воздуха могут оказать хлорфторметаны (ХФМ0 фреон-11 и фреон-12 - газы, образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые используются (преимущественно женщинами) для крашения волос. Поскольку ХФМ очень инертны, то они распространяются и долго живут не только в тропосфере, но и в стратосфере. Обладая довольно сильными полосами поглощения в окне прозрачности атмосферы (8-12 мкм) , фреоны усиливают парниковый эффект. Наметившееся в последние десятилетия темпы роста производства фреонов могут привести к увеличению содержания фреона-11 и фреона-12 в 2030 г. до 0,8 и 2,3 млрд. (при современных значениях 0,1 и 0,2 млрд.) . Под влиянием такого количества фреонов общее содержание озона в атмосфере уменьшится на 18%, а в нижней стратосфере даже на 40; глобальная приземная температура возрастет на 0,12-0,21°С.

В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.

3.3 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. Наибельшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

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 аэропорта, 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.

^ 4. ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЧЕЛОВЕКА, РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР

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.

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.

4.1 Оксид углерода

Концентрация СО, превышающая предельно допустимую, приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация более 750 млн к смерти. Объясняется это тем, что СО исключительно агрессивный газ,, легко соединяющийся с гемоглобином (красными кровяными тельцами) . При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение (сверх нормы, равной 0.4%) содержание которого в крови сопровождается: а) ухудшением остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени, б) нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2-5%) , в) изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5%) , г) головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и смертностью (при содержании 10-80%) .

Степень воздействия оксида углерода на организм зависят не только от его концентрации, но и от времени пребывания (экспозиции) человека в загазованном СО воздухе. Так, при концентрации СО равной 10-50 млн. (нередко наблюдаемой в атмосфере площадей и улиц больших городов) , при экспозиции 50-60 мин отмечаютcя нарушения, приведенные в п. "а", 8-12 ч - 6 недель - наблюдаются изменения, указанные в п.. "в". Нарушение дыхания, спазмы. Потеря сознания наблюдаются при концентрации СО, равной 200 млн., и экспозиции 1-2 ч при тяжелой работе и 3-6 ч - в покое. К счастью, образование карбоксигемоглобина в крови - процесс обратимый: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание СО в крови каждые 3-4 ч и уменьшается в два раза. Оксид углерода - очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2-4 мес. При ежегодном поступлении 350 млн. т концентрация СО в атмосфере должна была бы увеличиваться примерно на 0,03 млн. - 1/год. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем мы обязаны в основном почвенным грибам, очень активно разлагающим СО (некоторую роль играет также переход СО в СО2) .

4.2 Диоксид серы и серный ангидрид Диоксид серы (SO2) и серный ангидрид (SO3) в комбинации со взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредной воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности SO2 - бесцветный и негорючий газ, запах которого начинает ощущаться при его концентрации в воздухе 0,3-1,0 млн., а при концентрации свыше 3 млн. SO2 имеет острый раздражающий запах. Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой (раздражитель более сильный, чем SO2) уже при среднегодовом содержании 9,04-0,09 млн. и концентрации дыма 150-200 мкг/м3 приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней легких, а при среднесуточном содержании SO2 0,2-0,5 млн. и концентрации дыма 500-750 мкг/м3 наблюдается резкое увеличение числа больных и смертельных исходов. При концентрации SO2 0,3-0,5 млн. в течение нескольких дней наступает хроническое поражение листьев растений (особенно шпината, салата, хлопка и люцерны) , а также иголок сосны.

4.3 Оксиды азота и некоторые другие вещества Оксиды азота (прежде всего, ядовиты диоксид азота NO2) , соединяющиеся при участии ультрафиолетовой солнечной радиации с углеводородами (среди наибольшей реакционной способностью обладают олеофины) , образуют пероксилацетилнитрат (ПАН) и другие фотохимические окислители, в том числе пероксибензоилнитрат (ПБН) , озон (О3) , перекись водорода (Н 2О2) , диоксид азота. Эти окислители основные составляющие фотохимического смога, повторяемость которого велика в сильно загрязненных городах, расположенных в низких широтах северного и южного полушария (Лос-Анджелес, в котором около 200 дней в году отмечается смог, Чикаго, Нью-Йорк и другие города США; ряд городов Японии, Турции, Франции, Испании, Италии, Африки и Южной Америки) .

Оценка скорости фотохимических реакций, приводящих к образованию ПАН, ПБН и озона, показывает, что в ряде южных городов бывшего Советского Союза летом в околополуденные часы (когда велик приток ультрафиолетовой радиации) эти скорости превосходят значения, начиная с которых отмечается образование смога. Так, в Алма-Ате, Ереване, Тбилиси, Ашхабаде, Баку, Одессе и других городах при наблюдаемых уровнях загрязнения воздуха максимальная скорость образования О3 достигла 0,70-0,86 мг/(м3 ×ч) , в то время как смог возникает уже при скорости 0,35 мг/(м3 × ч) .

Наличие в составе ПАН диоксида азота и иодистого калия придает смогу коричневый оттенок. При концентрации ПАН выпадает на землю в виде клейкой жидкости губительно действующей на растительный покров.

Все окислители, в первую очередь ПАН и ПБН, сильно раздражают и взывают воспаление глаз, а в комбинации с озоном раздражают носоглотку, приводят к спазмам грудной клетки, а при высокой концентрации (свыше 3-4 мг/м3) вызывают сильный кашель и ослабляют возможность на чем либо сосредоточиться.

Назовем некоторые другие загрязняющие воздух вещества, вредно действующие на человека. Установлено, что у людей, профессионально имеющих дело с асбестом повышена вероятность раковых заболеваний бронхов и диафрагм, разделяющих грудную клетку и брюшную полость. Берилий оказывает вредное воздействие(вплоть до возникновения онкологических заболеваний) на дыхательные пути, а также на кожу и глаза. Пары ртути вызывают нарушение работы центральной верхней системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме человека, то в конечном итоге ее воздействие приводит к расстройству умственных способностей.

В городах вследствие постоянно увеличивающегося загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих такими заболеваниями, как хронический бронхит, эмфизема легких, различные аллергические заболевания и рак легких. В Великобритании 10% случаев смертельных исходов приходится на хронический бронхит, при этом 21; населения в возрасте 40-59 лет страдает этим заболеванием. В Японии в ряде городов до 60% жителей болеют хроническим бронхитом, симптомами которого является сухой кашель с частыми отхаркиваниями, последующее прогрессирующее затруднение дыхания и сердечная недостаточность (в связи с этим следует отметить, что так называемое японское экономическое чудо 50-х - 60-х годов сопровождалось сильным загрязнением природной среды одного из наиболее красивых районов земного шара и серьезным ущербом, причиненным здоровью населения этой страны) . В последние десятилетия с вызывающей сильную озабоченность быстротой растет число заболевших раком бронхов и легких, возникновению которых способствуют канцерогенные углеводороды.

4.4 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 не

www.ronl.ru

Реферат - Загрязнение атмосферы - Экология

Привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее врассматриваемое время физических, химических и биологических агентов илипревышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среденазывается загрязнением. Основными источниками загрязнения атмосферного воздухав индустриальных странах служат автомобили и другие виды транспорта ипромышленные предприятия. Ежегодно в атмосферный воздух поступает более 200млн. т оксида углерода, 151 млн. т оксида серы (IV) (сернистого газа), свыше 50млн. т оксидов азота, более 50 млн. т различных углеводородов, более 250 млн. тмелкодисперсных аэрозолей и т. д. Только за счет сжигания угля в различных энергетическихустановках в окружающую среду в мире поступает ртути в 8700 раз> мышьяка в125, урана в 60, кадмия в 40, бериллия и циркония в 10, олова и ванадия в 4раза больше, чем их вовлекается в естественный биологический кругооборот наЗемле за то же время (Добродеев Д. П., 1978). Самый чистый воздух над океаном.В деревнях и селах он содержит пылевидных примесей в 10 раз больше, надпоселками и небольшими городами воздух грязнее в 35 раз, а над промышленнымицентрами плывут облака тяжелого смога. В них содержится пыли в 150 раз больше,чем над океаном. Загрязненный воздух над крупными городами простирается навысоту 1,5-2,0 км. Эта плотная шапка задерживает летом до 20% солнечных лучей,а зимой, когда и так мало света, поглощает половину его

В основном существуют три основных источника загрязненияатмосферы: промышленность,бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общемзагрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчасобщепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.Источники загрязнений — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасываютв воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенноцветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород,хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результатесжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта,сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнителиразделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные,являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферусернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парамиводы и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида саммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результатехимических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющимивеществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловыеэлектростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки,потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.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 газамии выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферуне менее 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим ссоставными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, исозданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащеготоплива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т. в год). Часть соединенийсеры выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Тольков США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило65 процентов от общемирового выброса.

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

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

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

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

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий,производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органическиекрасители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаютсякак примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлораопределяется видом соединений и их концентрацией. В металлургическойпромышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходитвыброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчетена 1 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 ицианистого водорода.

Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенномсостоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенноопасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. Ватмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы илидымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействиитвердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размераэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступаетоколо 1 куб. км. пылевидныхчастиц искусственного происхождения. Большоеколичество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельностилюдей.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздухаявляются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительныефабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразиемхимического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния,кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка,меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия,хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразиесвойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматическиеуглеводороды, соли кислот.

Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессепиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобныхпредприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являютсяпромышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала,преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых илиже из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.

Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, врезультате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) ватмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более150 т. пыли. Производство цемента и других строительных материалов такжеявляется источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологическиепроцессы этих производств — измельчение и химическая обработка шихт,полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегдасопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. Катмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные,включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям,окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителямипосле возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуютсяперекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидамиазота и серы часто в виде аэрозольных частиц.

При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большиескопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно надисточниками газопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя болеехолодного воздуха под теплым, что препятствует воздушных масс и задерживаетперенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются подслоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной изпричин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог)

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов иаэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основныхкомпонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органическиесоединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций приопределенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота,углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации ибезветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и втечение не менее суток повышенной инверсии.

Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями,необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условиясоздаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погодесолнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованиемоксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярнымкислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен сновапревращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид.

Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинамивыхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуютосколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новыемассы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепеннонакапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередьозон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различныеперекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического туманаоксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов,отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги — нередкое явлениенад Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы иАмерики. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайнеопасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причинойпреждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Проблемаконтролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществпромышленнымипредприятиями (ПДК)

Максимальныеразовые концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске(окислы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнениявоздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости отпромышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерныдля городов с численностью населения более 500 тыс. жителей. Загрязнениевоздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой вгороде. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслейпромышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однакопроблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остаетсянерешенной

Загрязнение атмосферыоказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору ифауну, на различного рода сооружения, транспортные средства и др. На территориюСеверной Швеции и Норвегии серы выпадает в 2-2,5 раза больше, чем выбрасываетсяв воздушный бассейн с этих территорий. В то же время во многих промышленныхстранах Западной Европы, в частности в Великобритании и Голландии, отношениевыпадений серы к выбросам составляет лишь 10-20%, а в ФРГ, Франции и Дании — 20-45%.

Следовательно, остальнаячасть выбросов переносится воздушными потоками. Опасность выбросов сернистыхсоединений заключается прежде всего в их массовости, токсичности и сравнительнобольшом общем «сроке жизни». «Продолжительность жизни»сернистого газа в атмосфере сравнительно невелика: от двух-трех недель, если воздухсравнительно сухой и чистый, до нескольких часов, если воздух влажен и в немприсутствует аммиак или некоторые другие примеси. Но он растворяется в капляхатмосферной влаги. В результате каталитических, фотохимических и других реакцийокисляется и образует раствор серной кислоты. Следовательно, агрессивностьвыбросов возрастает. В конечном счете переносимые воздушными массами сернистыесоединения переходят в форму сульфатов. Их перенос в основном происходит навысоте от 750 до 1500 м, где средние скорости перемещения воздушных масс близкик 10 м/с.

Поэтому дальностьпереноса сернистого газа 300-400 км. На этом же удалении от источника выбросовв струе переноса отмечается максимум концентрации раствора серной кислоты. Ееобнаруживают и на расстоянии 1000-1500 км, где в основном завершается ее переход в сульфаты. Описанный процесс — упрощенная схема, не учитывающаявозможности вымывания сернитого газа и серной кислоты по пути переноса каплямидождя, а также абсорбирования их растительностью, почвой, поверхностными иморскими водами. Воздействие сернистого газа и его производных на человека иживотных проявляется прежде всего в поражении верхних дыхательных путей.

Под влиянием сернистогогаза и серной кислоты происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, всвязи с чем ухудшаются фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижаютсякачество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а приболее высоких дозах и продолжительном воздействии растительность погибает. Такназываемые кислые дожди вызывают повышение кислотности почв. В итоге снижаетсяэффективность применяемых минеральных удобрений на пахотных землях, из видовогосостава трав на долголетних культурных сенокосах и пастбищах выпадают наиболееценные. Особенно сильное влияние кислые осадки оказывают на дерново-подзолистыеи торфяные почвы, широко распространенные в северной части Европы.

Наличие в воздухесоединений серы ускоряет процессы коррозии металлов, разрушения зданий,сооружений, памятников истории и культуры, ухудшает качество промышленныхизделий и материалов. Установлено, что в промышленных районах сталь ржавеет в20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.Увеличение задымленности воздуха ведет к ухудшению микроклимата города:увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и,следовательно, к снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой радиации.Утром 26 октября 1948 г. густой туман — смог — окутал г. Донора (штатПенсильвания, США). Из смеси тумана с дымом и копотью начала выпадать сажа,покрывшая дома, тротуары и мостовые черным покрывалом.

Двое суток видимость быланастолько плохой, что жители с трудом находили дорогу домой. Вскоре врачейстали осаждать кашлящие и задыхающиеся пациенты, жаловавшиеся на нехваткувоздуха, насморк, резь в глазах, боль в горле и тошноту. В течение следующихчетырех дней, пока не начался сильный дождь, заболело 5910 человек из 14 тыс.жителей города. Двадцать человек умерло. Погибло много собак, кошек и птиц.Исследуя причины этой трагедии, метеорологи установили, что она вызванатемпературной инверсией, которая препятствовала нормальной циркуляции воздуха.Обычно теплый воздух поднимается от земли в вышележащие холодные области, уносяс собой значительную часть загрязняющих воздух продуктов деятельности человека.

Изредка слой теплоговоздуха образуется вблизи от земли над холодным слоем, возникает температурнаяинверсия, следствием которой является нарушение циркуляции воздуха. Врезультате ядовитые выделения скапливаются непосредственно над землей.Лондонский смог (смесь дыма и тумана) 1952 г. за три-четыре дня погубил более 4 тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Онстановится вредным, когда чрезмерно загрязнен токсическими примесями. 5 декабря 1952 г. над всей Англией возникла зона высокого давления и в течениенескольких дней сохранялась безветренная погода.

Однако трагедияразыгралась только в Лондоне, где была высокая степень загрязнения атмосферы.Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сот тонн дыма и сернистого ангидрида. При сопоставлении загрязненностиатмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено,что смертность увеличилась прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма исернистого газа.

Главный действующийкомпонент смога лондонского типа — сернистый газ (5-10 мг/м3 и выше). В смогелондонского типа практически не образуется каких-либо новых веществ. Еготоксичность целиком определяется исходными загрязнителями. Возникает он присжигании достаточно больших количеств топлива. Особенно тяжелое положениесложилось в Лос-Анджелесе, где с 30-х годов в теплое время года, как правилолетом и ранней осенью, стал появляться сухой туман с влажностью около 70%. Этоттуман называют фотохимическим смогом. Фотохимический туман может возникать приболее низких концентрациях загрязнителей, чем лондонский смог, и для него болеехарактерна желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман.

При смоге появляетсянеприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные,главным образом собаки и птицы. У людей фотохимический смог вызываетраздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострениелегочных и различных хронических заболеваний. Смог оказывает вредное влияние ина растения, особенно на салатные культуры, бобы, свеклу, злаки, виноград,декоративные насаждения. Сначала наблюдается набухание листьев. Через некотороевремя нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок,а на верхних появляются пятнистость и белые налеты. Затем наступает быстроеувядание растения.

Фотохимический туманвызывает коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок,резиновых и синтетических изделий, порчу одежды. Из-за плохой видимостинарушается работа транспорта. Явно выраженный сильный фотохимический туманнаблюдается в Лос-Анджелесе более 60 дней в году. Отсюда и пошла печальнаяслава этого города как родины фотохимического тумана — явления, искусственносозданного человеком. Основной причиной образования фотохимического туманаявляется сильное загрязнение городского воздуха газовыми выбросами предприятийхимической промышленности и транспорта и главным образом выхлопными газамиавтомобилей.

На каждом километре путилегковой автомобиль выделяет около 10 т оксида азота. В Лос-Анджелесе, где скопилосьсвыше 3 млн. автомобилей, они выбрасывают в воздух около 1 тыс. т этого газа всутки. Кроме того, здесь часты температурные инверсии (до260 дней в году),способствующие застою воздуха над городом. Фотохимический туман возникает взагрязненном воздухе в результате фотохимических реакций, протекающих поддействием коротковолновой (ультрафиолетовой) солнечной радиации на газовыевыбросы. В процессе этих реакций возникают вещества, значительно превосходящиеисходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога — фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты,пероксилацетилнитрат), оксиды (IV) азота, оксид (II) и оксид (IV) углерода,углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, метанол и т. д. Эти вещества в меньшихколичествах всегда присутствуют в воздухе больших городов, в фотохимическомсмоге их концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.Многие зарубежные крупные города (Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Детройт, Токио,Милан) подвержены лос-анджелесскому смогу. В крупных американских городахконцентрация озона иногда достигает 2-3 мг/м3 и выше. Это в 100-200 раз больше,чем в чистом природном воздухе.

Однако и сравнительноболее низкие концентрации озона оказывают вредные воздействия на человека. ВСоветском Союзе явлений, подобных фотохимическому туману, не наблюдалось. Поданным В. А. Попова, содержание фотооксидантов в атмосферном воздухе Москвы,Баку и Батуми значительно ниже, чем в городах США. Однако условия длявозникновения смога могут создаться. Число автомашин растет так быстро, что приналичии достаточной ультрафиолетовой радиации в атмосфере наших городов могутиметь место те же процессы, что отмечены выше. К факторам, оказывающимнеблагоприятное влияние на организм человека, относятся также соединениясвинца, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта. В атмосферном воздухесвинец содержится почти исключительно в виде неорганических соединений.Количество свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания ввоздухе.

Последнее ведет кснижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и,следовательно, к нарушению обменных процессов в организме. В литературе имеютсяданные о связи конкретных уровней загрязнения атмосферы с легочной патологией.Так, в исследовании, выполненном в Чикаго, указывается на обострениехронического бронхита при разных уровнях загрязнения воздуха сернистым газом.Ниже приведена зависимость обострения хронического бронхита от уровнязагрязнения воздуха сернистым газом (Сагпаш а. оШ.): Концентрация сернистогогаза, мг/л13 0,13 0,26 0,39 0,52 0,66 0,78 0,78 и выше Процент обостренийхронического бронхита (в человеко-днях) 13,0 17,1 18,7 18,2 18,6 22,1 26,5Многие исследователи подчеркивают связь детской заболеваемости (в первуюочередь органов дыхания) со степенью загрязнения атмосферного воздуха сернистымгазом. В Англии была проанализирована заболеваемость большой группы детей (3866человек) с момента их рождения до 15 лет. Оказалось, что значительные подъемы вчастоте респираторных заболеваний, как правило, наблюдались в те дни, когдауровни среднегодовых концентраций сернистого газа и дыма превышали 0,13 мг/м3.

Согласно егоисследованиям при загрязнении воздуха сернистым газом- в концентрации до 0,049мг/м3 показатель заболеваемости (в человеко-днях) взрослого населения Нашвилла(США) составлял 8,1%, при уровне загрязнения 0,150- 0,349 мг/м3 он был равен12,0%, в районах с загрязнением воздуха выше 0,350 мг/м3 он возрастал до 43,8%.Японские исследователи также показали, что бронхиальной астмой наиболее частозаболевают в районах со значительным загрязнением атмосферного воздухасернистым газом, причем частота случаев астмы возрастает прямо пропорциональноросту концентраций сернистого газа. Загрязнение атмосферного воздуха таит всебе не только угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб.Так, ядовитые вещества воздуха отравляют домашний скот во Флориде,обесцвечивают краску на стенах домов и корпусах автомашин в Линкольне (штатМэн), под их влиянием гибнут сосны, растущие в 60 милях от Лос-Анджелеса, а также фруктовые сады в Техасе и Иллинойсе, шпинат на юге Калифорнии. Зазагрязнение воздуха американцы ежегодно расплачиваются миллиардами долларов.

Согласно оценкамАгентства по охране окружающей среды экономические потери от смертности изаболеваний в связи с загрязнением воздушной среды в США составляют ежегодно 6млрд. долларов. Эта цифра включает и ущерб от утраты трудоспособности, а такжерасходы на соответствующее медицинское обслуживание. Ущерб, наносимый ежегодноэкономике страны в результате коррозии и разрушения материалов, гибели растенийи сокращения урожайности сельскохозяйственных культур, оценивается в 4,9 млрд.долларов. Общий экономический ущерб от загрязнения атмосферы в США составляет,по расчетам Агентства по охране окружающей среды, 16 млрд. долларов в год

www.ronl.ru

Реферат: Загрязнение атмосферы. Реферат загрязнение атмосферы

Реферат - Загрязнение атмосферы - Разное

Реферат - Загрязнение атмосферы - Экология

Смотрите также