Реферат: Загрязнение атмосферы

ПЛАН:

1. ВСТУПЛЕНИЕ

2. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

2.1 Основные загрязняющие вещества

2.2 Аэрозольное загрязнение

2.3 Фотохимический туман (смог)

2.4 Контроль за выбросами загрязнений

в атмосферу(ПДК)

3. ЗАГРЯЗНЕИЕ АТМОСФЕРЫ ОТПОДВИЖНЫХ

ИСТОЧНИКОВ

3.1 Автотранспорт

3.2 Самолеты

3.3

Шумы

4. ВЛИЯНИЕЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

НА ЧЕЛОВЕКА,РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР

4.1 Оксид углерода

4.2 Диоксид серы и серный ангидрид

4.3 Оксиды азота и некоторые другие вещества

4.4 Влияние радиоактивных веществ на расти-

тельный иживотный мир

1. ВСТУПЛЕНИЕ

На всех стадиях своего развития человекбыл тесно связан с

окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустри-

альное общество, опасное вмешательство человека в природу

резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно

стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опас-

ностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья

повышается, все больше пахотных земельвыбывает 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. БиосфераЗемли в настоя-

щее время подвергается нарастающемуантропогенному воздейс-

твию.При этом можно выделить нескольконаиболее существенных

процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуа-

цию 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 накопле-

ние углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого

процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону

повышения среднегодовой температуры напланете. Вызывает тре-

вогу у экологов и продолжающееся загрязнениеМирового океана

нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 11/5 его общей поверх-

ности. Нефтяное загрязнение таких размеровможет вызвать су-

щественные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и

атмосферой. Не вызывает сомнений и значениехимического заг-

рязнения почвы пестицидами и ее повышеннаякислотность, веду-

щая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы,

которым можно приписать загрязняющий эффект,оказывают замет-

ное влияние на процессы, происходящие вбиосфере.

2. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕИЕ АТМОСФЕРЫ

2.1

Основные загрявняющиевещества

Свой контрольную я начну с обзора техфакторов, которые приво-

дят к ухудшению состояния одной из важнейшихсоставляющих би-

осферы - атмосферы . Человек загрязняетатмосферу уже тысяче-

летиями, однако последствия употребления огня, которым он

пользовался весь этот период, былинезначительны. Приходилось

мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась

черным покровом на потолке и стенахжилища. Получаемое тепло

было для человека важнее, чем чистыйвоздух и незакопченные

стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представ-

ляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшимигруппами,

занимая неизмерно обширную нетронутуюприродную среду. И даже

значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой

территории, как это было в классическойдревности, не сопро-

вождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за

последние сто лет развитие развитие промышленности «одарило»

нас такими производственными процессами, последствия которых

вначале человек еще не мог себе представить. Возникли горо-

да-миллионеры, рост которых остановитьнельзя. Все это ре-

зультат великих изобретений и завоеванийчеловека.

В основном существуют три основных источника загрязнения

атмосферы: промышленность, бытовые котельные,транспорт. Доля

каждого из этих источников в общемзагрязнении воздуха сильно

различается в зависимости от места. Сейчасобщепризнанно, что

наиболее сильно загрязняет воздухпромышленное производство.

Источники загрязнений — теплоэлектростанции,которые вместе с

дымом выбрасывают в воздух сернистый иуглекислый газ; метал-

лургические предприятия, особенно цветной металлургии, кото-

рые 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 промыш-

ленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и пе-

реработки бытовых и промышленных отходов.Атмосферные загряз-

нителиразделяют на первичные, поступающие непосредственно в

атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения

последних. Так, поступающий в атмосферусернистый газ окисля-

ется до серного ангидрида, которыйвзаимодействует с парами

воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии

серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллысульфата

аммония. Подобным образом, в результатехимических, фотохими-

ческих, физико-химических реакций междузагрязняющими вещест-

вами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные

признаки. Основным источником пирогенногозагрязнения на пла-

нете являются тепловые электростанции,металлургические и хи-

мические предприятия, котельные установки,потребляющие более

170% 0ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основны-

ми вредными примесями пирогенного происхождения являются

следующие:

_ 3а) Оксид углерода. 0. Получается принеполном сгорании угле-

родистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания

твердых отходов, с выхлопными газами ивыбросами промышленных

предприятий. Ежегодно этого газа поступает ватмосферу не ме-

нее 1250 млн.т. 0Оксид углеродаявляется соединением, активно

реагирующим с составными частями атмосферы испособствует по-

вышению температуры на планете, и созданиюпарникового эффек-

та.

_ 3б) Сернистый ангидрид. . 0Выделяется в процессе сгорания серу-

содержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170

млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется пригорении

органических остатков в горнорудных отвалах.Только в США об-

щее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида

составило 65 процентов от общемировоговыброса.

_ 3в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого

ангидрида. Конечным продуктом реакцииявляется аэрозоль или

раствор серной кислоты в дождевой воде, которыйподкисляет

почву, обостряет заболевания дыхательныхпутей человека. Вы-

падение аэрозоля серной кислоты из дымовыхфакелов химических

предприятий отмечается при низкой облачностии высокой влаж-

ности 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, атакже ТЭС ежегод-

но выбрасывают в атмосферу 1десятки миллионов тонн серного ан-

гидрида.

_ 3г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раз-

делно или вместе в другими соединениями серы. Основными ис-

точниками выброса являются предприятия по изготовлению ис-

кусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперераба-

тывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодейс-

твии с другими загрязнителями подвергаютсямедленному окисле-

нию до серного ангидрида.

_ 3д) Оксилы азота..Основными источниками выброса являются

предприятия, производящие азотныеудобрения, азотную кислоту

и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный

шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в ат-

мосферу, составляет 20 млн.т. в год.

_ 3е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются

предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керами-

ки, стали, фосфорных удобрений.Фторосодержащие вещества пос-

тупают в атмосферу в виде газообразных соединений — фторово-

дорода или пыли фторида натрия и кальция.Соединения характе-

ризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются

сильными инсектицидами.

_ 3ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических

предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие

пестициды, органические красители,гидролизный спирт, хлорную

известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы

хлора и паров соляной кислоты. Токсичностьхлора определяется

видом соединений и их концентрацией. В металлургической про-

мышленности при выплавке чугуна и при переработке его на

стальпроисходит выброс в атмосферу различных тяжелых метал-

лов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т. 0передельного чу-

гуна выделяется кроме 12,7 кг. 0сернистого газа и 14,5 кг. 0пыле-

вых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фос-

фора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных

веществ и цианистого водорода.

2.2

Аэрозольное загрязнениеатмосферы

Аэрозоли — это твердые или жидкиечастицы, находящиеся во

взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей

в ряде случаев особенно опасны дляорганизмов, а у людей вы-

зывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные

загрязнения воспринимаются в виде дыма,тумана, мглы или дым-

ки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при

взаимодействии твердых и жидких частиц междусобой или с во-

дяным паром. Средний размер аэрозольныхчастиц составляет 11-5

1мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступаетоколо 11 куб.км. 0пы-

левидныхчастиц искусственного происхождения. Большое коли-

чество пылевых частиц образуется также входе производствен-

ной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках тех-

ногенной 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 загрязне-

ний воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой

зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цемент-

ные, 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, висму-

та, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома,кобальта, мо-

либдена, а также асбест. Еще большееразнообразие свойственно

органической пыли, включающей алифатические и ароматические

углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании оста-

точных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперераба-

тывающих, нефтехимических и других подобныхпредриятиях. Пос-

тоянными источниками аэрозольногозагрязнения являются про-

мышленные отвалы - искусственные насыпи изпереотложенного

материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при

добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятийпе-

рерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядови-

тых газов служат массовые взрывныеработы. Так, в результате

одного среднего по массе взрыва ( 1250-300тонн взрывчатых ве-

ществ) в атмосферу выбрасывается около 12 тыс.куб.м. условного

оксида углерода и более 1150 т. 0пыли. Производство цемента и

других строительных материалов также являетсяисточником заг-

рязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы

этих производств - измельчение и химическая обработка шихт,

полуфабрикатов и получаемых продуктов впотоках горячих газов

всегда сопровождается выбросами пыли и другихвредных веществ

в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводо-

роды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 11 до 13 0ато-

мов углерода.Они подвергаются различнымпревращениям, окисле-

нию, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными

загрязнителями после возбуждения солнечнойрадиацией. В ре-

зультате этих реакций образуются перекисныесоединения, сво-

бодные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и

серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных

условиях могут образовываться особо большиескопления вредных

газообразных и аэрозольных примесей вприземном слое воздуха.

Обычно это происходит в тех случаях, когда вслое воздуха не-

посредственно над источниками газопылевой эмиссии существует

инверсия — расположения слоя более холодноговоздуха под теп-

лым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос

примесей вверх. В результате вредные выбросысосредотачивают-

ся под слоем инверсии, содержание их у земли резко возраста-

ет, что становится одной из причин образования ранее неизв-

нстного в природе фотохимического тумана.

2.3

Фотохимическийтуман (смог)

Фотохимический туман представляетсобой многокомпонентную

смесь газов и аэрозольных частиц первичного ивторичного про-

исхождения. В состав основных компонентовсмога входят озон,

оксиды азота и серы, многочисленныеорганические соединения

перекисной природы, называемые в совокупности фотооксиданта-

ми. Фотохимический смог возникает врезультате фотохимических

реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высо-

кой концентрации оксидов азота, углеводородов и других заг-

рязнителей, интенсивной солнечнойрадиации и безветрия или

очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в

течение не менее суток повышеннойинверсии. Устойчивая без-

ветренная погода, обычно сопровождающаясяинверсиями, необхо-

дима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой.

При продолжительной ясной погоде солнечнаярадиация вызывает

расщепление молекул диоксида азота собразованием оксида азо-

та 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 выхлопныхгазов, которые при

этом расщепляются по двойной связи и образуютосколки молекул

и избыток озона. В результате продолжащейсядиссоциации новые

массы диоксида азота расщеппляются и дают дополнительные ко-

личества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге кото-

рой в атмосфере постепенно накапливаетсяозон. Этот процесс в

ночное время прекращается. В свою очередьозон вступает в ре-

акцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные пе-

рекиси, которые в сумме и образуютхарактерные для фотохими-

ческого тумана оксиданты. Последние являются источником так

называемых свободных радикалов, отличающихсяособой реакцион-

ной спосбностью. Такие смоги — нередкоеявление над Лондоном,

Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другимигородами Европы

и Америки. По своему физиологическомувоздействию на организм

человека они крайне опасны для дыхательной икровеносной сис-

темы и часто бывают причиной преждевременнойсмерти городских

жителей с ослабленным здоровьем.

2.4 Проблемаконтролирования выброса в атмосферу

загрязняющихвеществ промышленными предприятиями (ПДК)

Приоритет в области разработки предельно допустимых

концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК — такие концент-

рации, которые на человека и его потомствопрямого или кос-

венного воздействия, не ухудшают их работоспособности, само-

чувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомства-

ми, осуществляется в ГГО - Главной Геофизической Обсервато-

рии. Чтобы по результатам наблюденийопределить значения воз-

духа, измеренные значения концентраций сравнивают с макси-

мальной разовой предельно допустимой концентрацией и опреде-

ляют число случаев, когда были превышены ПДК , а также во

сколько раз наибольшее значение быловыше ПДК. Среднее значе-

ние концентрации за месяц или за годсравнивается с ПДК дли-

тельного действия — среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязне-

ние воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере

города, оценивается с помощью комплексного показателя - ин-

декса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на

соответствующее значения ПДК исредние концентрации различных

веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине

концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Макси-

мальные разовые концентрации основных загрязняющих веществ

были наибольшими в Норильске (оксилы азота и серы), Фрунзе

(пыль), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха ос-

новными загрязняющими веществами находится в прямой зависи-

мости от промышленного развития города.Наибольшие максималь-

ные концентрации характерны для городов с численностью насе-

ления 1 более 500 тыс. жителей. 0Загрязнение воздуха специфичес-

кими веществами зависит от вида промышленности, развитойв

городе. Если в крупном городе размещены предприятия несколь-

ких отраслей промышленности, то создается очень высокий уро-

вень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов

многих специфических веществ до сих поростается нерешенной.

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

ПОДВИЖНЫХИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиациисущественно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых илегковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Согласно оценкам, в городах надолю автотранспорта приходится (взависимости т развития в данном городепромышленности и числа автомобилей) от 30 до 70 % общей массы выбросов. В США вцелом по стране по крайней мере 40 % общей массы пяти основных загрязняющихвеществ составляют выбросы подвижных источников.

3.1Автотранспорт

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносятавтомобили, 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 загрязняющиматмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40), относятсяоксид 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 свыхлопными 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 примесипоступают в основном с выхлопными газами (90 %) и из картера (10 %).

Наибольшее количество загрязняющих веществвыбрасывается при разгоне автомобиля, собенно при быстром, а также при движениис малой скоростью (из диапазона аиболее экономичных). Относительная доля (отобщей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока приторможении и на холостом ходу, доля оксидов азота — при разгоне. Из этих данныхследует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частыхостановках и при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме«зеленой волны», существенно сокращающие число остановоктранспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздухав городах. Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы двигателя, в частности соотношениемежду массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношениеповерхности камеры сгорания к ее объему и др. При увеличении отношения массывоздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но возрастает выброс оксидов азота

Несмотря на то что дизельные двигатели болееэкономичны, таких веществ, как СО,HnCm, NОx, выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественнонесгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахомсоздаваемым некоторыми несгоревшимиуглеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели нетолько сильнее загрязняют среду, но ивоздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые

3.2Самолеты

Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта этивыбросы вносят определяющий вклад взагрязнение среды. К тому жетурбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлетевыбрасывают хорошо заметный на глазшлейф дыма. Значительное количествопримесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства,подъезжающие и отъезжающие автомобили.

В аэропорту Лос-Анджелеса в 1970 г эмиссия от самолетов и наземных средствсоставила:

Вещество СО HnCm Noх Аэрозоль

Эмиссия,

Самолеты 10250 18000 2500 3820

наземные средства 8980 1235 750 80

Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода топлива тратится на вы

еще рефераты

Еще работы по охране природы, экологии, природопользованию

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Понятия о популяциях, сообществах, биоге- оценозах, экосистеме, биосфере и ее основных компонентах

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию