Реферат: Проблемы загрязнения окружающей среды. Загрязнение атмосферы

Проблемазагрязнения атмосферы

Современная цивилизация осуществляетневиданное давление на природу. Загрязнение природной среды промышленнымивыбросами оказывает вредное действие на людей, животных,растения,почву,здания и сооружения,снижает прозрачность атмосферы,повышает влажность воздуха, увеличивает число дней с туманами,уменьшает видимость,вызывает коррозию металлических изделий.

Под загрязнением окружающейсреды следует понимать изменение свойств среды (химических,механических,физических,биологических и связанных сними информационных),происходящие в результате естественных или искусственныхпроцессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любомубиологическому или технологическому объекту.Используя различные элементыокружающей среды в своей деятельности,человек изменяет еёкачество.Часто эти изменения выражаются в неблагоприятнойформе загрязнения.По масштабам антропогенные изменения становятсясопоставимыми с природными,а в ряде случаев дажепревышают их, о чем можно судить из таблицы 1.

Табл. 1.

Поступление в атмосферу ( тонн / год) некоторыхкомпонентов, естественного и промышленного происхождения:

Компонент

Естественное

Промышленное

Озон

2*109

Незначительные

Двуокись углерода

7*1010

1,5*1010

Окись углерода

---

2*108

Сернистый газ

1,42*108

7,3*107

Соединения азота

1,4*109

1,5*107

Взвешенные в-ва

(770…2200)*106

(960…2615)*106

Естественные процессы загрязнения имеют в природеантиподы,способные нейтрализовать действие природногозагрязнителя, а многиевещества, созданные человеком,являются инородными поотношению к природе.Естественные источники загрязнения обычно удаленыот среды обитания человека,а антропогенные расположеныв районах концентрации населения.

Основные пути решения

Увеличение масштабов загрязнения атмосферытребуют быстрых и эффективных способов защиты её от загрязнения, атакже способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха. Атмосфераможет содержать определённое количество загрязнителя без проявления вредноговоздействия,т.к.происходит естественныйпроцесс её очистки.

Первымшагом в установлении вредного воздействия,связанного с загрязнениемвоздуха,является разработка критерия качества воздуха,а также стандартов качества.

Стандартыкачества определяют уровни качества воздуха и предельно допустимые выбросы(ПДВ),которыенеобходимо выдерживать для обеспечения безопасности жизни.

Контролирующие органы обязаны осуществлятьколичественный и качественный контроль.

Другим подходом к улучшению состоянияатмосферы является требование применения передовых технологических процессов,заменавредных материалов безвредными,применение мокрых способовобработки сырья вместо сухих.

Как правило,на промышленныхпредприятиях используются процессы или устройства для газоочистки ипылеулавливания,чтобы уменьшить или предотвратить величину выброса.Процессы газоочистки могут также разрушить или менять его химические илифизические свойства так,что он становится менееопасным

В некоторых случаях используют методрассеивания в атмосфере.Дымовые трубы должны бытьдостаточно высокими (300-350 метров),для обеспечения хорошегоразбавления примесей путём обтекания воздуха вокруг зданий в зоне аэродинамическихтеней.Кроме того, необходимо учитывать температуру выбросов иместорасположение труб.Предприятия строят с подветренной стороны по отношению к жилым районам.Наряде предприятий факельные газы используют для отопления зданий,а ихизбыток направляется на теплоцентраль.

Масштабы

По масштабам загрязнение окружающей средыможно разделить на локальное,региональное и глобальное.Этитри вида загрязнения тесно связаны между собой.Как правило,первичнымявляется локальное загрязнение,которое,если скорость процесса загрязнениябольше скорости естественного очищения,переходит в региональное изатем при накоплении количественных изменений — в глобальное изменение качестваокружающей среды.Для глобального загрязнения наиболее важнымявляется временный фактор.

Существование таких процессовсвидетельствует об ограниченности ресурсов атмосферы и о пределах еёестественного самовосстановления. Например, использование воздуха впроизводственных процессах издавна предполагало естественные способностиатмосферы к восстановлению первоначальных качеств. В частности, дымовые выбросыв атмосферу, содержащие микрочастицы и токсичные вещества, представляют собойне что иное, как метод разбавления. И даже в наши дни при строительствевысотных и сверхвысотных труб продолжают пользоваться этим древним методом.Однако резкое возрастание объемов выбросов привело к тому, что масштабызагрязнение вплотную приблизились и даже часто перешагивают пределысамовосстановления атмосферы.

При современных уровнях загрязнения вредныевещества от источника загрязнения распространяются на десятки и сотникилометров. И даже само понятие источник загрязнения несколько меняет смысл.Если в каком-либо промышленном районе можно выделить точечные источникизагрязнения, то в масштабе региона целый промышленный район, например крупныйгород, может рассматриваться как единый источник с системой точечных, линейных(автомагистрали) и групповых источников. Более того, даже весь регион и дажецелая страна может выступать в роли единого источника загрязнения.

Современное индустриальное производствооказывает значительное воздействие на природу в глобальных масштабах. Хотябольшая часть загрязняющих веществ и тепловой энергии вырабатывается наограниченной площади, главным образом в промышленных районах Северной Америки,Европы и Азии, вследствие особенностей циркуляции атмосферы и перемещений вводной оболочке Земли значительная часть некоторых, относительно долго живущихзагрязняющих веществ рассеивается на огромных пространствах и даже по всей Земле,приводя к региональному и глобальному загрязнению.

К настоящему времени определились некоторыеважные проблемы в области антропогенного глобального загрязнения окружающейприродной среды, к числу которых относятся:

1.

Возможные изменения климатав связи с поступлением в атмосферу техногенного тепла, углекислого газа иаэрозольных примесей.

2.

Возможное нарушениеозонового слоя Земли, связанное с поступлением в атмосферу фреонов, окисловазота и некоторых других примесей.

3.

Экологические последствияглобального загрязнения природной среды и биосферы радиоактивными веществами,тяжелыми металлами и пестицидами.

4.

Общая проблема морской средыатмосферными осадками,речным стоком,наземным и морским транспортом.

5.

Дальний атмосферный переносзагрязняющих веществ и проблема кислотных осадков.

Таким образом,масштабы антропогенноговоздействия на окружающую среду и уровень вытекающей из этого опасностизаставляют искать новые подходы к развитию технологических процессов,которые,являясь не менее эффективными в экономическом смысле,вомного раз превосходили бы существующие по степени экологической чистоты.Фактически противоречие между экономикой и экологией означает противоречиемежду необходимостью гармоничного развития системы природа-человек-производствои недостаточной объективной возможностью, а порой и просто субъективнымнежеланием такой гармонии на современном этапе развития производственных сил ипроизводственных отношений.

Литература

1.

О.Ф.Балацкий, Л.Г.Мельник,А.Ф.Яковлев “Экономикаи качество окружающей природной среды”Гидрометеоиздат,1984г

2.

Я.М.Грушко “Вредныеорганические соединения в промышленных выбросах в атмосферу”, “химия” Ленинград1991г

3.

“Защитаатмосферы от промышленных загрязнений”справочник под ред. С.Калвертаи Г.Инглунда “Металлургия”,Москва 1991

4.

П.И. Меркулов, А.А. Ямашкин,В.Н.Масляев “Антропогенное воздействие нагеографическую оболочку”Издательство Мордовскогоуниверситета 1994г

Причины ифакторы

Вещества, загрязняющие атмосферу,причиняли значительный вред окружающей среде втечении многих десятилетий.По-видимому, с их вреднымвоздействием придётся считаться и в будущем.Дальнейший рост населения и промышленного производства неизбежно приводит кувеличению опасности загрязнения.

Основными загрязняющими веществами,содержание которых в атмосфере регламентируетсястандартами,являются:диоксид серы(SO2),оксиды азота(NO иNO2),оксид углерода(CO),газообразные углеводороды(HC),а также сероводород(H2S), сероуглерод(CS2),аммиак(NH3),различныегалогеносодержащие газы.

Существуют 3 основных источника образованиягазообразных загрязнений: сжигание горючих материалов,промышленные производственные процессыи природные источники.В результате сжигания топлива образуется 78%диоксида серы от общего его количества.Углеводороды,опасность появления которыхсвязана с тем,что они являютсяпромежуточными продуктами в процессе образования озона,поступают в атмосферу присжигании топлива и при переработке нефтепродуктов,кроме того,многиеуглеводороды выделяются в процессе роста и размножения растений.Пооценкам учёных из природных источников во всём мире ежегодно выделяется 117млн. т. углеводородов,а из антропогенных источников100 млн. т.Однако углеводороды,присутствующие в атмосферегородов,в основном представляют собой продукты сгорания.

Значительные количестваоксидов серы выбрасываются в атмосферу при производстве меди,свинцаи цинка из сульфидных руд,а также в процессе очистки нефтепродуктов.Большая часть выбросов SO2 связана со сжиганиемтоплива в топках для получения необходимого для процесса тепла.Образующиеся газы, содержащиеSO2,обычно используются для производства серной кислоты.

Оксиды серы также возникают в процессепроизводства бумаги и целлюлозной массы в результате сжигания серосодержащихматериалов.

Загрязнение атмосферы углеводородами происходит от химическихпредприятий,нефтеперерабатывающихи металлургических заводов.Углеводороды, выделяются впроцессе производства пластмасс,красителей, пищевыхдобавок,парфюмерных продуктов,смол,пластификаторов,пигментов,пестицидов,атакже при переработке каучуков и нефтехимических продуктов.

Среди химических соединений,выбрасываемых в атмосферу, содержится достаточнобольшое число ядовитых веществ.В настоящее время к опаснымзагрязняющим веществам относятся пары ртути,винилхлорид и бензол, содержаниекоторых в атмосфере подлежит специальному контролю.

Большое количество ископаемого топлива ежегодно сжигается в топкахкотельных для получения тепла.Котельные самые крупные потребители самого “грязного”топлива- угля и мазута.Поэтому энергетика по совокупности количества и качества сжигаемого топливаявляется единственным источником выбросов диоксида серы,а также главным источникомдисперсных загрязнителей и оксида азота.

Газообразные загрязнители возникают впроцессе горения,а дисперсные — механическая пыль,можетвыдуваться при разгрузке и транспортировке угля по конвейеру, а также приудалении и складировании топочной золы.Пыление угля происходит врезультате ветровой эрозии.Использование природногоугля в качестве топлива является более эффективным.Хотя природный газрассматривается как относительно чистое топливо, при его сгорании такжеобразуются загрязняющие вещества:оксиды азота, оксидыуглерода, углеводороды, дым.

Ещё одним немаловажным источникомзагрязнения атмосферы является сжигание твёрдых городских отходов.Вовсех цивилизованных мирах для этих целей существуют мусоросжигательные печи, отконструкции которых зависят составы выбросов.

Дымовые выбросы состоят из относительно безвредных газообразныхпродуктов сгорания:диоксида углерода, воды, инертного азота.Но их избыток можетпривести к образованию шлейфа тумана.Для улавливания дымовых выбросовиспользуют различные фильтры и улавливатели.

Загрязнение окружающей среды выбросамидвигателей внутреннего сгорания привлекают всё более пристальное внимание впоследние годы из-за возросшей угрозы здоровью человека.

Сравнительная характеристика основныхвыбросов различных транспортных средств, как источников загрязнения, приведенав табл.2

Транспортное средство

Аэрозоли

Оксиды серы

Оксиды азота

Углеводороды

Оксиды углерода

Автотранспорт

1,1

0,4

6,6

6,4

61,9

Самолёты

0,1

0,0

0,1

0,2

1,0

Железнодорожный транспорт

0,1

0,7

0,2

0,3

Морской транспорт

0,6

0,3

0,2

0,5

1,5

Увеличениесодержания углекислого газа в атмосфере ведёт к повышению температуры Земли.При увеличении содержания CO2 можно ожидатьповышения среднейтемпературы Земли, хотя зависимость между этими параметрами довольно сложная .Былопроведено множество модельных исследований по этой проблеме.Судяпо их результатам,примерное удвоение содержания CO2 произойдет около 2040 года, в результате чего средняя температурапланеты возрастёт на 2 или 3 С. В полярных районах повышение температуры можетпревысить данное значение в несколько раз.Считается вероятным, чтооколо 2000г.содержание CO2будет составлять ~400млн., что вызовет повышение температуры на 1С, причём также с более значительнымповышением в полярных областях.

Проблема влияния антропогенной деятельностина изменение температуры всё ещё в стадии обсуждения.Конечно, нельзя сводить этовоздействие просто к “Подъёму температуры натермостате”, поскольку глобальное распределение температурысвязано с перемещением атмосферных масс, например со штормами в зимнее время.

Содержание водяного пара также можетизмениться при изменении температуры.Таким образом, конечнымрезультатом изменения концентрации CO2в атмосфере могут статьсложные климатические процессы, связанные с изменением, как температуры, так ипроцессов образования осадков.

Ранее предполагалось, чтоокислы азота, выбрасываемые транспортной авиацией, являются основной причинойразрушения озонового слоя. Однако количественныеизмерения показали, что этот источник ничтожен по сравнению с естественными. Изпродуктов человеческой деятельности наиболее опасными для озонового слояявляются фреоны и подобные им вещества. Они искуственного происхождения ишироко применяются в холодильных установках, различных аэрозольных установках.

Озонсоставляет очень небольшую долю в атмосфере –менее одной миллионной доли и пообъёму, и по массе. Основная его часть концентрируется в стратосфере- до 90%.Остальные 10% сосредоточены в нижних слоях атмосферы. Здесь озон уже являетсяочень опасным загрязнителем воздуха. Он действует на дыхательные пути,раздражает глаза, нарушает рост растительности и т.д. концентрация его ввоздухе, используемом для дыхания, не должна превышать 150-200 мкг/м^3.

Озонобразуется в результате электрических разрядов, но гораздо более важнымиявляются фотохимические реакции с участием веществ-посредников (окислыы азотаили углеводороды). В больших городахв результате промышленных и автомобильныхвыбросов, которые взаимодействуют друг с другом и с другими газами, образуются сложные химические соединения, возникаетфотохимический смог, имеющий высокую концентрацию озона.

Всвязи с тем что экологическая роль озонового слоя в глобальном масштабе велика,многие страны приступили к немедленным практическим действиям. Уже в 1978г.США, Канада и Скандинавские страны запретили применение фреонов в аэрозольныхбалончиках там, где в этом нет необходимости.

Взаключении заметим, что пока наши знания недостаточны, чтобы определитьосновные причины колебания содержания озона в атмосфере и объяснить его механизм. Поэтому любые прогнозы следуетвоспринимать как гипотетические.

Региональные особенности

Мордовия расположена в индустриальной зоне европейской части России, настыке таких высокоразвитых районов, как Центральный, Поволжский,Центрально-чернозёмный. Поэтому качество воздушной среды в республике зависитне только от выбросов местных источников, но и от фонового уровня загрязненияатмосферы региона. Из всех видов загрязнеия воздуха поступающих в мордовиюизвне, наиболее ощутима пыль.

Превышение ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе в течении годанаблюдается в Саранске, Рузаевке, Ковылкино, Комсомольском, Тургеневе.

Основные промышленные источники загрязнения атмосферы в Саранскесосредоточены в северной части города и удалены от центра города на 2- 6км.Это:ОАО Лисма,АО Железобетон, ТЭЦ, ОАО Биохимик. Кроме того, по всему городу расположенымелкие источники загрязнения:более 60 промышленныхпредприятий имеющих более 4000 стационарных источников выбросов вредныхвеществ. Основные загрязняющие вещества окись углерода, сернистый ангидрид,твёрдые вещества, окислы азота, углеводороды. Специфические загрязняющиевещества:соединения свинца, металлической ртути, хлористоговодорода, бутил- ацетата, ацетон.

Соединения тяжёлых металлов относятся кпервому классу опасности. Они имеют замедленное действие в основном нацентральную нервную систему.

Высока доля в загрязнении атмосферы городаавтотранспорта, значительно выше среднего показателя по республике.

Потенциал загрязнения атмосферного воздуха внаселённых пунктах летом выше, чем зимой, т.к. чаще возникают явления,способствующие накоплению паллютантов.

Пылевое загрязнение наиболее характерно длявесны и осени, когда пахотные земли лишены растительности и дуют сильные ветры.Наиболее загрязненными являются районы ТЭЦ-2 и Заречный.

Значительные выбросы пыли происходят придобыче стройматериалов, дроблении и сортировке, при производстве цемента,железобетонных конструкций. Основные выбросы — диспергационные аэрозоли –цементная пыль оказывают вредное действие на здоровье, на видимость, на климат.Таким источником загрязнения является цемзавод в п. Комсомольском.

Результаты по решению

В связи с особенностями сложившийся современнойсоциально-экологической ситуации современному производству предъявляется дваусловия. Первое –производство должно не только создавать материальные блага, нои обезвредить продукты своей деятельности. Второе- продукты производства послеиспользования должны относительно легко снова превращаться в продуктыпроизводства.

Радикальным методом защиты атмосферы от загрязнения служит ликвидациявыбросов до их поступления в атмосферу. Для этого необходимо применнениебезотходных технологий, замена вредных материалов безвредными, герметизациятехнологических процессов в самом производстве, утилизация вредных отходов,применение новейших конструкций фильтров, выбор наиболее подходящей технологииулавливания, а также подавление выбросов двигателей автотранспорта.

Анализ современногосостояния и динамики загрязнения атмосферы показывает, что хотя и медленно, нопроисходит снижение нагрузки на воздушный бассейн города за счёт установкигазо-пылеулавливающих очистных сооружений. За текущие годы количество выбросовв атмосферу снизилось за счёт сокращения производства.

Из конкретных мероприятий, направленных наулучшение состояния атмосферы в нашем городе можно отметить следующее:

1.Вынесение за черту города свалки бытовыхотходов. Планируется строительство мусоросжигательного завода.

2. На АО“Лисма” применяется герметичная капсульная технология производствалюменисцентных ламп. Обязательным является утилизация отходов м вышедших изстроя ламп.

3.Решено, что вновь строящаяся ГРЭС на реке Мокше будет использовать природныйгаз.

Возможно, очень скоро в Мордовии начнётдействовать установка по переработке отходов гальванического производства. Еёразработчиками являются учёные ядерного центра Арзамас-16. Эта установка насегодняшний день единственная в мире и претендует быть названной ноу-хау.

Врезультате переработки отходов на свет Божий появляются компоненты, используемыев производстве грунтовых красок, органических удобрений для цветов и во многомдругом.

Перспективы

Рост производства электроэнергии — непременное условие развития человека. Поэтому абсолютное количествопроизводимой человеком энергии будет возрастать из года в год.

Выше было сказано, что именно с выбросами ватмосферу двуокиси серы и окислов азота в результате сжигания топлива связаныкислотные дожди. Накопление двуокиси углерода вызывает у учёных тревогу овозможности глобального потепления на Земле.

Доля угля в структуре энергетического сырьявозрастает, а проводимые мероприятия по уменьшению выбросов ТЭС, работающих наугле, не дают ощутимых результатов даже в высокоразвитых странах.

В конечном счете, общее оздоровлениевоздушного бассейна зависит от того, как человечество решит вопрос о “экологизации”производства и использования энергии.

Очевидно, в ближайшем будущем не будетнайдено экологически чистых источников энергии и человечеству придётсяпользоваться традиционными видами сырья. Поэтому одним из вариантов решенияпроблемы является в производстве энергии доли т.н. возобновимых ресурсов иядерного сырья.

На долю возобновимых видов приходится около21% мирового потребления. Из них 15% -на долю энергии, получаемой из биомассы и6% на долю гидроэнергии. Подъём вразвитии ядерной энергетики вряд ли можно ожидать после Чернобыльской аварии.

В отдельных странах используется энергиясолнца, ветра, гидротермальная энергия, энергия приливов и отливов, но доля ихв мировом масштабе пока ничтожна, хотя экологичность очевидна.

В программе по улучшению экологическойситуации в Мордовии до 2005года включены такие предложения:

1.

Совершенствованиеприродоохранного законодательства, а также систем экологических стандартов,норм и требований, ужесточение наказания за экологические преступления.

2.

Созданиеконтрольно-регулировочных центров во всех крупных автохозяйствах дляопределения окиси углерода в выхлопных газах.

3.

Организация на стационарныхпостах ГИБДД постоянных пунктов для контроля за уровнем содержания СО2 вотработанных газах.

4.

Сокращение городского паркаавтобусов при одновременном увеличении доли электрифицированного транспорта сувеличением его транспортной сети.

5.

Перевод всех котельных г.Саранска на природный газ и электроэнергию.

6.

Выведение асфальтобетонныхзаводов за пределы г. Саранска

7.

Расширение стационарныхпостов оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха в республике.