Экология по теме воздух реферат

МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН

Средняя
школа №6

ДОКЛАД

«Экология
воздуха»

          Выполнил:

 ученик 3 «Г»
класса

Измайлов  Д.М.

Руководитель:

Садихова М.С.

г.Актау,20025г

                                  
СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Атмосфера
– внешняя оболочка биосферы.

3. Загрязнение
атмосферы.

4. Экологические
последствия загрязнения атмосферы.

4.1
Парниковый эффект.

4.2 Нарушение
озонового слоя.

4.3
Кислотные дожди.

5.
Проблемы экологии атмосферы Казахстана.

6.
Заключение.

7. Список
используемой литературы.

   1. Введение.

       Земля
окружена слоем воздуха толщиной около 500 км, который называют атмосферой. Эта оболочка не даёт
сжечь всё живое на Земле.

Воздух состоит из
разных газов: кислорода, азота и углекислого
газа.                                                                                             

     Чем выше
поднимаешься в атмосферу, тем меньше там воздуха и тем труднее дышать. Вот
почему люди, взбираясь высоко в горы, берут с собой баллоны с
кислородом.                                                                   
                

       Земля
находится на том же расстоянии, что и Луна, от солнца. Почему поверхность Луны
нагревается до + 100-170 градусов и остывает до 200 градусов, а наша планета –
нет? (Благодаря воздушной оболочке.   У Луны нет атмосферы).

       
Воздушный океан очень важен для жизни. Потому что воздухом дышат люди, звери,
птицы и растения – все живое на Земле.

       
Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и
представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы,
сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за
пределами жилых, производственных и иных помещений.

       В настоящее
время из всех форм деградации природной среды именно загрязненность атмосферы
вредными веществами является наиболее опасной. Особенности экологической
обстановки в отдельных регионах Казахстана и возникающие экологические проблемы
обусловлены местными природными условиями и характером воздействия на них
промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства. Степень
загрязнения воздуха зависит, как правило, от степени урбанизированности и
промышленного развития территории (специфика предприятий, их мощность,
размещение, применяемые технологии), а также от климатических условий, которые
определяют потенциал загрязнения атмосферы.

     Атмосфера
оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биосферу, но и на
гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания,
сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и
озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется
пристальное внимание во всех развитых странах.

       Человек
всегда использовал окружающую среду в основ­ном как источник ресурсов, однако в
течение очень дли­тельного времени его деятельность не оказывала заметного
влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под
влиянием хозяйственной деятель­ности обратили на себя внимание ученых. В первой
полови­не нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной
обрушились на человеческую цивилизацию.

      Особенно
резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине 20 века. Во
взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачёк,
когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной
индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали
повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и
регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в
биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей.
  

       

2.  Атмосфера
– внешняя оболочка биосферы.

          Масса
атмосферы нашей планеты ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли.
Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного
то шара атмосферы определяет общий тепловой режим по­верхности нашей планеты,
защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция
атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них – на
режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельеф образования.

        Современный
газовый состав атмосферы – результат длительного исторического развития земного
шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компо­нентов – азота
(78,09%) и кислорода (20,95%). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93%),
углекислый газ (0,03%) и незначительные количества инертных газов (не­он,
гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диок­сидов серы и других
газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с
поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической дея­тельности,
частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты
растительного, живот­ного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль
в атмосфере играет водяной пар.

      Наибольшее
значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы:
кислород, углекис­лый газ и азот. Эти газы участвуют в основных
биогеохимических циклах.

     Кислород
играет важнейшую роль в жизни большинст­ва живых организмов нашей планете. Он
необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земной
атмосферы. Он появился в результате жизнедея­тельности фотосинтезирующих
организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращался в озон. По мере
накопления озона произошло образование озонового слоя в верхних слоях
атмосферы. Озоновый слой, как экран, на­дежно защищает поверхность Земли от
ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

       Современная
атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей
планете. Главные запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органи­ческих веществах
и окислах железа, часть кислорода рас­творена в воде. В атмосфере, по-видимому,
сложилось при­близительное равновесие между производством кислорода в процессе
фотосинтеза и его потреблением живыми организ­мами. Но в последнее время
появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы
кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представ­ляет
разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство
ученых связывают это с дея­тельностью человека.

       Круговорот
кислорода в биосфере необычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию
большое количество органических и неорганических веществ, а также водород,
соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый газ
(диоксид углерода) используется в про­цессе фотосинтеза для образования
органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот
углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений,
животных, участвует в многообраз­ных механизмах круговорота веществ в природе.
Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вды­хаем, примерно одинаково
в различных районах планеты.                      Исключение составляют крупные
города, в которых содер­жание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

       Некоторые
колебания содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от времени
суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования по­казывают,
что с начала века среднее содержание углекис­лого газа в атмосфере, хотя и
медленно, но постоянно уве­личивается. Ученые связывают этот процесс главным
обра­зом с деятельностью человека.

Азот –
незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и
нуклеиновых кислот.

       Атмосфе­ра
неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может
непосредственно исполь­зовать этот азот: он должен быть предварительно связан в
виде химических соединений.

Частично азот
поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, образующегося под
действием электри­ческих разрядов во время гроз. Однако основная часть азота
поступает в воду и почву в результате его биологичес­кой фиксации. Существует
несколько видов бактерий и сине-зеленых водорослей (к счастью, весьма
многочислен­ных), которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате их
деятельности, а также благодаря разложе­нию органических остатков в почве
растения-автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот.

       Круговорот
азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то что круговорот азота
сложнее, чем круговорот углерода, он, как правило, происходит бы­стрее.

Другие составные
части воздуха не участвуют в биохи­мических циклах, но наличие большого
количества загряз­нителей в атмосфере может привести к серьезным наруше­ниям
этих циклов.

   3
Загрязнение атмосферы.

        Различные
негативные изме­нения атмосферы Земли связаны главным образом с изме­нением
концентрации второстепенных компонентов атмо­сферного воздуха.

      
Источниками загрязнения могут быть 
природные,
промышленные и бытовые процессы, а также материалы, изготовленные человеком, на
стадии их хранений и потребления. В соответствии с этим возможно общая
классификация загрязнений по характеру их образования.

Существует два
главных источника загрязнения атмо­сферы: естественный и антропогенный.
Естественный источник – это вулканы, пыльные бури, выветривание, лес­ные
пожары, процессы разложения растений и животных.

К основным
антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия
топливно-энергетичес­кого комплекса, транспорт, различные машиностроитель­ные
предприятия.

      Помимо
газообразных загрязняющих веществ, в атмо­сферу поступает большое количество твердых
частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной
среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром,
ванадий стали практичес­ки постоянными компонентами воздуха промышленных
центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения возду­ха свинцом.

 Природные
источники загрязнений практически постоянной по количеству и качеству, мало
подвержены влиянию человека и фактически не наносят вреда природе.
        Загрязнения, образующие при выработке энергии, составляют основную
группу техногенных загрязнителей атмосферы. К ним относятся сжигание топлива
для нужд промышленности, отопления жилищ, производства электроэнергии,
получения энергии в различных двигателях, включая двигатели внутреннего
сгорания.
Радиоактивные загрязнения бывают природного происхождения (как следствие
естественной радиоактивности, существующей в природе постоянно) и техногенного.
       Последние образуются при добыче ядерного горючего, эксплуатации
установок двигателей, а также в результате аварий. Испытания ядерного оружия
представляют наибольшую и всей опасность для человека, будущих поколений и всей
живой природы, тем более в случаи их проведения в открытых средах. Опасность
ядерного взрыва связано с тем, что он сопровождается:
– выделением радиоактивных изотопов, которые выделяются в атмосферу на высоту
30 км и более, а затем распространяются в виде радиоактивной пыли на громадные
расстояния;
– образованием потока нейтронов, которые, достигнув земной поверхности,
преобразуют элементы почвы, сообщая ей радиоактивность.
         Загрязнения как результат жизни людей включают газообразные выделения
в атмосферу из канализационных и отопительных систем, мусоропроводов, от
автомобильных покрышек, систем коммунального отопления и различных хранилищ
бытовых отходов. Сам процесс дыхания человека также способствует загрязнению
атмосферы. Всё человечество планеты в течение года поглощает из атмосферы
644736 млрд.л. кислорода и выделяет почти столько же углекислого газа.
Ежедневно человек выдыхает около 10 тыс.л. воздуха, насыщенного парами воды и
содержащего 40% СО2.
      
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказыва­ется на состоянии природных
экосистем, особенно на зеле­ном покрове нашей планеты. Одним из самых наглядных
показателей состояния биосферы служат леса их самочув­ствие.

        Кислотные
дожди, вызываемые главным образом диок­сидом серы и оксидами азота, наносят
огромный вред лес­ным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страда­ют от
кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные.

Только на
территории нашей страны общая площадь лесов, пораженных промышленными
выбросами, достиг­ла 1 млн га. Значительным фактором деградации лесов в
последние годы является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Так, в
результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн га лесных мас­сивов.

        Особенно
сильно страдают зеленые насаждения в про­мышленных городах, атмосфера которых
содержит боль­шое количество загрязняющих веществ.

Воздушная
экологическая проблема истощения озоново­го слоя, в том числе появление
озоновых дыр над Антарк­тидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением
фреонов в производстве и быту.

        Хозяйственная
деятельность человека, приобретая все более глобальный характер, начинает
оказывать весьма ощу­тимое влияние на процессы, происходящие в биосфере. Вы уже
узнали о некоторых результатах деятельности человека и их влиянии на биосферу.
К счастью, до определенного уровня биосфера способна к саморегуляции, что
позволяет свести к минимуму негативные последствия деятельности человека. Но
существует предел, когда биосфера уже не в состоянии поддер­живать равновесие.
Начинаются необратимые процессы, при­водящие к экологическим катастрофам. С
ними человечество уже столкнулось в ряде регионов планеты.

                

4. 
Экологические последствия загрязнения атмосферы

К важнейшим
экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1) возможное
потепление климата («парниковый эффект»);

2) нарушение
озонового слоя;

3) выпадение
кислотных дождей.

Большинство ученых
в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.

4.1 Парниковый
эффект

В настоящее время,
наблюдаемое изменение климата, которое выражается в постепенном повышении
среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века,
большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых
«парниковых газов» — диоксида углерода (СО2), метана (СН4),
хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О3), оксидов азота и др. (см.
таблицу 9).

Таблица 9 

Антропогенные
загрязнители атмосферы и связанные с ними изменения (В.А. Вронский, 1996)

                               
http://www.kazedu.kz/images/referats/a37/111953/1.jpeg

Примечание. (+) –
усиление эффекта; (-) – снижение эффекта

Парниковые газы, и
в первую очередь СО2, препятствуют длинноволновому тепловому
излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами,
действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую
часть солнечного излучения, с другой — почти не пропускает наружу тепло,
переизлучаемое Землей.

В связи со
сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа,
угля и др. (ежегодно более 9 млрд. т. условного топлива) — концентрация СО2 в
атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при
промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов
(хлорфторуглеродов). На 1—1,5% в год увеличивается содержание метана (выбросы
из подземных горных выработок, сжигание биомассы, выделения крупным рогатым
скотом и др.). В меньшей степени растет содержание в атмосфере и оксида азота
(на 0,3% ежегодно).

       Следствием
увеличения концентраций этих газов, создающих «парниковый эффект» является рост
средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. В докладе,
подготовленном под эгидой ООН международной группой по проблемам климатических
изменений, утверждается, что к 2100 г. температура на Земле увеличится на 2—4
градуса. Масштабы потепления за этот относительно короткий срок будут
сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а
значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую
очередь, это связано с предполагаемым повышением уровня Мирового океана,
вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.
д. Моделируя экологические последствия повышения уровня океана всего лишь на
0,5—2,0 м к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к
нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем
30 странах, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширных
территорий и к другим неблагоприятным последствиям.

        Однако ряд
ученых видят в предполагаемом глобальном потеплении климата и положительные
экологические последствия. Повышение концентрации СО2 в
атмосфере и связанное с ним увеличение фотосинтеза, а также возрастание
увлажнения климата могут, по их мнению, привести к увеличению продуктивности
как естественных фитоценозов (лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов
(культурных растений, садов, виноградников и др.).

        По вопросу
о степени влияния парниковых газов на глобальное потепление климата также нет
единства во мнениях. Так, в отчете Межправительственной группы экспертов по
проблеме изменения климата (1992) отмечается, что наблюдающееся в последнее
столетие потепление климата на 0,3—0,6 °С могло быть обусловлено преимущественно
природной изменчивостью ряда климатических факторов.

      На
международной конференции в Торонто (Канада) в 1985 г. перед энергетикой всего
мира поставлена задача сократить к 2010 г. на 20% промышленные выбросы углерода
в атмосферу. Но очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен
лишь при сочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики —
максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем и
всей биосферы Земли.

                    
                                 

4.2 Нарушение
озонового слоя

         Озоновый
слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10
до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20—25 км. Насыщенность
атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума
весной в приполярной области. Впервые истощение озонового слоя привлекло
внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было
обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержанием озона, получившее
название «озоновой дыры». С тех пор результаты измерений подтверждают
повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. Так,
например, в России за последние десять лет концентрация озонового слоя
снизилась на 4—6% в зимнее время и на 3 % — в летнее. В настоящее время
истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной
экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность
атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения
(УФ-радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения,
ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить
химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах
с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается
увеличение заболевания людей раком кожи и др. Так, например, по мнению ряда
ученых-экологов, к 2030 г. в России при сохранении нынешних темпов истощения
озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных
заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подавление
иммунной системы и т. д. Установлено также, что растения под влиянием сильного
ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а
нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей
биоты водных экосистем,

       Наука еще
до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой.
Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых
дыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с
повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в
промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители,
аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с
выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона. По данным
международной экологической организации «Гринпис», основными поставщиками хлорфторуглеродов
(фреонов) являются США— 30,85%, Япония — 12,42%, Великобритания — 8,62% и
Россия — 8,0%. США пробили в озоновом слое «дыру» площадью 7 млн. км2,
Япония — 3 млн. км2, что в семь раз больше, чем площадь самой
Японии. В последнее время в США и в ряде западных стран построены заводы по
производству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеродово) с низким
потенциалом разрушения озонового слоя. Согласно протоколу Монреальской
конференции (1990 г.), пересмотренному затем в Лондоне (1991 г.) и Копенгагене
(1992 г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуглерода к 1998 г. на
50%. Согласно ст. 56 Закона Российской Федерации об охране окружающей природной
среды, в соответствии с международными соглашениями, все организации и
предприятия обязаны сократить и в последующем полностью прекратить производство
и использование озоноразрушающих веществ.

       Ряд ученых
продолжают настаивать на естественном происхождении «озоновой дыры». Причины ее
возникновения одни видят в естественной изменчивости озоносферы, циклической
активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией
Земли.

              

4.3 Кислотные
дожди

       Одна из
важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды,
– кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу
диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой,
образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются
подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали
дожди с кислотностью рН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность
осадков в Западной Европе — рН=2,3. Суммарные мировые антропогенные выбросы
двух главных загрязнителей воздуха — виновников подкисления атмосферной влаги —
SO2 и NO составляют ежегодно — более 255 млн. т. По данным
Росгидромета, ежегодно на территории России выпадает не менее 4.22 млн.т серы,
4.0 млн.т. азота (нитратного и аммонийного) в виде кислотных соединений,
содержащихся в атмосферных осадках. Наибольшие нагрузки серы наблюдаются в
густонаселенных и индустриальных регионах страны.

Особенно опасной
ситуация представляется в зоне гумидного климата (от Рязанской области и севернее
в Европейской части и всюду на Урале), так как эти регионы отличаются
естественной повышенной кислотностью природных вод, которая благодаря этим
выбросам еще более возрастает. В свою очередь, это ведет к падению
продуктивности водоемов и росту заболеваемости зубов и кишечного тракта у
людей.

      На огромной
территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на
состоянии всех экосистем. Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются
разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен
для человека. «Озера и реки, лишенные рыбы, гибнущие леса — вот печальные
последствия индустриализации планеты». Опасность представляют, как правило, не
сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Под действием
кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые
растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы —
свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные
соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к
весьма негативным последствиям.

Воздействие
кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным
загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

                          

5. Проблемы
экологии атмосферы Казахстана.

    
В Казахстане развита добывающая и перерабатывающая промышленность и в последние
пять лет темпы роста этих отраслей наращиваются. Строятся и вводятся в
эксплуатацию крупные промышленные объекты, что приводит к повышению загрязнения
воздуха, к ухудшению экологи Казахстана в целом. За много лет в республике
скопилось более двадцати миллиардов тонн отходов, около трети из которых
токсичны. Основная часть этих отходов – результат деятельности горнодобывающей
и горно-перерабатывающей промышленности, предприятия чёрной металлургии,
нефтехимии, производство стройматериалов. Несмотря на то, что крупные компании
и правительство разрабатывают программы по борьбе с загрязнением воздуха,
экология в Казахстане оставляет желать лучшего.

       
Большой проблемой является утилизация попутного и природного газов при добыче
углеводородов. При сжигании попутного газа на факелах происходят выбросы в
атмосферу окислов азота, диоксида серы, сажи.

Наиболее
вредные производства – это свинцово-цинковое в районе Усть-Каменогорска,
свинцово-фосфатное в Шимкенте, фосфорная промышленность Тараза, хромовые
предприятия Актюбинска. Наиболее загрязнён атмосферный воздух над Восточно-Казахстанской,
Карагандинской, Павлодарской областями.

      
В городах Казахстана основной вклад в загрязнение воздуха вносит автомобильный
транспорт. Низкое качество используемого топлива и отсутствие фильтров по
очистке выхлопных газов, плохое состояние подвижного состава автохозяйств,
увеличение количества автомобилей в городах, приводит к тому, что в атмосферу
выбрасывается огромное количество окиси углерода, свинца и др.

      
В пятнадцати городах республики повышен уровень загрязнения атмосферного
воздуха вредными выбросами. Среди этих городов – Зыряновск, Актау, Темиртау,
Тараз, Петропавловск, Шымкент, Алматы. Высокий уровень загрязнения воздуха в
городах является следствием устаревших технологий производства, неэффективные
очистные сооружения, низкое качество используемого топлива. Основные
загрязняющие вещества – это пыль, диоксид серы, диоксид азота, углеводороды,
фенол, свинец, сероводород, хлористый водород, аммиак и др. Каждый из этих
веществ по-своему отрицательно влияет на здоровье. Пыль, например, вызывает
заболевания дыхательных веществ, печени, крови. Наиболее пыльные города
Казахстана – Актау, Атырау, Жезказган, Семипалатинск, Усть-Каменогорск.
Расстройства нервной системы могут быть вызваны повышенным содержанием в
воздухе окиси углерода. При этом возникают головные боли, снижается память,
расстраивается сон. Высокое содержание окиси углерода наблюдается в таких
городах, как Алматы, Актобе, Караганда, Костанай, Петропавловск, Павлодар,
Семипалатинск и некоторые другие. Если же в воздухе присутствует несколько
видов загрязнителей, что обычно и происходит, отрицательный эффект ещё более
усиливается. Это сказывается на иммунной системе, что зачастую приводит к
онкологическим заболеваниям.

Воздух
станет ещё хуже, если не получат серьёзного ускорения и совершенствования уже
начавшиеся процессы научного и инженерно-технического решения проблем очистки
выбросов до норм, действительно соответствующих уровню ПДК.
Это должно стать первым шагом в борьбе за абсолютно чистый воздух городов и всей
планеты. Вопросы охраны и использования земли, недр, вод, атмосферного воздуха,
лесов и иной растительности, животного мира, объектов окружающей среды, имеющих
особую экологическую, научную и культурную ценность, особо охраняемых при
родных территорий в части, не урегулированной настоящим Законом, регулируются
соответствующим ими законодательными и иными нормативными правовыми актами
Республики Казахстан.
Атырауская область, где в основном сосредоточена нефтяная и
нефтеперерабатывающая промышленность, является экологически неблагополучным
регионом Республики Казахстан. Нефтедобывающая отрасль – основной источник
загрязнения атмосферного воздуха: разработка старых и освоение новых
месторождений привели к существенному увеличению загрязнения атмосферного серосодержащими
ингредиентами, углекислым газом и т.д., концентрация которых в десятки раз
превышает допустимый уровень. Большинство месторождений не обустроено,
нефтедобыча ведётся по устаревшим технологиям. Вместе с нефтью добывается
большое количество попутной пластовой воды, а также газа, которые должным
образом не утилизируются, а попросту выбрасываются в окружающую среду.
   На территории области отмечено несколько радиоактивных аномалий, в основном
на нефтепромыслах из-за отложения радиоактивных солей при многолетней добыче
пластовых флюидов, и вокруг территорий бывших военных полигонов. В связи с этим
стоит проблема дезактивации отмеченных участков земли. На полигоне в районе
п.Азгир в 70-80 годах было произведено 17 подземных ядерных взрывов в целях создания
подземных полостей для стратегических запасов топлива, в т.ч. и нефти.
         Однако работы были свернуты, и в наследство Казахстану остались ре –
культивированные земли и тяжёлая демографическая ситуация в этом районе. Данная
территория в течение 25 лет не будет использоваться в народном хозяйстве. Ещё
один полигон «Тайсоган», где проводились испытания тяжёлых и средних ракет
советской армии, до сих пор действующий.
Продукты распада ракетного топлива, сотни километров загрязнённые обломками
территорий – нерадостная реальность, с которой вынуждено мириться местное
население.

      
Сера и сероводород являются одним из загрязнителей района. В отличие от
западной науки, которая считала и считает этот химический элемент относительно
безвредным веществом, ещё советская наука определяла серу как вредное вещество
четвёртого класса. И по этим соображениям хранить серу необходимо только в
закрытых помещениях.

       Именно в серных блоках предприятия западных стран
хранят серу. Но учитывая их климат это нормально для них. А для нас это не
допустимо учитывая скорость ветра нашего района, которая составляет в среднем
15 метров в секунду и засушливый климат. Работники ТШО говорят, что летом при
ветреной погоде над серными блоками поднимается жёлтая пыль. Это – сера. Также
они говорят, что однажды после длинного дождя вокруг серных блоков образовалась
большая лужа. И они скачали эту воду в ёмкости из нержавейки. А на следующий
день эти бочки оказались продырявленными. Это говорит о том, что образовалось
серная кислота с большой концентрацией.

А проблема с серой уже не терпит промедления. Сегодня настало
время поставить окончательную точку над всеми проблемами. Подойти к решению
проблемы и напрочь «стереть» серу с лица земли можно двумя путями. Первый из
которых- это допустить к переработке и реализации казахстанские компании. А
второй заключается в том, чтобы устанавливать, причём, очень срочно, завод по
переработке серы.

         Основные направления охраны окружающей среды в
промышленных выбросов, её загрязнителей состоят из нескольких блоков, важнейшим
из которых является очистка атмосферного воздуха от её загрязнений, прежде
всего от пыли частицы промышленной пыли имеют большую суммарную поверхность, по
этому химическая и биологическая активность пыли значительно выше, чем у
исходных материалов. Частицы пыли разительно отличаются по своему размеру
форме. Размер частиц характеризуется особенностью их осаждения. Такой величиной
служит седиментационный диаметр шара. Диаметр и плотность частиц определяют скорость
их осаждения.

Принцип действий пылеулавливающих аппаратов
основан на различных механизмах осаждения частиц: гравитационном осаждении,
которое происходит под действием силы тяжести при прохождении частиц через
аппарат; осаждение под действием центробежной силы, инерционном осаждении, т.е.
осаждении и др.

        Очистка отходящих газов является
наиболее эффективным методом их обезвреживания. Существует несколько методов
очистки, которые классифицируют по различным признакам. Все эти методы можно
разделить на две группы- некаталитические и каталитические. В первой группе
методов примеси выводится из газовой смеси путём поглощения их жидкими или
твёрдыми поглотителями. С помощью методов второй группы, каталитических,
примеси не выделяются из системы, а вследствие химических реакций превращаются
в другие вещества, которые остаются в газовой смеси или затем удаляются.

Исходя, из выше изложенного считаю необходимым:
– совершенствование или принципиальное изменение
технологического процесса для сокращения или полного исключения отходов
производства;

– комплектное извлечение из минерального сырья
всех полезных компонентов и включение их в данной технологический процесс;

– улавливание газообразных и жидких выбросов, их
обезвреживание и получение вторичного сырья или готовой продукции;

– развитие технологий переработки твёрдых
отходов, обеспечивающих производство новых изделий или сырьевых материалов;

– организация сбора, сортировки на составляющие
компоненты, хранения и обезвреживания отходов потребления с дальнейшим их
использованием в качестве вторичного сырья.

6. Заключение

        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 выявившимися затруднениями.

Однако воздействие
человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Только во второй
половине XX века благодаря развитию экологии и распространению экологических
знаний среди населения стало очевидным, что человечество является непременной
частью биосферы, что покорение природы, бесконтрольное использование ее
ресурсов и загрязнение окружающей среды – тупик в развитии цивилизации и в
эволюции самого человека. Поэтому важнейшее условие развития человечества –
бережное отношение к природе, всесторонняя забота о рациональном использовании
и восстановлении ее ресурсов, сохранении благоприятной окружающей среды.

Однако многие не
понимают тесной взаимосвязи между хозяйственной деятельностью людей и
состоянием окружающей природной среды.

Широкое
эколого-природоохранное просвещение должно помочь людям в усвоении таких
экологических знаний и этических норм и ценностей, отношений и образа жизни,
которые необходимы для устойчивого развития природы и общества. 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 надёжные данные о современном
состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических
факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда,
наносимого Природе Человеком.

7.
Список используемой литературы

1. 
Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология. М.: Юнити, 2000.

2. 
Безуглая Э.Ю., Завадская Е.К. Влияние загрязнения атмосферы на здоровье
населения. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. С. 171–199.

3. 
Гальперин М. В. Экология и основы природопользования. М.: Форум-Инфра-м, 2003.

4. 
Данилов-Данильян В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность.
М.: МНЭПУ, 1997.

5. 
Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере.
Справочное пособие / Ред. Э.Ю.Безуглая и М.Е.Берлянд. – Ленинград,
Гидрометеоиздат, 1983.

6. 
Уорк K., Уорнер С., Загрязнение воздуха. Источники и контроль, пер. с англ., М.
1980.

7.  Перечень
и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Изд. 6-е. СПб., 2005, 290 с.

8. Книга
«Атырау» 2000 г. “Атамұра”

9. Газета «Прикаспийская коммуна» 9 октября 2004
г.

10. Фурсов В.И., Ергалиев Т. «Общая экология»
2001 г.

                                       СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Атмосфера
– внешняя оболочка биосферы.

3. Загрязнение
атмосферы.

4. Экологические
последствия загрязнения атмосферы.

4.1
Парниковый эффект.

4.2 Нарушение
озонового слоя.

4.3
Кислотные дожди.

5.
Проблемы экологии атмосферы Казахстана.

6.
Заключение.

7. Список
используемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение 2

Загрязнение атмосферы 2

Источники загрязнения атмосферы 3

Химическое загрязнение атмосферы 6

Аэрозольное загрязнение атмосферы 8

Фотохимический туман 10

Озоновый слой Земли 10

Загрязнение атмосферы выбросами транспорта 13

Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта 15

Средства защиты атмосферы 17

Способы очистки газовых выбросов в атмосферу 18

Охрана атмосферного воздуха 19

Заключение 20

Список использованной литературы 22

Введение

Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе, то теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния на биосферу.

Опасность непредсказуемых изменений в стабильном состоянии биосферы, к которому исторически приспособлены природные сообщества и виды, включая самого человека, столь велика при сохранении привычных способов хозяйствования, что перед нынешними поколениями людей, населяющими Землю, возникла задача экстренного усовершенствования всех сторон своей жизни в соответствии с необходимостью сохранения сложившегося круговорота веществ и энергии в биосфере. Кроме того, повсеместное загрязнение окружающей нас среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования организма людей, представляет серьезную опасность для нашего здоровья и благополучия будущих поколений.

Загрязнение атмосферы

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы – самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

В последние годы получены данные о существенной роли для сохранения биосферы озонового слоя атмосферы, поглощающего губительное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца и формирующего на высотах около 40 км тепловой барьер, предохраняющий охлаждение земной поверхности.

Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

Загрязненная приземная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие болезни, список которых определяется присутствующими в воздухе загрязняющими веществами и их совместным воздействием на организм человека. Результаты специальных исследований, выполненных в России и за рубежом, показали, что между здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная положительная связь.

Основные агенты воздействия атмосферы на гидросферу – атмосферные осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы.

Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов фотосинтеза, приводящих к замедлению роста и гибели растений. Высокая чувствительность деревьев (особенно березы, дуба) к загрязнению воздуха выявленадавно. Совместное действие обоих факторов приводит к заметному уменьшению плодородия почв и исчезновению лесов. Кислотные атмосферные осадки рассматриваются сейчас как мощный фактор не только выветривания горных пород и ухудшения качества несущих грунтов, но и химического разрушения техногенных объектов, включая памятники культуры и наземные линии связи. Во многих экономически развитых странах в настоящее время реализуются программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков. В рамках Национальной программы по оценке влияния кислотных атмосферных осадков, учрежденной в 1980 году многие федеральные ведомства США началифинансировать исследования атмосферных процессов, вызывающих кислотные дожди, с целью оценки влияния последних на экосистемы и выработки соответствующих природоохранных мер. Выяснилось, что кислотные дожди оказывают многоплановое воздействие на окружающую среду и являются результатом самоочищения (промывания) атмосферы. Основные кислотные агенты – разбавленные серная и азотная кислоты, образующиеся при реакциях окисления оксидов серы и азота с участием пероксида водорода.

Источники загрязнения атмосферы

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

Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы – вулканическая и флюидная активность ЗемлиКрупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет.

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

1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т.углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860 – 1960 гг.) содержание СО2 увеличилось на 18 %(с 0,027 до 0,032%).За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к 2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05%.

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

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

4. Производственная деятельность.

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

6. Выбросы предприятиями различных газов.

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

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

9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3 . В больших количествах озон является высокотоксичным газом.

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

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

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

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

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

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

Выявлена тенденция совместного накопления в твердых взвешенных частицах приземной атмосферы Европейской России свинца и олова; хрома, кобальта и никеля; стронция, фосфора, скандия, редких земель и кальция; бериллия, олова, ниобия, вольфрама и молибдена; лития, бериллия и галлия; бария, цинка, марганца и меди. Высокие концентрации в снеговой пыли тяжелых металлов обусловлены как присутствием их минеральных фаз, образовавшихся при сжигании угля, мазута и других видов топлива, так и сорбцией сажей, глинистыми частицами газообразных соединений типа галогенидов олова.

Время «жизни» газов и аэрозолей в атмосфере колеблется в очень широком диапазоне (от 1 – 3 минут до нескольких месяцев) и зависит в основном от их химической устойчивости размера (для аэрозолей) и присутствия реакционно-способных компонентов (озон, пероксид водорода и др.).

Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным образом по нормативному подходу. Величины ПДК токсических химических веществ и другие нормативные показатели качества воздуха приведены во многих справочниках и руководствах. В таком руководстве для Европы кроме токсичности загрязняющих веществ (канцерогенное, мутагенное, аллергенное и другие воздействия) учитываются их распространенность и способность к аккумуляции в организме человека и пищевой цепи. Недостатки нормативного подхода – ненадежность принятых значений ПДК и других показателей из-за слабой разработанности их эмпирической наблюдательной базы, отсутствие учета совместного воздействия загрязнителей и резких изменений состояния приземного слоя атмосферы во времени и пространстве. Стационарных постов наблюдения за воздушным бассейном мало, и они не позволяют адекватно оценить его состояние в крупных промышленно – урбанизированных центрах. В качестве индикаторов химического состава приземной атмосферы можно использовать хвою, лишайники, мхи. На начальном этапе выявления очагов радиоактивного загрязнения, связанных с чернобыльской аварией, изучалась хвоя сосны, обладающая способностью накапливать радионуклиды, находящиеся в воздухе. Широко известно покраснение игл хвойных деревьев в периоды смогов в городах.

Наиболее чутким и надежным индикатором состояния приземной атмосферы является снеговой покров, депонирующий загрязняющие вещества за сравнительно длительный период времени и позволяющий установить местоположение источников пылегазовыбросов по комплексу показателей. В снеговых выпадениях фиксируются загрязнители, которые не улавливаются прямыми измерениями или расчетными данными по пылегазовыбросам.

К перспективным направлениям оценки состояния приземной атмосферы крупных промышленно – урбанизированных территорий относится многоканальное дистанционное зондирование. Преимущество этого метода заключается в способности быстро, неоднократно и в «одном ключе» охарактеризовать большие площади. К настоящему времени разработаны способы оценки содержания в атмосфере аэрозолей. Развитие научно-технического прогресса позволяет надеяться на выработку таких способов и в отношении других загрязняющих веществ.

Прогноз состояния приземной атмосферы осуществляется по комплексным данным. К ним прежде всего относятся результаты мониторинговых наблюдений, закономерности миграции и трансформации загрязняющихвеществ в атмосфере, особенности антропогенных и природных процессов загрязнения воздушного бассейна изучаемой территории, влияние метеопараметров, рельефа и других факторов на распределение загрязнителей в окружающей среде. Для этого в отношении конкретного региона разрабатываются эвристичные модели изменения приземной атмосферы во времени и пространстве. Наибольшие успехи в решении этой сложной проблемы достигнуты для районов расположения АЭС. Конечный результат применения таких моделей – количественная оценка риска загрязнения воздуха и оценка его приемлемости с социально-экономической точки зрения.

Химическое загрязнение атмосферы

Под загрязнением атмосферыследует понимать изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. Вещества-загрязнители бывают трех видов: газы, пыль и аэрозоли. К последним относятся диспергированные твердые частицы, выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном состоянии.

К основным загрязнителям атмосферы относятся углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы и азота, а также малые газовые составляющие, способные оказывать влияние на температурный режим тропосферы: диоксид азота, галогенуглероды (фреоны), метан и тропосферный озон.

Основной вклад в высокий уровень загрязнения воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а в некоторых городах и котельные.

Источники загрязнений – теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные 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 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 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид . Выделяется в процессе сгорания серо-содержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 85 процентов от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид . Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан гидрида.

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

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

е) Соединения фтора . Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики. стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора . Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на I т. предельного чугуна выделяется кроме 2,7 кг сернистого газа и 4,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников на территории России составляет около 22 – 25 млн. т. в год.

Аэрозольное загрязнение атмосферы

Из естественных и антропогенных источников в атмосферу ежегодно поступают сотни миллионов тонн аэрозолей. Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Аэрозоли разделяются на первичные (выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в атмосфере), летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие (отлагаются на поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и тонкодисперсные летучие аэрозоли – (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.) имеют тенденцию накапливаться в низинах, заливах и других понижениях рельефа, в меньшей степени на водоразделах.

К естественным источникам относят пыльные бури, вулканические извержения и лесные пожары. Газообразные выбросы (например, SO2 ) приводят к образованию в атмосфере аэрозолей. Несмотря на то, что время пребывания в тропосфере аэрозолей исчисляется несколькими сутками, они могут вызвать снижение средней температуры воздуха у земной поверхности на 0,1 – 0,3С0 . Не меньшую опасность для атмосферы и биосферы представляют аэрозоли антропогенного происхождения, образующиеся при сжигании топлива либо содержащиеся в промышленных выбросах.

Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены в таблице 1 .

ТАБЛИЦА 1

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС ВЫБРОС ПЫЛИ, МЛН. Т/ГОД

1.Сжигание каменного угля 93,6

2.Выплавка чугуна 20,21

3.Выплавка меди (без очистки) 6,23

4.Выплавка цинка 0,18

5.Выплавка олова (без очистки) 0,004

6.Выплавка свинца 0,13

7.Производство цемента 53,37

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений 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: желеэа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Они содержатся в выбросах предприятий теплоэнергетики, черной и цветной металлургии, стройматериалов, а также автомобильного транспорта. Пыль, осаждающаяся в индустриальных районах, содержит до 20%оксида железа, 15%силикатов и 5%сажи, а также примеси различных металлов (свинец, ванадий, молибден, мышьяк, сурьма и т.д.).

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 перерабатываюшей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва ( 250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м условного оксида углерода и более 150 т. пыли. 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.

Концентрация аэрозолей меняется в весьма широких пределах: от 10 мг/м3 в чистой атмосфере до 2.10 мг/м3 в индустриальных районах. Концентрация аэрозолей в индустриальных районах и крупных городах с интенсивным автомобильным движением в сотни раз выше, чем в сельской местности. Среди аэрозолей антропогенного происхождения особую опасность для биосферы представляет свинец, концентрация которого изменяется от 0,000001 мг/м3 для незаселенных районов до 0,0001 мг/м3 для селитебных территорий. В городах концентрация свинца значительно выше – от 0,001 до 0,03 мг/м3 .

Аэрозоли загрязняют не только атмосферу, но и стратосферу, оказывая влияние на ее спектральные характеристики и вызывая опасность повреждения озонового слоя. Непосредственно в стратосферу аэрозоли поступают с выбросами сверхзвуковых самолетов, однако имеются аэрозоли и газы, диффундирующие в стратосфере.

Основной аэрозоль атмосферы – сернистый ангидрид (SO2 ), несмотря на большие масштабы его выбросов в атмосферу, является короткоживущим газом (4 – 5 суток). По современным оценкам, на больших высотах выхлопные газы авиационных двигателей могут увеличить естественный фон SO2 на 20%.Хотя эта цифра невелика, повышение интенсивности полетов уже в ХХ веке может сказаться на альбедо земной поверхности в сторону его увеличения. Ежегодное поступление сернистого газа в атмосферу только вследствие промышленных выбросов оценивается почти в 150 млн. т. В отличие от углекислого газа сернистый ангидрид является весьма нестойким химическим соединением. Под воздействием коротковолновой солнечной радиации он быстро превращается в серный ангидрид и в контакте с водяным паром переводится в сернистую кислоту. В загрязненной атмосфере, содержащей диоксид азота, сернистый ангидрид быстро переводится в серную кислоту, которая, соединяясь с капельками воды, образует так называемые кислотные дожди.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды – насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 3 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 воздушным массам 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.

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: наличие в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей; интенсивная солнечная радиация и безветрие или очень слабый обмен 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. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количестве 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. 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.

Озоновый слой Земли

Озоновый слой Земли  это слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 – 8 (на полюсах), 17 – 18 (на экваторе) и 50 км над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для всего живого на Земле. Его концентрация на высоте 20 – 22 км от поверхности Земли, где она достигает максимума, ничтожно мала. Эта естественная защитная пленка очень тонка: в тропиках ее толщина составляет всего 2 мм, у полюсов она вдвое больше.

Активно поглощающий ультрафиолетовое излучение озоновый слой создает оптимальные световой и термические режимы земной поверхности, благоприятные для существования живых организмов на Земле. Концентрация озона в стратосфере непостоянна, увеличиваясь от низких широт к высоким, и подвержена сезонным изменениям с максимумом весной.

Своему существованию озоновый слой обязан деятельности фотосинтезирующих растений (выделение кислорода) и действию на кислород ультрафиолетовых лучей. Он защищает все живое на Земле от губительного действия этих лучей.

Предполагается, что глобальное загрязнение атмосферы некоторыми веществами (фреонами, оксидами азота и др.) может нарушить функционирование озонового слоя Земли.

Главную опасность для атмосферного озона составляет группа химических веществ, объединенных термином «хлор-фторуглероды» (ХФУ), называемых также фреонами. В течение полувека эти химикаты, впервые полученные в 1928 г., считались чудо – веществами. Они нетоксичны, инертны, чрезвычайно стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. И поэтому сфера применения ХФУ динамично расширялась. В массовых масштабах их начали использовать в качестве хладагентов при изготовлении холодильников. Затем они стали применяться в системах кондиционирования воздуха, а с началом всемирного аэрозольного бума получили самое широкое распространение. Фреоны оказались очень эффективны при промывке деталей в электронной промышленности, а также нашли широкое применение в производстве пенополиуретанов. Пик их мирового производства пришелся на 1987 – 1988 гг. и составил около 1,2 – 1,4 млн., т. в год, из которых на долю США приходилось около 35%.

Механизм действия фреонов следующий. Попадая в верхние слои атмосферы, эти инертные у поверхности Земли вещества становятся активными. Под воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в их молекулах нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона «вышибает» из нее один атом. Озон перестает быть озоном, превращаясь в кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, опять оказывается свободным и «пускается в погоню» за новой «жертвой». Его активности и агрессивности хватает на то, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона.

Активную роль в образовании и разрушении озона играют также оксиды азота, тяжелых металлов (меди, железа, марганца), хлор, бром, фтор. Поэтому общий баланс озона в стратосфере регулируется сложным комплексом процессов, в которых значительными являются около 100 химических и фотохимических реакций. С учетом сложившегося в настоящее время газового состава стратосферы в порядке оценки можно говорить, что около 70 %озона разрушается по азотному циклу, 17 – по кислородному, 10 – по водородному, около 2 – по хлорному и другим и около 1,2 %поступает в тропосферу.

В этом балансе азот, хлор, кислород, водород и другие компоненты участвуют как бы в виде катализаторов, не меняя своего «содержания», поэтому процессы, приводящие к их накоплению в стратосфере или удалению из нее, существенно сказываются на содержании озона. В связи с этим попадание в верхние слои атмосферы даже относительно небольших количеств таких веществ может устойчиво и долгосрочно влиять на установившийся баланс, связанный с образованием и разрушением озона.

Нарушить экологический баланс, как показывает жизнь, совсем несложно. Неизмеримо сложнее восстановить его. Озоноразрушающие вещества на редкость стойки. Различные виды фреонов, попав в атмосферу, могут существовать в ней и творить свое разрушительное дело от 75 до 100 лет.

Малозаметные поначалу, но накапливающиеся изменения озонового слоя привели к тому, что в Северном полушарии в зоне от 30 до 64-го градуса северной широты с 1970 г. общее содержание озона сократилось на 4%зимой и на 1%летом. Над Антарктидой – а именно здесь впервые была обнаружена «пробоина» в озоновом слое – каждую полярную весну открывается огромная «дыра», с каждым годом все увеличивающаяся. Если в 1990 – 1991 гг. размеры озоновой «дыры» не превышали 10,1 млн. км2 , то в 1996 г., как сообщает бюллетень Всемирной метеорологической организации (ВМО), ее площадь уже составляла 22 млн. км2 . Эта площадь в 2раза больше площади Европы. Количество озона над шестым континентом было вполовину ниже нормативного.

Более 40 лет ВМО наблюдает за озоновым слоем над Антарктидой. Феномен регулярного образования «дыр» именно над ней и Арктикой объясняется тем, что озон особенно легко уничтожается при низких температурах.

Впервые беспрецедентная по своим масштабам озоновая аномалия в Северном полушарии, «накрывшая» гигантскую площадь от побережья Ледовитого океана до Крыма, была зафиксирована в 1994 г. Озоновый слой угасал на 10 – 15%,а в отдельные месяцы – на 20 – 30%.Однако даже эта – исключительная картина не говорила о том, что вот-вот грянет еще более масштабная катастрофа.

И, тем не менее, уже в феврале 1995 г. ученые Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Росгидромета зарегистрировали катастрофическое падение (на 40%)озона над районами Восточной Сибири. К середине марта ситуация еще более осложнилась. Это означало только одно – над планетой образовалась еще одна озоновая «дыра». Однако сегодня трудно говорить о периодичности появления этой «дыры». Будет ли она увеличиваться и какую территорию захватит – это покажут наблюдения.

В 1985 г. над Антарктидой исчезла почти половина озонового слоя, при этом появилась «дыра», которая через два года расползлась на десятки миллионов квадратных километров и вышла за пределы шестого континента. С 1986 г. истощение озона не только продолжалось, но и резко усиливалось – он улетучивался в 2 – 3 раза быстрее, чем прогнозировали ученые. В 1992 г. озоновый слой уменьшился не только над Антарктидой, но и над другими районами планеты. В 1994 г. была зарегистрирована гигантская аномалия, захватившая территории Западной и Восточной Европы, Северной Азии и Северной Америки.

Если вникнуть в эту динамику, то складывается впечатление, что атмосферная система действительно вышла из равновесия и неизвестно, когда стабилизируется. Возможно, озоновые метаморфозы в какой-то мере есть отражение длительных циклических процессов, о которых мы мало что знаем. Для объяснения нынешних озоновых пульсаций нам не хватает данных. Быть может, они естественного происхождения, и, возможно, со временем все утрясется.

Многие страны мира разрабатывают и осуществляют мероприятия по выполнению Венских конвенций об охране озонового слоя и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

В чем заключается конкретность мер по сохранению озонового слоя над Землей?

Согласно международным соглашениям промышленно развитые страны полностью прекращают производство фреонов и тетрахлорида углерода, которые также разрушают озон, а развивающиеся страны – к 2010 г. Россия из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочки на 3 – 4 года.

Вторым этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых в промышленно развитых странах с 1996 г. заморожен, гидрофреоны полностью снимаются с производства к 2030 г. Однако развивающиеся страны до сих пор не взяли на себя обязательств по контролю над этими химическими субстанциями.

Восстановить озоновый слой над Антарктидой при помощи запуска специальных воздушных шаров с установками для производства озона надеется английская группа защитников окружающей среды, которая называется «Помогите озону». Один из авторов этого проекта заявил, что озонаторы, работающие от солнечных батарей, будут установлены на сотнях шаров, наполненных водородом или гелием.

Несколько лет назад была разработана технология замены фреона специально подготовленным пропаном. Ныне промышленность уже на треть сократила выпуск аэрозолей с использованием фреонов, В странах ЕЭС намечено полное прекращение использования фреонов на заводах бытовой химии и т.д.

Разрушение озонового слоя – один из факторов, вызывающих глобальное изменение климата на нашей планете. Последствия этого явления, названного «парниковым эффектом», крайне сложно прогнозировать. А ведь ученые с тревогой говорят и о возможности изменения количества осадков, перераспределении их между зимой и летом, о перспективе превращения плодородных регионов в засушливые пустыни, повышении уровня Мирового океана в результате таяния полярных льдов.

Последствия разрушения озонового слоя можнопроиллюстрировать примерами. Так, 1%-ноесокращение озонового слоя вызывает 4%-ный скачок в распространении рака кожи. Вызывая рак кожи и ее старение, ультрафиолетовые лучи одновременно подавляют иммунную систему, что приводит к возникновениюинфекционных, вирусных, паразитарных и других заболеваний, к которым относятся корь, ветряная оспа, малярия, лишай, туберкулез, проказа и др. Десятки миллионов жителей планеты полностью или частично потеряли зрение из-за катаракты – болезни, которая возникает в результате повышенной солнечной радиации.

Рост губительного воздействия ультрафиолетового излучения вызывает деградацию экосистем и генофонда флоры и фауны, снижает урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность Мирового океана.

Загрязнение атмосферы выбросами транспорта

Большую долю в загрязнении атмосферы составляют выбросы вредных веществ от автомобилей. Сейчас на Земле эксплуатируется около 500 млн. автомобилей, а к 2000 г. ожидается увеличение их числа до 900 млн. В 1997 г. в Москве эксплуатировались 2400 тыс. автомобилей при нормативе 800 тыс. автомобилей на действующие дороги.

В настоящее время на долю автомобильного транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду, которые являются главным источником загрязнения атмосферы, особенно в крупных городах. В среднем при пробеге 15 тыс. км за год каждый автомобиль сжигает 2 т топлива и около 26 – 30 т воздуха, в том числе 4,5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека. При этом автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/год): угарного газа – 700, диоксида азота – 40, несгоревших углеводородов – 230 и твердых веществ – 2 – 5. Кроме того, выбрасывается много соединений свинца из-за применения в большинстве своем этилированного бензина.

Наблюдения показали, что в домах, расположенных рядом с большой дорогой (до 10 м), жители болеют раком в 3 – 4 раза чаще, чем в домах, удаленных от дороги на расстояние 50 м. Транспорт отравляет также водоемы, почву и растения.

Токсичными выбросами двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает приблизительно 45 % углеводородов от их общего выброса.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и, особенно, от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы оксида углерода увеличиваются в 4…5 раза. Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70 %свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30 % оседает на земле сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40 % остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5…3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине.

Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина неэтилированным.

Выхлопные газы ГТДУ содержат такие токсичные компоненты, как оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажу, альдегиды и др. Содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя. Высокие концентрации оксида углерода и углеводородов характерны для газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) на пониженных режимах (при холостом ходе, рулении, приближении к аэропорту, заходе на посадку), тогда как содержание оксидов азота существенно возрастает при работе на режимах, близких к номинальному (взлете, наборе высоты, полетном режиме).

Суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20…30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов. Отмечается влияние ГТДУ на озоновый слой и накопление углекислого газа в атмосфере.

Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГГДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные о выбросах вредных веществ в аэропортах подзывают, что поступления от ГТДУ в приземной слой атмосферы составляют, %: оксид углерода – 55, оксиды азота – 77, углеводороды – 93 и аэрозоль – 97. Остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете, при наземных испытаниях в процессе их производства или после ремонта, при хранении и транспортировании топлива. Состав продуктов сгорания при работе таких двигателей определяется составом компонентов топлива, температурой сгорания, процессами диссоциации и рекомбинации молекул. Количество продуктов сгорания зависит от мощности (тяги) двигательных установок. При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются пары воды, диоксид углерода, хлор, пары соляной кислоты, оксид углерода, оксид азота, а также твердые частицы Аl2 O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

При старте ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на приземной слой атмосферы, но и на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов сверхзвуковых самолетов.

В связи с развитием авиации и ракетной техники, а также интенсивным использованием авиационных и ракетных двигателей в других отраслях народного хозяйства существенно возрос общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5 % токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов.

Мероприятия по борьбе с выбросами автотранспорта

Оценка автомобилей по токсичности выхлопов. Большое значение имеет повседневный контроль над автомашинами. Все автохозяйства обязаны следить за исправностью выпускаемых на линию машин. При хорошо работающем двигателе в выхлопных газах окиси углерода должно содержаться не более допустимой нормы.

Положением о Государственной автомобильной инспекции на нее возложен контроль за выполнением мероприятий по охране окружающей среды от вредного влияния автомототранспорта.

В принятом стандарте на токсичность предусмотрено дальнейшее ужесточение нормы, хотя они и сегодня в России жестче европейских: по окиси углерода—на 35%, по углеводородам—на 12%, по окислам азота—на 21%.

На заводах введены контроль и регулирование автомобилей по токсичности и дымности отработавших газов.

Системы управления городским транспортом. Разработаны новые системы регулирования уличного движения, которые сводят к минимуму возможность образования пробок, потому что, останавливаясь и потом набирая скорость, автомобиль выбрасывает в несколько раз больше вредных веществ, чем при равномерном движении.

Построены автомагистрали в обход городов, которые приняли весь поток транзитного транспорта, который раньше нескончаемой лентой тянулся по городским улицам. Резко снизилась интенсивность движения, уменьшился шум, чище стал воздух.

В Москве создана автоматизированная система управления дорожным движением «Старт». Благодаря совершенным техническим средствам, математическим методам и вычислительной технике она позволяет оптимально управлять движением транспорта во всем городе и полностью освобождает человека от обязанностей непосредственного регулирования автомобильных потоков. «Старт» на 20—25% сократит задержки транспорта у перекрестков, на 8—10% уменьшит количество дорожно-транспортных происшествий, улучшит санитарное состояние городского воздуха, увеличит скорость сообщения общественного транспорта, снизит уровень шумов.

Перевод автотранспорта на дизельные двигатели. По мнению специалистов, перевод автотранспорта на дизельные двигатели уменьшит выброс в атмосферу вредных веществ. В выхлопе дизеля почти не содержится ядовитой окиси углерода, так как дизельное топливо сжигается в нем практически полностью. К тому же дизельное топливо свободно от тетраэтила свинца, присадки, которая используется для повышения октанового числа бензина, сжигаемого в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжигания.

Дизель экономичнее карбюраторного двигателя на 20—30%. Более того, для производства 1 л дизельного топлива требуется в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количества бензина. Получается, таким образом, как бы двойная экономия энергоресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизельном топливе.

Совершенствование двигателей внутреннего сгорания. Создание автомобилей с учетом требований экологии—одна из серьезных задач, которые стоят сегодня перед конструкторами.

Совершенствование процесса сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания, применение электронной системы зажигания приводит к уменьшению в выхлопе вредных веществ.

Нейтрализаторы. Большое внимание придается разработке устройства снижения токсичности—нейтрализаторов, которыми можно оснастить современные автомобили.

Способ каталитического преобразования продуктов сгорания заключается в том, что отработавшие газы очищаются, вступая в контакт с катализатором. Одновременно происходит дожигание продуктов неполного сгорания, содержащихся в выхлопе автомобилей.

Нейтрализатор крепят к выхлопной трубе, и газы, прошедшие через него, выбрасываются в атмосферу очищенными. Одновременно устройство может выполнять функции глушителя шума. Эффект от использования нейтрализаторов достигается внушительный: при оптимальном режиме выброс в атмосферу оксида углерода уменьшается на 70—80%, а углеводородов—на 50—70%.

Значительно улучшить состав выхлопных газов можно с помощью различных добавок к топливу. Ученые разработали присадку, которая снижает содержание сажи в выхлопных газах на 60—90% и канцерогенных веществ—на 40%.

В последнее время на нефтеперерабатывающих предприятиях страны широко внедряется процесс каталитического риформинга низкооктановых бензинов. В результате можно выпускать неэтилированные, малотоксичные бензины. Использование их снижает загрязненность атмосферного воздуха, увеличивает срок службы автомобильных двигателей, сокращает расход топлива.

Газ вместо бензина. Высокооктановое, стабильное по составу газовое топливо хорошо смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, способствуя более полному сгоранию рабочей смеси. Суммарный выброс токсичных веществ у автомобилей, работающих на сжиженном газе, значительно меньше, чем у машин с бензиновыми двигателями. Так, грузовик «ЗИЛ-130», переведенный на газ, имеет показатель по токсичности почти в 4 раза меньше, чем его бензиновый собрат.

При работе двигателя на газе происходит более полное сгорание смеси. А это ведет к снижению токсичности отработавших газов, уменьшению нагарообразования и расхода масла, увеличению моторесурса. Кроме того, сжиженный газ дешевле бензина.

Электромобиль. В настоящее время, когда автомобиль с бензиновым двигателем стал одним из существенных факторов, приводящих к загрязнению окружающей среды, специалисты все чаще обращаются к идее создания «чистого» автомобиля. Речь, как правило, идет об электроавтомобиле.

В настоящее время в нашей стране производятся электромобили пяти марок. Электромобиль Ульяновского автозавода («УАЗ»-451-МИ) отличается от остальных моделей системой электродвижения на переменном токе и встроенным зарядным устройством. В интересах защиты окружающей среды считается целесообразным перевод автотранспорта на электротягу, особенно в крупных городах.

Средства защиты атмосферы

Контроль загрязнения атмосферы на территории России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200 станций и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей и города с крупными промышленными предприятиями.

Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Во всех случаях должно соблюдаться условие:

С+сф £ПДК (1)

по каждому вредному веществу (сф – фоновая концентрация).

Соблюдение этого требования достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере превышают ПДК, то применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очистки, установленных в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы.

На практике реализуются следующие варианты защиты атмосферного воздуха :

– вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией;

– локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху;

– локализация токсичныхвеществ взоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере;

– очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом;

– очистка отработавших газов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.)

Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок.

Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные и высокоскоростные); аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные,адсорбционные и нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность.

Эффективность очистки

h=(свх – свых )/свх (2)

где свх и свых – массовые концентрации примесей в газе до и после аппарата.

Широкое применение для очистки газов отчастиц получили сухие пылеуловители –циклоны различных типов.

Электрическая очистка(электрофильтры) – один из наиболее совершенных видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах. Для этого применяют электрофильтры.

Для высокоэффективной очистки выбросов необходимо применять аппараты многоступенчатой очистки.В этом случае очищаемые газы последовательно проходят несколько автономных аппаратов очистки или один агрегат, включающий несколько ступеней очистки.

Такие решения находят применение при высокоэффективной очистке газов от твердых примесей; при одновременной очистке от твердых и газообразных примесей; при очистке от твердых примесей и капельной жидкости и т. п. Многоступенчатую очистку широко применяют в системах очистки воздуха с его последующим возвратом в помещение.

Способы очистки газовых выбросов в атмосферу

Абсорбционный способ очистки газов, осуществляемый в установках-абсорберах, наиболее прост и дает высокую степень очистки, однако требует громоздкого оборудования и очистки поглощающей жидкости. Основан на химических реакциях между газом, например, сернистым ангидридом, и поглощающей суспензией (щелочной раствор: известняк,аммиак, известь). При этом способе на поверхность твердого пористого тела (адсорбента) осаждаются газообразные вредные примеси. Последние могут быть извлечены с помощью десорбции при нагревании водяным паром.

Способ окисления горючих углеродистых вредных веществ в воздухе заключается в сжигании впламени и образовании СО2 и воды, способ термического окисления – в подогреве и подаче в огневую горелку.

Каталитическое окисление с использованиемтвердых катализаторов заключается в том, что сернистый ангидрид проходит через катализатор в виде марганцевых составов или серной кислоты.

Для очистки газов методом катализа с использованием реакций восстановления и разложения применяют восстановители (водород, аммиак, углеводороды, монооксид углерода). Нейтрализация оксидов азота NOxдостигается применением метана с последующим использованием оксида алюминия для нейтрализации на втором этапе образующегося монооксида углерода.

Перспективен сорбционно-каталитический способ очистки особо токсичных веществ при температурах ниже температуры катализа.

Адсорбционно-окислительный способ также представляется перспективным. Он заключается в физической адсорбции малых количеств вредных компонентов с последующим выдуванием адсорбированного вещества специальным потоком газа в реактор термокаталитического или термического дожигания.

В крупных городах для снижения вредного влияния загрязнения воздуха на человека применяют специальные градостроительные мероприятия: зональную застройку жилых массивов, когда близко к дороге располагают низкие здания, затем – высокие и под их защитой – детские и лечебные учреждения;транспортные развязки без пересечений, озеленение.

Охрана атмосферного воздуха

Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды.

Закон «О6 охране атмосферного воздуха» всесторонне охватывает проблему. Он обобщил требования, выработанные в предшествующие годы и оправдавшие себя на практике. Например, введение правил о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданных или реконструированных), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных отрицательных воздействий на атмосферный воздух. Получили дальнейшее развитие правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Государственным санитарным законодательством только для атмосферного воздуха были установлены ПДК для большинства химических веществ при изолированном действии и для их комбинаций.

Гигиенические нормативы – это государственное требование к руководителям предприятий. За их выполнением должны следить органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.

Большое значение для санитарной охраны атмосферного воздуха имеет выявление новых источников загрязнения воздушной среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов в части размещения промышленных предприятий и санитарно-защитных зон.

В Законе «Об охране атмосферного воздуха» предусматриваются требования об установлении нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Такие нормативы устанавливаются для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой модели транспортных и других передвижных средств и установок. Они определяются с таким расчетом, чтобы совокупные вредные выбросы от всех источников загрязнения в данной местности не превышали нормативов ПДК загрязняющих веществ в воздухе. Предельно допустимые выбросы устанавливаются только с учетом предельно допустимых концентраций.

Очень важны требования Закона, относящиеся к применению средств защиты растений, минеральных удобрений и других препаратов. Все законодательные меры составляют систему профилактического характера, направленную на предупреждение загрязнения воздушного бассейна.

Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но и ответственность за их нарушение. Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, обязывает их активно содействовать государственным органам в этих вопросах, так как только широкое участие общественности позволит реализовать положения этого закона. Так, в нем сказано, что государство придает большое значение сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению для обеспечения наилучших условий жизни людей – их труда, быта, отдыха и охраны здоровья.

Предприятия или их отдельные здания и сооружения, технологические процессы которых являются источником выделения в атмосферный воздух вредных и неприятно пахнущих веществ, отделяют от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может быть увеличена при необходимости и надлежащем обосновании не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективности предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в атмосферу; б) отсутствия способов очистки выбросов; в) размещения жилой застройки при необходимости с подветренной стороны по отношению к предприятию в зоне возможного загрязнения атмосферы; г) розы ветров и других неблагоприятных местных условий (например, частые штили и туманы); д) строительства новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении производств.

Размеры санитарно-защитных зон для отдельных групп или комплексов крупных предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических станций с выбросами, создающими большие концентрации различных вредных веществ в атмосферном воздухе и оказывающими особо неблагоприятное влияние на здоровье и санитарно-гигиенические условия жизни населения, устанавливают в каждом конкретном случае по совместному решению Минздрава и Госстроя России.

Для повышения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают древесно-кустарниковую и травянистую растительность, снижающую концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, интенсивно загрязняющих атмосферный воздух вредными для растительности газами, следует выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов. Особо вредны для растительности выбросы предприятий химической промышленности (сернистый и серный ангидрид, сероводород, серная, азотная, фтористая и бромистая кислоты, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной и теплоэнергетической промышленности.

Заключение

Оценка и прогноз химического состояния приземной атмосферы, связанного с природными процессами ее загрязнения, существенно отличается от оценки и прогноза качества этой природной среды, обусловленного антропогенными процессами. Вулканической и флюидной активностью Земли, другими природными феноменами нельзя управлять. Речь может идти только о минимизации последствий негативного воздействия, которое возможно лишь в случае глубокого понимания особенностей функционирования природных систем разного иерархического уровня, и, прежде всего, Земли как планеты. Необходим учет взаимодействия многочисленных факторов, изменчивых во времени и пространстве, К главным факторам относятся не только внутренняя активность Земли, но и ее связи с Солнцем, космосом. Поэтому мышление «простыми образами» при оценке и прогнозе состояния приземной атмосферы недопустимо и опасно.

Антропогенные процессы загрязнения воздушного бассейна в большинстве случаев поддаются управлению.

Экологическая практика в России и за рубежом показала, что ее неудачи связаны с неполным учетом негативных воздействий, неумением выбрать и оценить главные факторы и последствия, низкой эффективностью использования результатов натурных и теоретических экологических исследований при принятии решений, недостаточной разработанностью методов количественной оценки последствий загрязнения приземной атмосферы и других жизнеобеспечивающих природных сред.

Во всех развитых странах приняты законы об охране атмосферного воздуха. Они периодически пересматриваются с учетом новых требований к качеству воздуха и поступления новых данных о токсичности и поведении загрязняющих веществ в воздушном бассейне. В США сейчас обсуждается уже четвертый вариант закона о чистом воздухе. Борьба идет между сторонниками охраны окружающей среды и компаниями, экономически не заинтересованными в повышении качества воздуха. Г1равительством Российской Федерации разработан проект закона об охране атмосферного воздуха, который в настоящее время обсуждается. Улучшение качества воздуха на территории России имеет важное социально-экономическое значение.

Это обусловлено многими причинами, и, прежде всего, неблагополучным состоянием воздушного бассейна мегаполисов, крупных городов и промышленных центров, в которых проживает основная часть квалифицированного и трудоспособного населения.

Легко сформулировать формулу качества жизни в стользатяжной экологический кризис: гигиенически чистый воздух, чистая вода, качественная сельскохозяйственная продукция, рекреационная обеспеченность потребностей населения. Сложнее это качество жизни реализовать при наличии экономического кризиса, ограниченных финансовых ресурсов. В такой постановке вопроса необходимы исследования и практические мероприятия, составляющие основу «экологизации» общественного производства.

Экологическая стратегия, прежде всего, предполагает разумную экологически обоснованную технологическую и техническую политику. Эту политику можно сформулировать коротко: производить больше с меньшими затратами, т.е. сберегать ресурсы, использовать их с наибольшим эффектом, совершенствовать и быстро менять технологии, внедрять и расширять рециклинг. Иными словами, должна быть обеспечена стратегия превентивных экологических мер, заключающаяся во внедрении самых совершенных технологий при структурной перестройке хозяйства, обеспечивающих энерго- и ресурсосбережение, открывающая возможности совершенствования и быстрой смены технологий, внедрение рециклинга и минимизацию отходов. Концентрация усилий при этом должна быть направлена на развитие производства потребительских товаров и увеличение доли потребления. В целом хозяйство России должно максимально сократить энерго- и ресурсоемкость валового национального продукта и потребление энергии и ресурсов в расчете на одного жителя. Сама рыночная система и конкуренция должны способствовать реализации этой стратегии.

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 еще успеем справиться со всеми выявившимися 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 надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.

Уже наступает время, когда мир может задохнуться, если не придет на помощь Природе Человек. Только Человек владеет экологическим талантом – содержать окружающий мир в чистоте.

ПЛАН

Введение

2

1.Загрязнение атмосферного воздуха……………………………………

2

2.Источники загрязнения атмосферного воздуха…………………………………………

5

3. Экологические последствия загрязнения атмосферы………………………………………

7

4. Защита атмосферы………………………………………

18

5. Ответственность за правонарушение в области охраны атмосферного воздуха…………………………………………

20

Заключение……………………………………

21

Список литературы …………………………..

23

Введение

Актуальность темы «Атмосферный воздух как объект экологических отношений», в настоящее время практически не обсуждается. Эта тема важна потому, что, во-первых, атмосферный воздух – один из важнейших жизнеобеспечивающих компонентов на Земле. Именно загрязнение атмосферного воздуха – это самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на растения, животных, микроорганизмы; на все трофические цепи и уровни; на качество жизни человека; на устойчивое функционирование экосистем и биосферы в целом.

Во-вторых, в борьбе с загрязнением атмосферного воздуха приходится учитывать, наряду со стремлением к его уменьшению, необходимость сохранения производств, чья продукция играет в жизни людей очень важную роль. Поэтому, необходимы разработки разумных стратегий и тактики в организации и проведении в жизнь мер по уменьшению техногенного загрязнения атмосферы.

1.   Загрязнение атмосферного воздуха

«Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое достояние. Постоянство его состава (чистота) – важнейшее условие существования человечества. Поэтому любые изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы»[1].

Атмосферный воздух – это жизненно важный компонент окружающей природной среды, представляющей собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных  и иных помещений (ст. 1 Федерального закона от 4 мая 1999г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха»).

«Атмосферный воздух выполняет функции:

u   геологические;

u   экологические;

u   терморегулирующие;

u   защитные;

u   энергоресурсные;

u   хозяйственные»[2].

Загрязнение атмосферного воздуха – привнесение в него или возникновение в нём новых (обычно не характерных для него) вредных химических, физических, биологических агентов. Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

«Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами (вулканическая деятельность, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др.)»[3].

Антропогенное загрязнение связано с выбросом загрязняющих веществ в результате деятельности человека.

По масштабам загрязнение воздуха может быть местным– повышение содержания загрязняющих веществ на небольших территориях (город, район, и др.)., глобальным – изменения, затрагивающие всю атмосферу Земли.

По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются следующим образом: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твёрдые (тяжёлые металлы, канцерогенные вещества, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.).

«Главные (приоритетные) антропогенные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха – диоксид серы (SO2), диоксид азота (NO2), оксид углерода (CO), твёрдые частицы (пыль, сажа, зола). На их долю приходится около 98% выбросов вредных веществ в атмосферу. Кроме них в атмосферу поступает ещё более 70 наименований вредных веществ: тяжёлые металлы (свинец, ртуть, кадмий и др.); углеводороды (CNHm), среди которых наиболее опасен бензопирен, альдегиды (в первую очередь формальдегид), сероводород,токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

Особо опасным видом загрязнения атмосферы является радиоактивное загрязнение, вызванное радиоактивными изотопами. Его источники – производство и испытания ядерного оружия, отходы и аварийные выбросы АЭС. Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ в результате аварии на четвёртом блоке Чернобыльской АЭС в 1986г. Их суммарный выброс в атмосферу составил 77 кг. Для сравнения при атомном взрыве над Хиросиммой их образовалось только 740 г.»[4]

Содержание понятия правового режима использования и охраны атмосферного воздуха дано в Федеральном законе «Об охране атмосферного воздуха», в Основах законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993г. № 5487-I, в Федеральном законе «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и других нормативных актах.

Виды пользования атмосферным воздухом:

u пользование воздухом для обеспечения жизнедеятельности человека и других организмов;

u пользование атмосферой для выброса загрязняющих веществ и поглощения вредных  физических воздействий;

u пользование воздухом для производственных нужд в качестве производственного сырья и для получения кислорода, азота и т.п.  в различных промышленных процессах (горение топлива), выплавки металлов и руд (доменные и мартеновские процессы) ;

u для автомобильного и воздушного транспорта и т.д.;

u искусственное изменение состояния атмосферы и атмосферных явлений в народнохозяйственных целях.

Задача Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха» – регулирование общественных отношений в этой области, улучшение состояния атмосферного воздуха, предотвращение и снижение вредных химических, физических, биологических и иных воздействий, вызывающих неблагоприятные последствия для населения, растительного и животного мира.

Атмосферный воздух находится под охраной государства. Она осуществляется в различных направлениях:

u обеспечении оптимального для жизни качества атмосферного бассейна путём защиты его от различных видов загрязнений (естественного и искусственного происхождения);

u сохранении оптимального для жизни газового состава атмосферы, прежде всего её кислородных ресурсов;

u поддержании оптимального естественного состояния воздушной среды путём предупреждения и ограничения вредных физических воздействий;

u предотвращении разрушения озонового слоя атмосферы и атмосферных явлений, неблагоприятно воздействующих на погоду и климат, здоровье людей, растительный и животный мир.

«Для осуществления и планирования мероприятий по охране атмосферного воздуха, разработки предельно допустимых воздействий и для других целей производится государственный учёт объектов, оказывающих вредное воздействие на атмосферный воздух, учёт видов и количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу и др.

Государственный учёт осуществляется по единой для Российской Федерации системе соответствующими органами: министерствами, ведомствами, предприятиями и организациями»[5].

В Федеральном законе «Об охране окружающей среды» закреплена также необходимость охраны озонового слоя Земли.

Охрана окружающей природной среды от экологически опасных изменений озонового слоя Земли обеспечивается:

u   организацией наблюдения, учёта и контроля изменений состояния климата, озонового слоя под влиянием хозяйственной деятельности и иных процессов;

u  установлением и соблюдением предельно допустимых выбросов вредных веществ, воздействующих на состояние климата и озонового слоя;

u регулированием производства и использования в быту химических веществ, разрушающих озоновый слой;

u применением мер ответственности за нарушение указанных требований.

2.Источники  загрязнения атмосферного воздуха.

«Загрязнение атмосферы – это привнесение в атмосферу или образование в ней физико-химических соединений, агентов или веществ, обусловленное как природными, так и антропогенными факторами. Естественными источниками загрязнений атмосферного воздуха служат прежде всего вулканические выбросы, лесные и степные пожары, пыльные бури, дефляция, морские штормы и тайфуны. Эти факторы не оказывают отрицательного воздействия на природные экосистемы, за исключением широкомасштабных катастрофических природных явлений. Например, извержение вулкана Кракатау в 1883 г., когда в атмосферу было выброшено 18 км3 тонко измельчённого теплового материала; в 1912г. произошло извержение вулкана Катмай на Аляске, где было выброшено 20 км3 рыхлых продуктов. Пепел этих извержений распространился на большую часть поверхности Земли и вызвал уменьшение притока солнечной радиации на 10 и 20% соответственно, что привело к понижению среднегодовой температуры на 0,50 C в северном полушарии на протяжении трёх лет после извержений»[6].

Основными антропогенными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются следующие отрасли экономики: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, чёрная и цветная металлургия, нефтедобывающее и нефтеперабатывающее производство, машиностроение, производство стройматериалов и т.д.

«Энергетика. При сжигании твёрдого топлива (каменного угля) в атмосферный воздух поступают оксиды серы, оксиды азота, твёрдые частицы (пыль, сажа, зола). Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680т SO2 и SO3;  120-140 т твёрдых частиц (зола, пыль, сажа); 200т оксидов азота. Использование жидкого  топлива (мазута) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Газовое топливо загрязняет атмосферный воздух в 3 раза меньше, чем мазут, и в 5 раз меньше, чем уголь»[7].

«Атомная энергетика в случае безаварийной работы ещё более экологична, но и она загрязняет воздух такими токсичными веществами, как радиоактивный йод, радиоактивные инертные газы и аэрозоли. В то же время АЭС представляет собой значительно большую потенциальную опасность по сравнению с предприятиями традиционной энергетики. Опасность несут аварии атомного реактора и отходы ядерного топлива.

Чёрная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04т твёрдых частиц, 0, 03т оксида серы, 0, 05т оксида углерода, а также в меньших количествах свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути, фенол, формальдегид, бензол, аммиак и другие токсичные вещества. В выбросах предприятий цветной металлургии, кроме того, содержатся тяжёлые металлы, такие как свинец, цинк, медь, алюминий, ртуть, кадмий, молибден, никель, хром и др.

Химическая промышленность. Выбросы химической промышленности характеризуется значительным разнообразием, высокой концентрированностью и токсичностью. Они содержат оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическую пыль и т.д.

Автотранспорт. В настоящее время в мире эксплуатируется несколько сот миллионов автомобилей. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бензопирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (из этилированного бензина). В настоящее время в крупных городах России выбросы от автотранспорта превосходят выбросы от стационарных источников (предприятий промышленности).

Сельское хозяйство. Сельскохозяйственное производство приводит к загрязнению атмосферного воздуха пылью (при механической обработке почв), метаном (домашние животные), сероводородом и аммиаком (промышленные комплексы по производству мяса), пестицидами (при их распылении) и т.д»[8].

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах и т.д.

3.Экологические последствия загрязнения атмосферы

Воздействие загрязнения воздуха на организм человека и экосистемы.

«Попадающие вредные вещества рано или поздно выпадают на поверхность земли или воды, будь то в виде твёрдых частиц или в виде раствора в атмосферных осадках. Такое вторичное, через атмосферу, загрязнение почв, растительности, вод оказывает заметное влияние на состояние экосистем. Губительное влияние оказывают «кислые дожди» на водные и наземные экосистемы. В результате исчезновения или сильного подавления жизнедеятельности многих видов животных и растений этих экосистем резко снижается их способность к самоочистке, то есть к связыванию и нейтрализации вредных примесей. Вернуть их к нормальному существованию становится весьма непростой задачей

Для наземных экосистем эффект поглощения загрязнителей растительностью непосредственно из воздуха листвой или корневыми системами через почву оказывается столь же губительным. При малых концентрациях загрязнителей лесные экосистемы успешно их нейтрализуют и связывают. Некоторые загрязнители, к которым растения чувствительны меньше, чем животные, могут даже улучшать состояние растений, подавляя вредителей. Но это редко наблюдается в естественных условиях, поскольку в составе реальных загрязнений практически всегда содержится больше веществ, подавляющих фотосинтез и рост растений, снижающих их устойчивость к грибковым заболеваниям и повреждению насекомыми.

Наиболее чувствительные к загрязнениям организмы – лишайники, и снижение их численности или исчезновение свидетельствует о неблагополучии лесной растительности, а значит, и всей экосистемы. Метод определения общей загрязнённости территории при помощи учёта количества и видового разнообразия лишайников – лихеноиндикация – один из наиболее чувствительных в арсенале мониторинга природной среды.

На территориях, находящихся под максимальным воздействием воздушных выбросов крупных промышленных центров, леса часто оказываются в настолько подавленном состоянии, что прекращается естественное возобновление, резко снижается способность экосистем к очистке воздуха, а это ведёт к усилению вредного воздействия промышленных выбросов  на животных и человека»[9].

Влияние загрязнений воздуха на здоровье людей может быть прямым и опосредованным. Прямое связано с воздействием на организм человека частиц и газов, вдыхаемых с воздухом. Большинство таких загрязнений вызывает раздражение дыхательных путей, снижение устойчивости к воздушно-капельным инфекциям, повышению вероятности раковых заболеваний и нарушений наследственного аппарата, что ведёт к повышению частоты уродств и общему ухудшению состояния потомства[10].

Так, например, «оксид углерода (угарного газа) прочно соединяется с гемоглобином крови, что препятствует нормальному снабжению органов и тканей кислородом, в результате ослабляются процессы мыслительной деятельности, замедляются рефлексы, возникает сонливость, возможны потери сознания и смерть от удушья. Диоксид кремния (SiO2), содержащийся в пыли, вызывает тяжёлое заболевание лёгких – силикоз. Диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает лёгочную ткань. Оксиды азота раздражают и разъедают слизистые оболочки глаз и лёгких, увеличивают восприимчивость к инфекционным заболеваниям, вызывают бронхит и пневмонию. Если в воздухе содержатся совместно оксиды азота и диоксид серы, то возникает эффект синергизма, то есть усиление токсичности всей газообразной смеси. Частицы размером 5 мкм способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах лёгких, засорять слизистые оболочки»[11].

«Многие  загрязнители обладают одновременно канцерогенным (вызывающим раковые заболевания) и мутагенным (вызывающим повышение частоты мутаций, включая нарушения, ведущие к уродствам) свойствами, поскольку механизм их действия связан с нарушениями структуры ДНК или клеточных механизмов реализации генетической информации. Такими свойствами обладают как радиоактивные загрязнения, так и многие химические вещества органической природы – продукты неполного сгорания топлива, ядохимикаты, применяемые для защиты растений в сельском хозяйстве, многие промежуточные продукты органического синтеза, частично теряемые в производственных процессах.

Опосредованное влияние, то есть воздействие через почву, растительность и воду, связано с тем, что те же вещества попадают в организм животных и человека не только через дыхательные пути, но с пищей и водой. При этом область их воздействия может существенно расширяться. Например, ядохимикаты, сохранившиеся в овощах и фруктах в опасных количествах, воздействуют не только на население сельских районов, но и на жителей городов, питающихся этой продукцией.

«Опасность бесконтрольного применения пестицидов возрастает ещё до того, что продукты их метаболизма в почве иногда оказываются более токсичными, чем сами использованные на полях препараты.

Чистота воздуха, предотвращение попадания в воздушную среду антропогенных загрязнений – одна из важнейших задач, решение которой необходимо для улучшения экологического состояния планеты и каждой страны. К сожалению, работы, которые ведутся в этом направлении, недостаточны – уровень загрязнённости атмосферного воздуха  на Земле продолжает нарастать. От того, насколько эффективно сумеют государственные службы и общественные организации обеспечить снижение загрязнённости воздуха, особенно в больших городах, во многом зависят возможности нормальной жизни будущих поколений»[12].

Парниковый эффект и глобальное потепление климата.

Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект – разогрев нижних слоёв атмосферы, вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Водяной пар задерживает около 60% теплового излучения Земли и углекислый газ – до 18%. В отсутствии атмосферы средняя температура земной поверхности была бы -23 0C, а в действительности она составляет +150C.

Парниковому эффекту способствует поступление в атмосферу антропогенных примесей (диоксида углерода, метана, фреонов, оксида азота и др.). За последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 0, 027 до 0, 036%. Это привело к повышению среднегодовой температуры на планете на 0,60. Существуют модели, согласно которым если температура приземного слоя атмосферы поднимется ещё на 0,6-0,70, произойдёт интенсивное таяние ледников Антарктиды и Гренландии, что приведёт к повышению уровня воды в океанах и затоплению до 5 млн км2 низменных, наиболее густо заселённых равнин[13].

Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключается в повышении уровня Мирового океана в результате таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т.п. Это приведёт к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и т.п. Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания, термокарста и т.д.

Положительные для человечества последствия парникового эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем и сельского хозяйства. Повышение температуры приведёт к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение концентрации углекислого газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений[14].

Киотский протокол. Проведённый в 1957г. Международный геофизический год позволил международному научному сообществу создать широкую сеть станций по наблюдению за окружающей средой – основу для понимания планетарных процессов и влияния на них антропогенной деятельности. Исследования сразу же выявили непрерывное повышение содержания CO2 в атмосфере. В итоге уже в 1970г. в отчёте Генерального секретаря ООН упоминается о возможности «катастроф, связанных с потеплением».

Обеспокоенность мирового сообщества данной проблемой привела к разработке и принятию в 1992г. в Рио-де- Жанейро Международной Рамочной Конвенции ООН по изменению климата. В декабре 1997г. в Киото[15] (Япония) на Конференции сторон этой конвенции был подписан протокол к Конвенции, установившей для промышленно развитых государств-участников чёткие лимиты (количественные обязательства) по сокращению выбросов CO2 относительно базового 1990г.

Цель соглашения  в Киото – добиться совокупного сокращения к 2008-2012гг. соответствующих выбросов по крайней мере на 5%, для чего члены Европейского союза и Швейцария должны в оговорённые сроки снизить выбросы на своей территории на 8%, США- на 7%, Япония – на 6% в год. Обязательства на последующие периоды времени Стороны Конференции договорились обсудить позже.

Киотский протокол предусматривает реализацию ряда совместных программ, в частности создание уникального механизма торговли квотами[16], заключающегося в том, что Стороны протокола могут перераспределять между собой (например, перепродавать) разрешённые им в течение определённого срока объёмы выбросов.

В России выбросы парниковых газов в конце 90-х годов прошлого века не превышали допустимого уровня и снижения выбросов не требовалось. Так в конце 1998г. общий выброс в атмосферу был минимален и составил около 70% от уровня базового 1990г. Прогноз, выполненный по инициативе Всемирного банка, показал, что к 2010г. выброс этих газов составит 96% от базового, а при внедрении энергосберегающих технологий – только 92%. Экономический кризис и спад производства в России в конце XXв. Позволяет ей иметь неиспользованные квоты на выброс диоксида углерода примерно в количестве 250 млн т/г. Кроме того, в России в настоящее время существует 119,2 млн га земель, покрытых лесом, а как известно, 1 га леса связывает 1,5 т углерода[17] в год. Следовательно, только за счёт лесопосадок в России за год может быть связано до 178,8 млн т углерода.

Россия в 2004г. ратифицировала Киотский протокол (Федеральный закон №128 ФЗ от 04.11.04). Нашей стране пока это выгодно, ибо в Киото за точку отсчёта был взят 1990г., после которого выбросы в России снизились. Поэтому участие в «общем деле» в настоящее время не только не требует денежных затрат, но и будет прибыльным ещё около 10 лет.

Дело в том, что по расчётам затраты на выполнение Киотских обязательств на национальном уровне для большинства стран составляют 20-60 долл. США за тонну CO2 (или 80-200 долл. США в перерасчёте на 1т углерод). Таким образом, даже по самым пессимистическим прогнозам, торговля излишками квот на выброс парниковых газов может давать около 10 долл. США за тонну. В сложившейся ситуации Россия претендует на ведущую роль на формировавшемся международном «рынке углерода». Кроме того, более свободный доступ к международным программам и фондам поможет решить отечественные проблемы энергоэффективности, энергоснабжения и адаптации к новым климатическим условиям за счёт международных средств, причём не взятых в долг, а фактически безвозмездных.

По оценкам, организации экономического сотрудничества и развития, всего через несколько десятилетий изменения климата могут принести странам бывшего СССР годовой ущерб свыше 20 млрд долл. США, в том числе, по расчётам Всемирного фонда охраны дикой природы (WWF), ущерб России составит 5-10 млрд/г. При этом ущерб США (а также стран Европейского Союза) будет почти в 10 раз больше ущерба России. Тем не менее следует чётко понимать, что для нашей страны грядущие изменения климата –  это не только и не столько мягкое и постепенное потепление. Цена этого процесса заключается также и во вторичных негативных эффектах, сила которых намного превысит «приятные нам» последствия.

В случае правильности прогнозов от потепления легче станет только энергетике России, а сельское хозяйство из-за резких заморозков и оттепелей может проиграть больше, чем выиграть от увеличения средней температуры. Вторичными эффектами будут: повышение смертности вследствие резких скачков температуры, увеличение лесных пожаров, таяние вечной мерзлоты, деградация экосистем, сокращение запасов пресной воды, новые для нас болезни, а также непредсказуемая пока иммиграция в Россию из стран с катастрофическими изменениями климата и многое другое, трудно прогнозируемое.

Одна из причин современных бурных политических дебатов по проблеме парникового эффекта – неравномерный вклад государств (особенно развитых, с одной стороны, и развивающихся – с другой) в это «общее дело». В развитых странах выбросы соответствующих газов, приходящиеся на душу населения, в среднем в 10 раз больше, чем в странах третьего мира (особенно Азии и Африки). Да и развитые страны по этому показателю неодинаковы – удельные выбросы в Европе и Японии составляют только половину от показателей США, Канады или Австралии. Поэтому действительно трудно и даже бессмысленно требовать от развивающихся стран контролировать и ограничивать их выбросы в атмосферу до того, как развитые страны не займутся всерьёз собственным самоограничением.

В то же время решить проблему без участия развивающихся стран невозможно, ибо в ближайшие десятилетия самые крупные из них могут так значительно увеличить выбросы в атмосферу, что все усилия развитых стран будут сведены на нет.

Существуют и иные, частные, но достаточно обоснованные противоречия. Так, многие развивающиеся страны полагают, что при учёте объёмов выбросов парниковых газов их следует относить не насчёт стран, с территории которых они (выбросы) производятся, а  на счёт стран, предприниматели которых поощряют эти выбросы. Причина, в том, что фирмы развитых государств из-за более дешёвой рабочей силы и менее жестких экологических ограничений стремятся свои производственные мощности размещать в Африке, Латинской Америке, Азии, а продукцию и доходы возвращать в свои страны, обеспечивая исключительно высокий уровень жизни. При таком подходе рост содержания CO2 в атмосфере, вызванный рубкой тропических лесов для поставок в Японию или США, вполне логично было бы записывать на счёт этих стран, а не счёт Малайзии или Бразилии, чьи леса вырубались.

Борьба за ратификацию Киотского протокола проходила в непростых условиях в ряде стран, включая европейские.

Так в марте 2002 г. министры охраны окружающей среды Европейского Союза (ЕС) единогласно пришли к соглашению, обязывающему все страны – члены ЕС, ратифицировать Киотский протокол. Были проведены необходимые переговоры и во время проведения Всемирного саммита по устойчивому развитию в Йоханнесбурге осенью 2002г.

При этом важное место на переговорах по глобальным климатическим изменениям отводилось США не столько из-за политического или экономического веса, сколько из-за доли выбросов в атмосферу планеты; вклад этой страны составляет 25%, так что международные соглашения без их участия значительно менее эффективны. В отличие от европейских стран США крайне осторожны и неактивны, что связано с ценой, которую они должны будут заплатить за снижение выбросов CO2.

Протокол, который был выработан в соответствии с пожеланиями прежде всего США, в 2001-2004 гг. неожиданно оказался на грани провала из-за того, что США отказались его ратифицировать. Так, одним из первых наиболее важных заявлений Дж. Буша, сделанных в начале 2001г., было заявление о решении США «выйти» из Киотского протокола, подписанного Б. Клинтоном. Причина в том, что экономика США опирается на собственные, пока кажущиеся безграничными, дешёвые ресурсы ископаемого топлива. Существует мнение, что снижение выбросов CO2 в США потребует больших финансовых вложений либо ведёт к резкому, кажущемуся неприемлемым для американцев ограничению уровня их жизни(потребления). Поэтому сотни миллионов долларов тратятся на научные исследования, направленные на поиск обоснований ошибочности выводов о причинах начавшихся глобальных изменений климата и необходимых действиях международного сообщества. Корни зла США видят не в собственном энергопотреблении, а в частности, в вырубке тропических лесов, в увеличении площадей рисовых плантаций, в росте народонаселения и экономическом развитии стран третьего мира.

Юридически Киотский протокол вступил в силу и без ратификации США, но для его реализации участие этой страны, причём активное, является важным.

Результаты комплексных исследований и прогнозирование развития ситуации в XXI в. показывают, что даже полностью выполненные обязательства, принятые по Киотскому протоколу, смогут повлиять на изменения климата намного меньше, чем требуется. Концентрация парниковых газов будет продолжаться увеличиваться. Поэтому всем странам необходимо в той или иной степени готовиться к приспособлению к неизбежным изменениям климата[18].

Разрушение «озонового слоя».

«Общее количество озона в атмосфере не велико, тем не менее озон – один из наиболее важных её компонентов. Благодаря ему смертоносная ультрафиолетовая солнечная радиация в слое между 15 и 40 км над земной поверхностью ослабляется примерно в 6500 раз. Озон образуется в основном в стратосфере под действием коротковолновой части ультрафиолетового излучения Солнца. В зависимости от времени года и удалённости от экватора содержание озона в верхних слоях атмосферы меняется, однако значительные отклонения от средних величин концентрации озона впервые были отмечены лишь в начале 80-х годов прошлого века. Тогда над южным полюсом планеты резко увеличилась озоновая дыра – область с пониженным содержанием озона»[19]. «Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды) – высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и в быту в качестве хладагенов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающий озон»[20].

«Уменьшение «толщины» озонового слоя приводит к изменению (увеличению) количества ультрафиолетового излучения Солнца, достигающего поверхности Земли, нарушению теплового баланса планеты. Изменение интенсивности солнечного излучения заметно влияет на биологические процессы, что, в конце концов, может привести к критическим ситуациям. С увеличениям доли ультрафиолетовой составляющей в излучении, доходящем до поверхности планеты, связывают рост числа раковых заболеваний кожи у людей и животных. У человека это три вида быстротекущих раковых заболеваний: меланома и две карценомы[21].

«Понимая остроту и сложность этой неожиданно возникшей перед человечеством глобальной экологической проблемы, участники международных переговоров в Вене в марте 1985г. подписывают «Венскую конвенцию по охране озонового слоя», призывающую страны к проведению дополнительных исследований и обмену информацией по сокращению озонового слоя. Однако они не смогли прийти к согласию о единых международных мерах ограничения производства и выбросов хлорфторуглеродов.

В 1987г. на международной встрече в Монреале 98 стран заключили соглашение (Монреальский протокол) о постепенном прекращении производства хлорфторуглеродов и запрещении выбросов их в атмосферу. В 1990г. на новой встрече в Лондоне ограничения были ужесточены – около 60 стран подписали дополнительный протокол с требованием полностью прекратить производству хлорфторуглеродов к 2000г.

В связи с тем что подобные ограничения затрагивали экономические интересы стран, был организован специальный фонд для помощи развивающимся странам по выполнению требований Протокола. В частности, благодаря Индии было достигнуто отдельное соглашение о передаче этим странам передовых технологий для самостоятельного производства заменителей хлорфторуглеводов.

В нашей стране в мае 1995г. принято постановление  Правительства РФ №256 «О первоочередных мерах по выполнению Венской конвенции об охране озонового слоя и Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой», а в мае 1996г.- постановление Правительства РФ №563 «О регулировании ввоза в Российскую Федерацию и вывоза из Российской Федерации озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции».

К сожалению, расчёты показывают, что даже при успешном выполнении принятого графика реализации достигнутых соглашений содержание хлора в атмосфере вернётся к уровню 1986г. (когда впервые было выявлено антропогенное воздействие на озоновый слой) только лишь в 2030г. Причина этого- миграция фреонов, уже попавших в атмосферу из её нижних слоёв в более высокие и большое время их  «жизни» в природных условиях»[22].

Кислотные дожди.

«Кислотный дождь – дождь или снег, подкисленный до pH<5,6 из-за выбросов (оксиды серы, оксиды азота, хлорводород, сероводород и др.).

Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительность проявляется как в прямом биоценозном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение pH почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоёмов. Снижение pH воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоёма»[23].

«Кислотные осадки ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения зданий, сооружений. Установлено, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельских районах. Многочисленные примеры начавшегося с середины XX в. произошла одна из первых масштабных экологических трагедий, истинная причина которой была достоверно зафиксирована – в Лондоне около 4 тыс. человек погибло от смеси тумана с дымом – смога. Эта наиболее крупная из известных до сих пор катастроф, связанных с загрязнением воздуха, которая унесла столько же жизней, сколько и последняя эпидемия холеры в 1866г. 5 декабря 1952г. почти над всей Англией возникла и сохранялась несколько дней подряд зона высокого давления и безветрия, сопровождавшаяся столь известным для этих мест густым туманом. В результате в воздухе возникла температурная инверсия, нарушившая нормальную вертикальную циркуляцию в атмосфере.

Туман сам по себе для организма человека не опасен, однако в условиях города, при непрекращавшемся поступлении дыма в приземные слои атмосферы в них скопилось несколько сотен тонн сажи (одного из виновников температурной инверсии) и вредных для дыхания человека веществ, главным из которых являлся сернистый газ.

Лондонский смог – это сочетание газообразных и твердых примесей с туманом – результат сжигания большого количества угля (или мазута) при высокой влажности атмосферы. Впоследствии в нём практически не образуется каких-либо новых веществ. Таким образом, токсичность целиком определяется исходными загрязнителями.

Английские специалисты зафиксировали, что концентрация диоксида серы SO2 в те дни достигала 5-10 мг/м3 (максимально разовое значение) и 0,05 мг/м3 (среднесуточное). Смертность в Лондоне резко возросла в первый же день катастрофы, а по прошествии тумана она снизилась до обычного уровня. Также было установлено, что прежде других умирали горожане старше 50 лет, люди, страдающие заболеваниями легких и сердца, а также дети в возрасте до одного года[24].

«В нашей стране  наблюдения за кислотностью и химическим составом атмосферных осадков ведутся много лет, создана сеть станций экомониторинга федерального и регионального уровней. Наблюдения Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды показывают, что химический состав осадков по регионам России изменяется в значительных пределах, а кислотность (величина pH) была достаточно стабильна.

Сравнение данных 1997г. с данными 1995-1996гг. показывает, что общая минерализация осадков по стране несколько увеличилась, а в центре и северо-западе ЕТР загрязнённость осадков выросла почти в 1,5 раза. На побережье Арктики и Дальнего Востока по-прежнему преобладают хлорид- и сульфат-ионы, составляя более 50% от суммы ионов, что больше значений предыдущих лет. На остальной территории основными компонентами осадков остаются сульфат- гидро-карбонат-ионы, доля которых на юге Западной и Восточной Сибири достигла 80%. Пространственное распределение нитрат-ионов наблюдается в центре ЕТР и Поволжье.

Значительное (более чем в 2 раза) увеличение хлорид-ионов в осадках прибрежных районов Дальнего Востока и Арктики – свидетельство важной роли природных факторов в формировании состава атмосферных осадков.

За указанный период кислотность осадков практически на всей территории России уменьшилась, причём наблюдается рост минимальных и снижение максимальных значений при сокращении средних значений pH на уровне 5,6-6,7. При этом в единичных пробах осадков были зафиксированы минимальные pH= 3,6…3,7 (в центре ЕТР и на юге Западной и восточной Сибири) и максимальные pH=9,4 значения (на Урале и в Предуралье).»[25].

4.Защита атмосферы

В целях защиты атмосферы от загрязнения применяют следующие экозащитные мероприятия:

· экологизация техногических процессов;

· очистка  газовых выбросов от вредных примесей;

· рассеивание газовых выбросов в атмосфере;

· соблюдение нормативов допустимых выбросов вредных веществ;

· устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др.

Экологизация технологических процессов – это в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Кроме того, необходима предварительная очистка топлива или замена его более экологическими видами, применение гидрообеспыливания, рециркуляция газов, перевод различных агрегатов на электроэнергию и др.

Актуальнейшая задача современности – снижение загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей. В настоящее время ведётся активный поиск альтернативного, более «экологически чистого» топлива, чем бензин. Продолжаются разработки двигателей автомобилей, работающих на электроэнергии, солнечной энергии, спирте, водороде и др.

Очистка газовых выбросов от вредных примесей. Нынешний уровень технологий не позволяет добиться полного предотвращения поступления вредных примесей в атмосферу с газовыми выбросами. Поэтому повсеместно используются различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли) и токсичных газо- и парообразных примесей (NO,NO2, SO2, SO3 и др. ).

Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные типы устройств в зависимости от степени запылённости воздуха, размеров твёрдых частиц и требуемого уровня очистки: сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры), мокрые пылеуловители (скрубберы и др.), фильтры, электрофильтры: каталитические, абсорбционные и другие методы очистки газов от токсичных газо- и парообразных примесей.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере – это снижение их опасных концентраций до уровня соответствующего ПДК путём рассеивания пылегазовых выбросов с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше её рассеивающий эффект. К сожалению, этот метод позволяет снизить локальное загрязнение, но при этом появляется региональное.

Устройство санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочные мероприятия.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина этих зон составляет от 50 до 1000м в зависимости от класса производства, степени вредности и количества выделяемых веществ. При этом граждане, чьё жилище оказалось в пределах СЗЗ, защищая своё конституционное право на благоприятную среду, могут требовать либо прекращения экологически опасной деятельности предприятия, либо переселения за счёт предприятия за пределы СЗЗ.

Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное взаимное размещение источников выброса и населённых мест с учётом направления ветров, выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами и т.д[26].

5. Ответственность за правонарушение в области охраны атмосферного воздуха

Физические и юридические лица, виновные в загрязнении атмосферного воздуха, полностью возмещают вред, причинённый здоровью, имуществу физических и юридических лиц, также окружающей среде.

Лица, виновные в нарушении законодательства РФ в области охраны атмосферного воздуха, несут следующие виды ответственности:

1.   Уголовную ответственность.

Ст.251 УК РФ.

1.1. Нарушение правил выброса в атмосферу загрязняющих веществ или нарушение эксплуатации установок, сооружений и иных объектов наказывается:

а) штрафом до 80 тыс. руб. или в размере дохода осуждённого за период до 6 месяцев;

б) лишением права занимать определённые должности  или заниматься определённой деятельностью на срок до 5 лет;

в) исправительными работами на срок до 1 года;

г) арестом на срок до 3 месяцев.

1.2. Те же деяния, повлёкшие по неосторожности причинение вреда здоровью человека, наказываются:

1) штрафом до 200 тыс. руб. или в размере дохода осуждённого за период до 18 месяцев;

2) исправительными работами на срок от 1 года до 2 лет;

3) лишением свободы на срок до 2 лет.

2. Административную ответственность.

Ст. 8.21.(КоАП)

2.1. Выброс вредных веществ в атмосферный воздух или вредное физическое воздействие на него без специального разрешения влечёт наложение  административного штрафа:

а) на граждан в размере от 2 тыс. до 2,5 тыс. руб.;

б) на должностных лиц – от 4 тыс. до 5 тыс. руб.;

в) на лиц, осуществляющих предпринимательскую деятельность без образования юридического лица, – от 4 тыс. до 5 тыс. руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток;

г) на юридических лиц – от 40 тыс. до 50 тыс. руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток;

2.2. Нарушение условий специального разрешения на выброс вредных веществ в атмосферный воздух или вредное физическое воздействие на него влечёт наложение административного штрафа:

а) на граждан в размере от 1,5 тыс. до 2 тыс. руб.;

б) на должностных лиц – от 3 тыс. до 4 тыс. руб.;

в) на юридических лиц – от 30 тыс. до 40 тыс. руб.

2.3. Нарушение правил эксплуатации, не использование сооружений, оборудования или аппаратуры для очистки газов и контроля выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, которые могут привести  к его загрязнению, либо использование неисправных указанных сооружений, оборудования или аппаратуры влечёт наложение административного штрафа:

1) на должностных лиц в размере от 1 тыс. до 2 тыс. руб.;

2) на лиц, осуществляющих предпринимательскую деятельность без образования юридического лица – от 1 тыс. до 2 тыс. руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток;

3) на юридических лиц – от 10 тыс. до 20 тыс. руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток.

Заключение

На основе изложенного материала, можно сделать следующие выводы:

Загрязнение атмосферного воздуха является актуальной проблемой на сегодняшний день. Учёные выделяют три угрозы загрязнения воздуха:

1) истощение озона, что ослабляет способность атмосферы защищать земную поверхность от вредного избытка коротковолновой (ультрафиолетовой) радиации;

2) уменьшение доли кислорода в атмосфере, что ослабляет её способность самозащиты от загрязняющих примесей, таких как метан и др.;

3) глобальное потепление климата, что влечёт за собой прирост той части длинноволновой (инфракрасной) радиации солнца, которая удерживается в нижних слоях атмосферы. Данное обстоятельство подавляет способность последней поддерживать мировую температуру в определённых пределах, на чём покоится стабильность глобального климатического режима.

В Российской Федерации охрана атмосферного воздуха закреплена в таких федеральных законах, как «Об охране окружающей среды», «Об охране атмосферного воздуха» и т.д.

Российская Федерация осуществляет международное сотрудничество в области охраны атмосферного воздуха в соответствии с принципами, установленными международными договорами РФ в области охраны атмосферного воздуха. Если международным договором РФ установлены иные правила, чем те, которые предусмотрены Федеральным законом «Об охране атмосферного воздуха», применяются правила международного договора.

Список литературы:

Нормативно-правовые акты

1. Конституция Российской Федерации (с изм. от 30.12.2008)// Российская газета от 21.01.2009. №7.

2. Кодекс РФ  об административных правонарушений от 30.12.2001г. №195-ФЗ (с изм. от 22.07.2008) // Российская газета от 25.07.2008 №158.

3. Уголовный кодекс Российской Федерации от 13.06.1996 №63-ФЗ (с изм. от 22.07.2008) // Российская газета от 30.07.2008 №160.

4. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» (с изм. от 14.03.2009)// Российская газета от 20.01.2009 №15.

5. Федеральный закон от 30.03.1999 №52-ФЗ «О санитарно-эпидиомилогическом благополучения населения» ( с изм. от 30.12.2008) // Российская газета от 10.01.2009 №7.

6. Постановление Правительства от 23.07.2007 №471 «О внесении изменений в Положение о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха» // Собрание законодательства РФ от 30.07.2007 №31 ст. 4090.

7. Постановление Правительства РФ от 21.04.2000 №373 «Об утверждении Положения о государственном учёте вредных воздействий на атмосферный воздух и их источников» // Собрание законодательства РФ от 01.05.2000 №18 ст. 1987.

8. Постановление Правительства РФ от 224.11.1999г. №1292 «о специально уполномоченном федеральном органе исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха (с изм. от 17.12.2001) // Российская газета от 25.07.2008 №158.

Научная литература:

1. Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник / С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2009.- 304с.

2. Маринченко А.В. Экология: Учебное пособие. – 3-е изд., испр. И доп. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2008.- 328с.

3. Николаева Е.Ю. Экологическое право: учеб. пособие.- М.: РИОР, 2009.-180с.

4. Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 5-е изд., испр. И доп. – М.: Дрофа, 2006.- 622с.

5. Петрова Ю.А. Краткий курс по экологическому праву: учеб. пособие Ю.А. Петрова.- М.: Издательство «Окей-книга», 2008.- 127с.

6. Потапов А.Д. Экология: учеб. для строит. Спец. Вузов /А.Д. Потапов.- М.: Высш. Шк., 2002.- 466с.

7. Розанов С.И. Общая экология: учебник для технических направлений и специальностей. 6-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2005.- 288с.

8. Шпаргалка по экологическому праву. – М.: Издательство «Окей-книга», 2009.- 32с.

9. Экологическое право: учебник для вузов /Н.Д. Эриашвили, Ю.В. Трунцевский, В.В. Курочкина и др.; Под ред. В.В. Курочкиной, В.В. Гучкова.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, ЗАКОН и право, 2004.- 367с.


[1] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов/ Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- 5-е изд., испр. И доп. – М.: Дрофа, 2006.- С.375.

[2] Петрова Ю.А. Краткий курс по экологическому праву: учеб. пособие/ Ю.А. Петрова.- М.: Издательство «Окей-книга», 2008.- С. 111.

[3] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник / С.И. Колесников.- 2-е изд.- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2009.- С. 122.

[4] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник/ С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2009.- С. 123.

[5] Петрова Ю.А. Краткий курс по экологическому праву: учеб. пособие/ Ю.А. Петрова.- М.: Издательство «Окей-книга», 2008.- С.113.

[6] Потапов А.Д. Экология: Учеб. для строит. Спец. Вузов/ А.Д. Потапов.- М.: Высш. Шк., 2002.- С. 260.

[7] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник , С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорации «Дашков и К», 2009.- С.124.

[8] Там же. С.125.

[9] Розанов С.И. Общая экология: Учебник для технических направлений и специальностей.6-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2005.- С. 88-89.

[10] Розанов С.И. Общая экология: Учебник для технических направлений и специальностей.6-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2005.- С. 90.

[11] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник , С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорации «Дашков и К», 2009.- С.126.

[12] Розанов С.И. Общая экология: Учебник для технических направлений и специальностей.6-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2005.- С. 90.

[13] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник , С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорации «Дашков и К», 2009.- С.127.

[14]  Там же. 128..

[15] Ход реализации Рамочной Конвенции ООН «Об изменении климата» обсуждается ежегодно созываемых международных конференциях. Соответствующие заседания прошли в Берлине(1995), Женеве (1996), Киото (1997), Буэнос-Айросе(1998), Бонне (1999), Гааге (2000); заседание в Гааге было прервано из-за серьёзных противоречий между участниками), Найбори (2001).

[16] Квота –часть, приходящаяся на каждого.

[17] Термин «углерод» широко используется как синоним диоксида углерода в международных дискуссиях по глобальной климатической проблеме, при этом имеется в виду количество CO2 в перерасчёте на углерод (44 т CO2 эквивалентны 12т углерода).

[18] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов /Н.И. николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. мелехова.- 5-е изд., испр., и доп. – М.: Дрофа, 2006.- С.387.

[19] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- 5-е изд., испр. И доп. – М.: Дрофа, 2006.- 622с.

[20] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник , С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорации «Дашков и К», 2009.- С.127-128.

[21] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, О.П. Мелехова.- 5-е изд., испр. И доп. – М.: Дрофа, 2006. – С. 388.

[22] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов /Н.И. николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. мелехова.- 5-е изд., испр., и доп. – М.: Дрофа, 2006.- С.391-392.

[23] [23] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник , С.И. Колесников.- 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорации «Дашков и К», 2009.- С.129.

[24] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов /Н.И. николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. мелехова.- 5-е изд., испр., и доп. – М.: Дрофа, 2006.- С.397.

[25] Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов /Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. мелехова.- 5-е изд., испр., и доп. – М.: Дрофа, 2006.- С.402.

[26] Колесников С.И. Экологические основы природопользования: Учебник / С.И. Колесников. 0 2-е изд. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2009.- С.130.

Теги:
Охрана атмосферного воздуха 
Реферат 
Экологическое право

Введение

Жизнь начинается с дыхания и заканчивается с его прекращением. Человек может отказаться от приёма недоброкачественной пищи, не пить загрязнённую воду, но не дышать он не может. Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооружённости в корне изменили ситуацию на Земле. Современная цивилизация осуществляет невиданное воздействие на природу. Загрязнение природной среды промышленными выбросами оказывает вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, здания, сооружения, снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает число дней с туманами и т. д.

В наше время во всём мире атмосферный воздух загрязняется вредными веществами. К сожалению, человек сам создаёт себе то, что его убивает. Например, автомобиль, его выхлопные газы содержат свинец и другие, вредные для здоровья человека вещества. В больших количествах эти вещества осаждаются на землю возле автострад и шоссе. Нельзя собирать грибы, полезные травы, ягоды менее чем в ста метрах от дороги, так как все растения впитывают в себя ядовитые вещества.

В городах воздух очень сильно загрязняют вредные выбросы промышленных предприятий.

Существуют нормы ПДК, так называемые, предельно допустимые концентрации веществ в воздухе. За этим должны следить специальные органы, например, лаборатория загрязнения окружающей среды, и принимать какие-либо меры: от штрафа до закрытия предприятия.

При этом полностью человек не осознает всю опасность, поэтому, своей курсовой работой я хочу рассказать о проблемах загрязнения воздуха и методах борьбы с этим загрязнением.

Химическое загрязнение атмосферы

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

Загрязнение атмосферы – это изменение ее состава при поступлении примесей естественного или антропогенного происхождения. Вещества-загрязнители бывают трех видов: газы, аэрозоли и пыль. К аэрозолям относятся диспергированные твердые частицы, выбрасываемые в атмосферу и находящиеся в ней длительное время во взвешенном состоянии.

К основным загрязнителям атмосферы относятся углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы и азота, а также малые газовые составляющие, способные оказывать влияние на температурный режим тропосферы: диоксид азота, хлорфторуглероды (фреоны), метан и тропосферный озон.

Основной вклад в высокий уровень загрязнения воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а в некоторых городах и котельные.

Источники загрязнений – это теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные 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 другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие: 1) оксид углерода — получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта; 2) сернистый ангидрид — выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 85 процентов от общемирового выброса; 3) Серный ангидрид — образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан гидрида; 4) сероводород и сероуглерод — поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида; 5) оксиды азота — основными источниками выброса являются предприятия, производящие; азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.;

6) 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.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

7) соединения хлора — поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на I т. предельного чугуна выделяется кроме 2, 7 кг сернистого газа и 4, 5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников на территории России составляет около 22 – 25 млн. т. в год.

Аэрозольное загрязнение атмосферы

В атмосферу ежегодно поступают сотни миллионов тонн аэрозолей из различных источников. Аэрозоли — это твёрдые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. К аэрозолям относят нитратные и сульфатные соли, а также жидкие капельки серной кислоты, нефть, полихлорированные дифенилы, диоксины и различные пестициды.

Аэрозоли разделяются на первичные (выбрасываются из источников загрязнения), вторичные (образуются в атмосфере), летучие (переносятся на далекие расстояния) и нелетучие (отлагаются на поверхности вблизи зон пылегазовыбросов). Устойчивые и тонкодисперсные летучие аэрозоли — (кадмий, ртуть, сурьма, йод-131 и др.) имеют тенденцию накапливаться в низинах, заливах и других понижениях рельефа, в меньшей степени на водоразделах.

К естественным источникам относят пыльные бури, вулканические извержения и лесные пожары. Газообразные выбросы (например, SO2) приводят к образованию в атмосфере аэрозолей. Несмотря на то, что время пребывания в тропосфере аэрозолей исчисляется несколькими сутками, они могут вызвать снижение средней температуры воздуха у земной поверхности на 0, 1 – 0, 3С�. Не меньшую опасность для атмосферы представляют аэрозоли антропогенного происхождения, образующиеся при сжигании топлива либо содержащиеся в промышленных выбросах.

Средний размер аэрозольных частиц составляет 1- 5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 км3 пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений 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. Они содержатся в выбросах предприятий теплоэнергетики, черной и цветной металлургии, стройматериалов, а также автомобильного транспорта. Пыль, осаждающаяся в индустриальных районах, содержит до 20% оксида железа, 15% силикатов и 5% сажи, а также примеси различных металлов (свинец, ванадий, молибден, мышьяк, сурьма и т.д.).

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 перерабатываюшей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. м3 условного оксида углерода и более 150 т. пыли. 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.

Концентрация аэрозолей меняется в весьма широких пределах: от 10 мг/м3 в чистой атмосфере до 210 мг/м3 в индустриальных районах. Концентрация аэрозолей в индустриальных районах и крупных городах с интенсивным автомобильным движением в сотни раз выше, чем в сельской местности. Среди аэрозолей антропогенного происхождения особую опасность для биосферы представляет свинец, концентрация которого изменяется от 0, 000001 мг/м3 для незаселенных районов до 0, 0001 мг/м3 для селитебных территорий. В городах концентрация свинца значительно выше – от 0, 001 до 0, 03 мг/м3.

Аэрозоли загрязняют не только атмосферу, но и стратосферу, оказывая влияние на ее спектральные характеристики и вызывая опасность повреждения озонового слоя. Непосредственно в стратосферу аэрозоли поступают с выбросами сверхзвуковых самолетов, однако имеются аэрозоли и газы, диффундирующие в стратосфере.

Основной аэрозоль атмосферы – сернистый ангидрид (SO2), несмотря на большие масштабы его выбросов в атмосферу, является короткоживущим газом (4 – 5 суток). По современным оценкам, на больших высотах выхлопные газы авиационных двигателей могут увеличить естественный фон SO2 на 20%. Ежегодное поступление сернистого газа в атмосферу только вследствие промышленных выбросов оценивается почти в 150 млн. т. В отличие от углекислого газа сернистый ангидрид является весьма нестойким химическим соединением. Под воздействием коротковолновой солнечной радиации он быстро превращается в серный ангидрид и в контакте с водяным паром переводится в сернистую кислоту. В загрязненной атмосфере, содержащей диоксид азота, сернистый ангидрид быстро переводится в серную кислоту, которая, соединяясь с капельками воды, образует так называемые кислотные дожди.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 3 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 воздушным массам 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.

Пыль, которой мы дышим

Попавшие в воздух твёрдые частицы, особенно в большом количестве, мы обычно называем пылью. Естественным путём частицы пыли попадают в атмосферу из таких источников, как вулканы, эрозия почв, при различного происхождения пожарах и др.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

С развитием цивилизации много примесей стало попадать в воздух в результате работы многочисленных двигателей внутреннего сгорания, деятельности различных производств, а также по причине увеличения очагов возгорания, спровоцированных человеком, и т. д.

Все частицы, попадающие в воздух, можно разделить на следующие группы:

а) крупные частицы, осаждающиеся со временем;

б) частицы, слабо или совсем не осаждающиеся;

в) микроскопическая пыль, неосаждающаяся.

Средний диаметр частиц первой группы равен 20 микрон (мкм). Они сосредоточены в основном не выше 3 000 метров над поверхностью земли.

Диаметр второй группы – от 2, 5 до 0, 1 мкм. Благодаря электростатическим силам они способны увеличиваться в размерах и оседать. Эти частицы могут являться эффективными ядрами конденсации водяного пара и способствовать выпадению осадков.

Частицы третьей группы имеют диаметр менее 0, 001 мкм. Они встречаются во всех слоях атмосферы.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Что касается так называемых аэрозольных частиц, то обычно он колеблется от 0, 1 до 20 мкм. Такого рода частицы рассеивают радиацию и влияют на разную степень солнечного освещения, на температуру поверхности почвы.

Аэрозоли в основном попадают в атмосферу во время пыльных бурь в пустынях. Их состав преимущественно кремнеземный. А поскольку деятельность человека приводит к образованию всё новых и новых пустынных районов и увеличению площадей уже имеющихся пустынь, становится ясно, что идёт интенсивный процесс поступления аэрозольных частиц в атмосферу.

В результате вулканической деятельности в атмосферу поступает и сернистый газ, впоследствии образующий частицы серной кислоты, а затем и сульфата аммония.

Морские штормы дают жизнь бесчисленному числу брызг, которые при испарении образуют частицы, состоящие из соли со средним диаметром в 0, 3 мкм, но не выше 3000 м над землёй они почти не поднимаются.

Аэрозоли порождаются также лесными пожарами, посадкой сельскохозяйственных культур на гарях и пр.

Деятельность человека добавляет к этим аэрозолям частица металлического происхождения и угольную пыль (а также сажу). В дыму различных топок и печей, сжигающих уголь и мазут, очень много таких частиц. А в выхлопных газах автомобилей содержится, кроме того, ещё и много свинца. К этому надо добавить пыль от промышленных стройматериалов, цементную пыль, пыль, получающуюся в результате дробления пород в карьерах и пр. Например, для получения 1 т цемента надо раздробить около 5 т различных материалов.

Металлургическая пыль также является источником большого количества аэрозолей. Сталелитейные заводы выбрасывают огромные клубы красного дыма, состоящего из частиц окиси железа, что значительно снижает солнечную инсоляцию на прилегающей территории.

Пыль города и индустриальных центров и районов содержит много частиц различного происхождения – в ней встречаются кварц, полевой шпат, асбест, гипс, сажа, продукты истирания резиновых автомашин и многое другое.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

В районах с большим числом промышленных предприятий в аэрозолях можно найти до 20 элементов.

Загрязняют атмосферу и предприятия, производящие фосфорные удобрения, а также кирпич.

При производстве 1 т фосфатов в атмосферу выбрасывается 100 г фтора. Свинец производят в большом количестве – это необходимо и для металлургии (литейное производство), и в автомобилестроении. Одна треть всего свинца в мире идет на производство аккумуляторов. Сжигание различных отходов также дает свинец. Каждый автомобиль в год выбрасывает около 1 т свинца в виде аэрозоля. Его концентрация во многих районах Земли возросла в сотни и сотни раз.

Надо учитывать, что все эти элементы оказываются не только в атмосфере, но и осаждаются на почву, попадая на воду, и на растения. Вот почему нельзя употреблять в пищу растительные продукты (помидоры, лук, огурцы, салат и т. д.), выращенные в черте крупного города на балконах, лоджиях, садовых участках.

Концентрация свинца в городе может доходить до 3 мкг/м3, а в 1 л дождевой воды в городской черте может содержаться до 40 мкг свинца.

Такое большое содержание опасных элементов в атмосфере и почве, воде и продуктов питания людей, естественно, вызывает рост различных заболеваний, в частности рака лёгких, желудка и пр.

Все эти пылевые и аэрозольные частицы, кроме того, вызывают общее помутнение атмосферы, фотохимический смог, отрицательно влияют на интенсивность солнечной радиации, на фотосинтез растений и тепловой баланс планеты в целом, нарушая его естественные процессы.

В целом в атмосфере Земли постоянно находится около 250 млн тонн взвешенных частиц.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Особенно много техногенной пыли образуется при сжигании каменного угля на ТЭЦ и при производстве цемента.

При сгорании бензина и дизельного топлива в воздух попадают капли жидкого горючего.

В воздухе происходят фотохимические реакции между окисью азота и углеводородом (инициируемые солнечным светом) – продукты этих реакций представляют собой жидкие органические соединения, рассеиваемые в виде мельчайших капелек, которые, как уже упоминалось ранее, и вызывают смог.

Болезни людей, вызываемые усилением запылённости. В последние десятилетия резко возросла запыленность атмосферы, что усугубило и без того тяжелую экологическую обстановку в мире. В первую очередь это сказалось на здоровье людей — особенно горожан (жителей крупных промышленных центров). Вспомним, что в Лондоне в 1952 г. за 4 дня смога, спустившегося на город, погибли 4 000 человек, а десятки тысяч людей получили легочные и бронхиальные заболевания. Смоги с большим содержанием пероксилацилнитратов вызывают сильные воспаления, такие, как гиперемия соединительной оболочки глаза. Особенно тяжелые случаи такого рода наблюдались в Лос-Анджелесе. У растений такие смоги повреждают листву и тормозят 4ютосинтез. Из-за смогов горожане все чаще стали заболевать хроническим бронхитом, эмфизой легких, различными аллергическими расстройствами, среди которых наиболее распространена астма. И наконец — рост заболеваний раком легких.

К примеру, в Великобритании 10% смертельных исходов обусловлено хроническим бронхитом. Особенно часто эта болезнь косит курильщиков — после 40 лет у них вероятность этого заболевания в 10 раз больше, чем у некурящих людей.

Еще в 1980 году стало ясно, что присутствие в атмосфере канцерогенных полициклических углеводородов, таких как бензопирен, бензоантрацен, флюорантрен, способствует возникновению рака бронхов и легких. А при вдыхании кремнеземной пыли и силикатов возникают силикоз и фиброцитоз легких, что вызывает отвердение легочных альвеол, теряющих свою эластичность.

Близка к предыдущей болезни и легочная мезотелиома, возникающая при вдыхании асбестовой пыли (которую дают соответствующие производства, а также использование тормозов сцеплений и пр.). Страдают от запыленности воздуха и все другие системы органов человека.

Усиление запылённости атмосферы. Человечество наращивает запыленность, ежегодно сжигая более 3 млрд тонн каменного угля, более 2 млрд тонн нефти, с также 1 млн тонн торфа, древесины и т.д.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Одна только строительная промышленность ежегодно выбрасывает в воздух более 3 млрд т пыли, цемента, крошки, которые, смешиваясь с дымом, сажей, пеплом и ядовитыми веществами химической промышленности, образуют канцерогенную смесь, которой нам приходится дышать. А ведь человеку в сутки требуется пропускать через свои лёгкие 10 тыс. л воздуха, чтобы получать необходимые для жизни 500 л кислорода.

Запыленность атмосферы увеличивает и облачность. К примеру, в Париже за последние 30 лет пасмурных и туманных дней увеличилось более чем в 5 раз. Сотни миллионов тонн пыли поднимаются в воздух во время пыльных бурь, смерчей, ураганов. Случаи переноса миллионов тонн песка происходят постоянно — так в 80-х годах в результате ураганного ветра в Казахских степях были подняты в воздух и перенесены на запад несколько миллионов тонн песка, впоследствии засыпавшие посевы в Румынии.

Впрочем, иногда пыль является благом. Некоторые расчеты показывают, что 12 млн т пыли ежегодно из Африки (Сахара) переносятся через Атлантику в район Амазонки и там оседают, что, кстати, благотворно воздействует на жизнь бедных микроэлементами почв тропических лесов, так как эти частицы пыли богаты фосфатами. И на 1 га в год поступает более 1 кг фосфатов.

Металлическая пыль – особая пыль. Существует и другой постоянный путь поступления пылевых частиц в атмосферу. Имеется в виду «метеоритный дождь». На Землю ежесекундно падают метеориты. Они, сгорая в слоях атмосферы полностью или почти полностью, рассеивают никель, железо, хром, кобальт и другие металлы. Среднегодовое поступление внеземного вещества, по разным оценкам, составляет до 80 млн тонн, причем на материки приходится лишь 30% всех метеоритов, остальная часть падает в океаны.

Много металлов и неметаллов уносят в атмосферу доменные газы — это не только железо, но и медь, свинец, мышьяк и др.

Из тонны пыли, поступающей в атмосферу при плавке медных руд, можно получить до 100 кг меди, несколько меньше свинца и цинка. Сколько полезных металлов человек теряет из-за несовершенства технологий и какой ущерб это приносит биосфере, подсчитать пока еще никто не смог.

Мы только знаем, что тяжелым металлам свойственно накапливаться и концентрироваться, проходя по пищевым цепям, что приводит к отравлениям всего живого, особенно хищников, да и самого человека (то есть верхних ступеней экологической пирамиды).

Запылённость атмосферы как следствие взрывов и войн. Наконец, не надо забывать и про войны, пусть даже и локальные, которые дают о себе знать в том или ином регионе Земли различными экологическими катастрофами (разлив нефти в акваториях морей, загрязнение атмосферы, вызванное взрывами и пожарами не4ггехранилищ, различных складов и пр.). Сравним деятельность вулканов со взрывами бомб. Вулкан Кракатау в Индонезии в 1883 г. выбросил в атмосферу около 20 км3 пыли и пемзы, вулкан Тамбор, также в Индонезии, в 1915 г. дал более 100 км3 пыли. Так вот, поверхностный взрыв бомбы в 1 мегатонну (в 100 раз более сильный, чем тот, который уничтожил Хиросиму) выбросит на высоту до 10 км около 300-400 тыс. т пыли. Взрывы общей мощностью порядка 10 тыс. мегатонн поднимут вверх около 3-4 млрд т пыли. Все это способно сильно повлиять на климат планеты в целом и вызвать чудовищную экологическую катастрофу с уничтожением всякой высшей формы жизни на значительной территории планеты.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Еще в 1961 г. американский исследователь Дж. Хилл вычислил, что ядерные заряды мощностью 1, 3, 10 мегатонн выжигают соответственно 500, 1000, 2100 км2 лесов. В результате взрыва такой мощности возникает самоподдерживающийся пожар. Если он охватывает 1 млн км2, то выбрасывает вверх одномоментно около 4 млрд т сажи. Сухая сажа, попав в верхние слои атмосферы, будет находиться там не менее трёх месяцев, 1

Метан в атмосфере

Метан – наиболее важный представитель органических веществ в атмосфере. Его концентрация существенно превышает концентрацию остальных органических соединений. В 60-е и 70-е годы количество метана в атмосфере возрастало со скоростью 1% в год, и это объяснялось хозяйственной деятельностью человечества.

Увеличение содержания метана в атмосфере способствует усилению парникового эффекта, так как метан интенсивно поглощает тепловое излучение Земли в инфракрасной области спектра на длине волны 7, 66 мкм. Метан занимает второе место после углекислого газа по эффективности поглощения теплового излучения Земли. Вклад метана в создание парникового эффекта составляет примерно 30% от величины, принятой для углекислого газа. С ростом содержания метана изменяются химические процессы в атмосфере, что может привести к ухудшению экологической ситуации на Земле. Естественно возникает вопрос об управлении химическими и физическими процессами, в которых принимает участие метан. Если молекулы метана попадают в атмосферу, то они вовлекаются в процессы переноса и вступают в химические реакции, которые хорошо известны как качественно, так и количественно. Управление процессами непосредственно в атмосфере в глобальном масштабе практически исключено. До настоящего времени направленное воздействие на атмосферные процессы удавалось осуществить только путём изменения мощности антропогенных источников. Поэтому важно понимать природу естественных и антропогенных источников метана и оценивать их мощность с достаточной степенью достоверности.

История обнаружения атмосферного метана. История обнаружения атмосферного метана коротка. Присутствие его в атмосфере открыто сравнительно недавно, в 1947 году. Концентрация метана невелика. В атмосферной химии для концентрации обычно используют долевые единицы, что связано с тем, что количество примесных молекул, таких, как метан, невелико. Часто концентрации выражают в частях на миллион или миллиард. Например, если концентрация примеси равна одной части на миллион, то это означает, что в одном моле воздуха присутствует 1(Г6 молей примеси. Для удобства вводят обозначения типа ррт, что означает количество частей на миллион.

Классификация метана по его происхождению. Источники метана разнообразны. Метан называется биогенным, если он возникает в результате химической трансформации органического вещества. Если метан образуется в результате деятельности бактерий, то он называется бактериальным (или микробным) метаном. Если его возникновение обязано термохимическим процессам, то он называется термогенным. Бактериальный метан образуется в донных отложениях болот и других водоемов, в результате процессов пищеварения в желудках насекомых и животных (преимущественно жвачных). Термогенный метан возникает в осадочных породах при их погружении на глубины 3—10 км, где осадочные породы подвергаются химической трансформации в условиях высоких температур и давлений. Метан, возникший в результате химических реакций неорганических соединений, называется абиогенным. Он образуется обычно на больших глубинах в мантии земли.

Общее содержание метана в атмосфере и его концентрация. В настоящее время концентрация атмосферного метана составляет 1, 8 ppm. Общее количество метана в атмосфере оценивают в пределах 4600—5000 Тг (Тг = 1012 г). В южном полушарии концентрация метана несколько ниже, чем в северном полушарии. Такое различие обычно связывают с меньшей мощностью источников метана в южном полушарии: считается, что основные источники метана расположены на континентах, а океаны не вносят заметного вклада в глобальный поток метана. Время жизни метана в атмосфере 8-12 лет.

Метан находится в атмосфере в основном в приземном слое, который называется тропосферой и толщина которого составляет 11-15 км. Концентрация метана мало зависит от высоты в интервале от поверхности Земли до тропопаузы, что обусловлено большой скоростью перемешивания по высоте в пределах 0-12 км (1 месяц) в сравнении со временем жизни метана в атмосфере.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Изменение концентрации метана во времени.

Изменение концентрации метана в атмосфере Земли примечательно тем, что позволяет наглядно представить себе характер и масштаб влияния человеческой деятельности на глобальные процессы. Концентрация метана в 70-е годы увеличивалась в атмосфере со скоростью 0, 8—1, 2% в год, что эквивалентно увеличению концентрации на 16, 5 ppbv (ppbv — одна часть на миллиард) в год, а прирост его массы в атмосфере составлял 45 Тг/год. Возникает вопрос, всегда ли было так, что концентрация атмосферного метана ежегодно возрастала. Оказывается, можно проследить изменения в концентрации метана на протяжении 150 тысяч лет и более. С этой целью отбирают керны в материковых льдах Антарктиды или Гренландии. В частности, большое число данных получено на российской станции «Восток» в Антарктиде. Лед в кернах имеет разный возраст: чем глубже он расположен, тем он старше. Состав воздуха в пустотах льда на различной глубине соответствует составу атмосферы в момент образования льда.

Изменение концентрации метана в атмосфере Земли за последние 140 тыс. лет представлены на рис. 1. Кривая осадков характеризует оледенения: мало осадков — оледенение, много осадков — потепление. Из рис. 1 видно, что во время оледенений концентрация метана падала и иногда достигала рекордно низких значений (например, 0, 35 ppm). Важно отметить, что концентрация метана до новой эры никогда не превышала 0, 7 ppm. Естественно, что до новой эры интенсивность хозяйственной деятельности человечества была незначительной и поэтому наблюдаемая концентрация метана обеспечивалась только естественными факторами.

Рис. 1. Зависимость концентрации метана в атмосфере Земли (1) и зависимость осадков от времени, 2

3

Анализы показывают, что от Рождества Христова вплоть до XVII века концентрация метана в атмосфере Земли была практически постоянной и составляла примерно 0, 7 ppm Затем концентрация метана стала повышаться и одновременно начался интенсивный рост населения Земли (рис. 2) На рис. 2 видно, что за последние 300 лет концентрация метана возросла на 1, 1 ppm. Можно полагать, что этот прирост обусловлен деятельностью человечества. Из данных рис. 2 следует, что в период с начала 60-х годов по настоящее время произошло удвоение прироста концентрации метана, составившее примерно 0, 55 ppm и за это же время удвоилось население земного шара.

Интересное событие произошло в 80-90-е годы: прирост концентрации метана начал падать. Причины этого не вполне ясны Высказывалось робкое предположение, что это связано с тем, что Россия смогла починить свои газопроводы и это привело к остановке в росте концентрации метана. Однако простые оценки показывают [4], что Россия не имеет к этому никакого отношения и что, скорее всего, включились некоторые факторы пока неизвестной природы. Более детальное рассмотрение указанных явлений требует знаний о механизмах поступления метана в атмосферу и о процессах вывода метана из атмосферы.

Стоки метана.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Рассмотрение поведения метана в атмосфере начнем с процессов исчезновения метана. Дело в том, что процессы вывода метана из атмосферы известны в количественном отношении гораздо полнее, чем процессы, обеспечивающие поступление метана в атмосферу. Интенсивность процессов стока метана должна быть примерно равной интенсивности источников метана, что

позволяет более надежно судить о мощности источников метана в атмосфере.

Молекула метана довольно устойчива, и ее нелегко вывести из атмосферы. Метан малорастворим в воде (30 см3 газа растворяется в одном литре воды), и удаление его из атмосферы с помощью осадков не происходит. Для реального удаления из атмосферы метан необходимо переводить в нелетучие соединения или другие газообразные соединения.

Метан, как и многие другие примеси, исчезает из атмосферы, в основном в реакции с радикалом ОН:

ОН + СН4 = Н2О + СНз

Если концентрация метана в атмосфере не растет, то это означает, что скорость поступления метана в атмосферу равна скорости его вывода. Поэтому количественные характеристики этой реакции между метаном и радикалом ОН чрезвычайно важны, так как ошибка в 25% приведет к ошибке примерно в 25% в расчете мощности источников метана. Параметры этой реакции определялись многократно, и тем не менее последние данные показывают, что 10-15 лет назад скорость реакции определялась завышенной примерно на 25%. Это означает, что поток метана в атмосферу с поверхности Земли составляет примерно 400, а не 500 Тг/год, как считалось ранее. Возникает естественный вопрос об источнике радикалов ОН. Необходимо отметить, что радикал ОН — одна из наиболее реакционноспособных частиц в химических процессах. Источником радикала ОН в тропосфере является тропосферный озон (Од). Под действием ультрафиолетового света с длиной волны короче 310 нм молекулы тропосферного озона разрушаются с образованием молекулы кислорода и чрезвычайно реакционноспособного атома кислорода в возбужденном электронном состоянии (0(1D)):

03+hv (310 нм и короче) = О2 + 0(1D)

Атомы кислорода отрывают один атом водорода от воды и получается два радикала ОН:

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

0(1D) + Н2О = 20Н

Итак, реакции в атмосфере, приводящие к выводу метана, таковы:

ОН + СН4 = Н20 + СНз,

СНз + О2 = СНзО2,

СНзО2 + NO = СНзО + NO2,

СНзО + 02 = СН2О + НО2,

HO2 + NO = OH + NO2,

2[NO2 + hv = NO + 0],

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

2[0+02 = 0з],

СН4 + 402 = СН2О + Н20 + 20з

Таким образом, в результате многоступенчатого процесса образуются по одной молекуле формальдегида и воды и две молекулы озона. NO и NO2 (NOх ) всегда присутствуют в атмосфере в количествах, достаточных для протекания реакции с их участием.

Из приведенных реакций видно образование нестабильных валентно-ненасыщенных частиц, таких, как СНзО2 или НО2. Эти частицы играют важную роль в процессах в атмосфере. Формально их образование можно представить в процессах отрыва атома водорода от стабильных молекул метилгидроперекиси и перекиси водорода соответственно. Присутствие свободной валентности приводит к высокой реакционной способности, так как эти частицы стремятся к образованию стабильных связей и насыщению валентностей.

Разложение метана до конечных продуктов еще не закончено. Образующиеся молекулы формальдегида начинают участвовать в следующих трех реакциях, которые дают начало новым циклам:

СН2О + hv = Н2 + СО,

СН2О + hv = Н + НСО,

СН2О + ОН = НСО + Н2О

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

В среднем для атмосферы вероятности протекания этих процессов относятся как 0, 5 : 0, 25 : 0, 25 соответственно, а вторая и третья реакции дают начало следующим циклам, протекающим в присутствии NOх:

СН2О + hv = Н + НСО,

Н + О2 = НО2,

НСО + 02 = СО +НО2,

2[HO2 + NO = OH + NO2],

2[NO2 + hv = NO + 0],

2[0 + 02 = 0з],

СН2О + 402 + hv = СО + 20з + 20Н

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

В результате этого цикла возникают две молекулы озона и два радикала ОН. Таким образом, метан в присутствии NOх претерпевает конверсию в окислитель, каким является озон. Реакция формальдегида с радикалом ОН также приводит к образованию озона:

СН2О + ОН = НСО + Н2О,

НСО + О2 = СО +НО2,

H02 + NO = OH + N02,

NO2 + hv = NO + О,

0 + 02 = 0з,

СН2О + 202 + hv = СО + Оз + Н20

Далее необходимо рассмотреть реакции СО:

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

СО + ОН = СО2 + Н,

Н + О2 = НО2,

HO2 + NO = OH+NO2,

NO2+ hv = NO + О,

0 + 02 = 0з,

СО + 202 + hv = СО2 + Оз

В итоге вместо одной исчезнувшей в атмосфере молекулы метана возникает 3, 5 молекулы озона и 0, 5 радикала ОН.

Химический сток в атмосфере — это основной канал вывода метана из атмосферы. Из других стоков некоторое значение имеют поглощение метана почвенными бактериями и уход в стратосферу. Оба стока вносят вклад менее 10% в общий сток метана.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Источники выделения метана.

Метан попадает в атмосферу как из естественных, так и из антропогенных источников. Мощность антропогенных источников в настоящее время существенно превышает мощность естественных. К естественным источникам метана относятся болота, тундра, водоемы, насекомые (главным образом термиты), метангидраты, геохимические процессы. К антропогенным — рисовые поля, шахты, животные, потери при добыче газа и нефти, горение биомассы, свалки. Мощность этих источников приведена в табл. 1. Относительное распределение источников по их мощности дано на рис. 3.

4

5

Из данных табл. 1 видно, что болота, рисовые поля и животные вносят доминирующий вклад в образование общего потока в атмосферу. Природа образования метана в таких источниках, как болота, озера, рисовые поля, жвачные животные, насекомые, свалки, примерно одинакова — 6

Интенсивность выделения метана из болот меняется в широких пределах. Эмиссия метана от западносибирских болот, которые являются достаточно типичным представителем северных болот, определенная с применением методов газовой хроматографии, составляет примерно 9 мг метана в ч/м2. В среднем эмиссия метана из сибирских болот может достигать 20 Тг/год, что довольно много в сопоставлении с общим потоком метана от болот (50—70 Тг). Нужно сказать, что точность определения эмиссии метана от болот затруднена большим разбросом величин эмиссии при измерении даже на близко расположенных участках. Например, величина эмиссии метана в западносибирских болотах колебалась в интервале от 0, 1 до 40 мг/(м2 * ч). Большой поток метана от рисовых полей обусловлен резким ускорением транспорта метана внутри полостей в стеблях риса, так как диффузия метана происходит в воздушной среде, а не в воде. Поток метана с рисовых полей достигает в среднем 2, 3 мг/(м2 * ч).

Количество крупного рогатого скота в мире — около 1, 5 млрд голов. Одна корова производит в сутки около 250 л чистого метана. Этого количества метана хватит, чтобы вскипятить 20 л воды. В развитых странах на свалки вывозится примерно 1, 8 кг мусора в день в расчете на одного человека, в России 0, 6 кг соответственно. Примерно 10% этой массы может конвертироваться в метан. Следовательно, в России производится 60 г метана в сутки в расчете на одного человека.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Шахтный метан возникает в процессе трансформации органических остатков в уголь под влиянием высоких давлений и температур. Можно считать, что в глубинах земли происходит пиролиз органических веществ. Растительные остатки содержат большое количество лигнина, в структуре которого имеется много метильных групп. В ходе термической переработки происходит освобождение метильных радикалов, которые затем отрывают атом водорода от органических молекул и превращаются в метан. Добыча 1 т угля сопровождается выделением 13 м3 чистого метана.

Аналогичный механизм образования метана наблюдается и при горении биомассы. Основной источник метана, выделяющегося при горении биомассы, находится в Африке, где широко практикуется сжигание соломы при подготовке почвы для нового урожая. Использование дерева для приготовления пищи и отопления дает незначительный вклад. Величины потоков метана приведены в табл. 1. Видно, что страны бывшего СССР производят около 5—15% от общего потока метана в атмосферу. В качестве источника не включены насекомые, так как количество термитов на территории бывшего СССР было крайне незначительным. Гидраты метана также не включены, так как оценка запасов гидратов метана в мире и странах бывшего СССР пока очень приблизительна. Следует отметить, что и оценка потока метана от гидратов метана приводит пока к незначительной величине.

Вывод: Роль метана в экологических процессах исключительно велика. В настоящее время насущной задачей для многих регионов земного шара, и в том числе для России, являются инвентаризация существующих источников метана, выявление и прогнозирование появления новых источников. Это важно ещё и потому, что при экспериментальных измерениях мощностей отдельных источников выявлена значительно меньшая мощность, чем предполагалось. Потому не исключена возможность, что мы столкнёмся в будущем с проблемой дефицита метана из традиционных источников, который удастся ликвидировать только на основе изучения нетрадиционных источников.

Парниковый эффект

Быстрое развитие промышленности, энергетики, транспорта, животноводства, выращивание риса, добыча газа приводят к выбросу в атмосферу газов, аэрозолей и пыли, вызывающих парниковый эффект, кислотные дожди, озоновые дыры, различные болезни дыхательных путей. В 1998 г. 50 млн россиян из 147 млн дышали воздухом с различными примесями, концентрации которых превышали предельно допустимые параметры (ПДК).

Сущность парникового эффекта состоит в том, что атмосфера почти целиком пропускает излучение Солнца к Земле, но из-за наличия в атмосфере парниковых газов (газов, вызывающих парниковый эффект) заметно задерживает обратное тепловое (инфракрасное) излучение земной поверхности. Парниковые газы образуют как бы «стеклянную крышу парника» над планетой, и большая часть излучаемого Землей тепла возвращается назад. Тепловая энергия накапливается в приповерхностных слоях атмосферы тем интенсивнее, чем больше в них концентрация парниковых газов. Усиление парникового эффекта приводит к повышению температуры на поверхности Земли и потеплению климата. Благодаря существованию парникового эффекта только 20% теплового излучения земной поверхности безвозвратно уходит в космос. Если бы Земля не имела атмосферы с парниковыми газами, то средняя температура ее поверхности была бы на 33° ниже. Сейчас средняя температура планеты 15�С. Главным парниковым газом на Земле является водяной пар. Огромный вклад в парниковый эффект вносят двуокись углерода СО2 (60% вклада) и метан СН4 (20% вклада). К парниковым газам относятся также закись азота N20 (5% вклада), фреон (15% вклада) и озон.

Двуокись углерода поступает в атмосферу в результате сжигания углеродсодержащих видов топлива (каменный уголь, нефть, газ) в промышленности, автомобильных двигателях (на Земле используется около 600 млн автомобилей), теплоэлектростанциях. В настоящее время в атмосфере содержится 2, 6

103 млрд т СО2 и ежегодно выбрасывается в атмосферу 20 млрд т (6 млрд т углерода). 2 млрд т углерода в СО2 перерабатывается зелеными растениями на суше в процессе фотосинтеза, 2 млрд т перерабатывается в океане, оставшиеся 2 млрд т не перерабатываются и концентрация СО2 в атмосфере возрастает. Если до начала интенсивной человеческой деятельности воздух был возобновляемым ресурсом, то теперь он перестал быть таковым.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Последние несколько сотен тысяч лет естественное содержание СО2 в атмосфере колебалось от 180—200 частиц на 1 млн частиц воздуха в периоды оледенений до 280—300 на 1 млн частиц в теплые климатические эпохи. За последние 200 лет концентрация СО2 в воздухе изменилась с 275 до 350 частиц на 1 млн частиц воздуха, т. е. на 25%, а с 1958 по 1990 гг. концентрация СО2 возросла с 315 до 350 частиц на 1 млн.

Никогда за геологическую историю Земли за столь короткое время не менялось в атмосфере на такую большую величину содержание углекислого газа. По расчетам Национальной академии наук США, к 2100 г. ожидается удвоение концентрации СО2, по другим моделям к этому моменту количество СО2 возрастет в 3 раза. Возможно, что удвоение произойдет уже к середине XXIв.

Метан поступает в атмосферу при добыче газа, нефти и угля, производстве биогаза, из-за гниения органических остатков на залитых водой рисовых полях, роста численности крупного рогатого скота (сейчас на Земле 1 млрд голов крупного рогатого скота). Из-за большого количества скота огромное количество метана выбрасывает в атмосферу Новая Зеландия. Концентрация метана в воздухе растет ежегодно на 1, 2-1, 5%. Сейчас его на 60% больше, чем было в доиндустриальную эру. К середине XXI в. ожидается удвоение концентрации метана в атмосфере.

С ростом применения в сельском хозяйстве азотных удобрений и в результате сгорания углеродсодержащих топлив при высоких температурах в ТЭС в атмосферу выбрасывается закись азота N20. Концентрация N20 растет на 0, 3% в год. Концентрация фреонов растет со скоростью 4% в год. В целом к середине следующего столетия парниковое влияние СН4, N2О и фреонов может быть равным эффекту удвоения концентрации СО2 в атмосфере.

По оценкам Международной конференции ЮНЕП, за последнюю сотню лет температура планеты возросла на 0, 5° из-за роста концентрации СО2, а к 2100 г. должно произойти повышение температуры на 1, 5-4, 5°. Для приполярных широт повышение температуры может достигнуть 10°. Уровень Мирового океана может повыситься на 84 — 117 см к 2050 г. и на 56 — 345 см к 2100 г. из-за таяния полярных льдов и теплового расширения воды. При повышении уровня океана на несколько метров будут затоплены такие города, как Нью-Йорк, Лондон, Санкт-Петербург, Амстердам, Шанхай, Токио и густонаселенные прибрежные территории, где проживает от 30 до 50% населения Земли, т. е. миллиарды человек.

С ростом температуры возрастет и количество осадков. Ливни затопят тропики. Засушливые зоны сдвинутся на север. Площади пустынь увеличатся. Урожаи сократятся. Серьезные изменения климата произойдут в Скандинавии, Сибири и на севере Канады.

При глобальном потеплении на 2° зона сплошной многолетней мерзлоты в нашей стране перестанет существовать, а зона лесотундры достигнет побережья Северного Ледовитого океана. Повышение средней температуры на 1-2° в целом может быть благоприятным для сельского хозяйства европейской части нашей страны, так как позволит использовать для теплолюбивых сельскохозяйственных культур обширные территории. Ожидается, что с началом следующего столетия начнется увеличение количества осадков на всей территории нашей страны, включая самые засушливые области.

В 1986 г. Управление по аэрокосмическим исследованиям США (НАСА) опубликовало результаты исследования процессов, определяющих распределение в атмосфере озона и других газов, важных для состояния атмосферы. По этим данным, средняя температура на Земле должна возрасти на 1, 4 — 4, 0° уже к 2030 г. Повышение температуры будет неравномерным: у полюсов больше, чем на экваторе. Если эти прогнозы окажутся правильными, то многие из живущих сегодня людей будут свидетелями самого быстрого из известных в истории Земли повышения температуры: одним из следствий этого потепления будет разрушительное воздействие на обеспечение населения продовольствием (урожай риса может снизиться на 2 — 5%, а кукурузы на 15-24%) и водой. Такие последствия могут стать угрозой для человечества задолго до того, как растают последние льды и поднимется уровень Мирового океана.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Цена реферата

Как известно, неточность в прогнозах велика, и исследователям потребуется минимум 10 лет на то, чтобы найти объяснение данным выводам.

Тем не менее, уже совершенно ясно, что человечество бездумно обращается с атмосферой Земли, не представляя себе всех последствий. Мы должны противостоять угрозе крупномасштабного производства СО2 сокращением использования ископаемых топлив и других веществ, влияющих на тепловой баланс.

В 1997 г. на долю США приходилось 20% эмиссии парниковых газов и 25% выбросов СО2. На долю Северной Америки — 35% выбросов СО2, Западной Европы— 26, СНГ— 13, Азии (без СНГ) — 13%. Чтобы уменьшить выброс СО2 надо уменьшить количество сжигаемого углеродсодержащего топлива.

В июне 1988 г. международная конференция в Торонто рекомендовала индустриально развитым странам сократить выброс СО, в атмосферу к 2005г. как минимум на 20%, используя для этой цели АЭС, а также альтернативные источники энергии: ветра, Солнца и др.

В 1992 г. конференция ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро приняла конвенцию об изменении климата. Цель конвенции — добиться стабилизации концентраций парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему. Стороны договорились к 2000 г. стабилизировать эмиссию этих газов на уровне 1990 г.

В декабре 1997 г. в Киото была проведена международная конференция по глобальному изменению климата на планете. В ее работе приняли участие 2 тыс. представителей из 159 стран. Был принят заключительный протокол, который предусматривал общее сокращение выбросов в атмосферу парниковых газов (на 5, 2%). К 2008-2012 гг. страны Европейского Союза должны сократить выбросы парниковых газов (от уровня 1990 г.) на 8%, США — на 7, Япония, Канада — на 6%. Россия и Украина к 2012 г. могут производить парниковые газы на уровне 1990 г. из-за уменьшения промышленного производства в последние годы. Пункт об обязательствах развивающихся стран в итоговый документ не вошел. Возможна торговля квотами на эмиссию парниковых газов (те государства, где эмиссия мала, могут продать свою квоту государствам, где эта эмиссия велика). Однако в ноябре 1998 г. Киотский протокол был ратифицирован только Фиджи —7

Кислотные дожди

Сжигание каменного угля на ТЭС ведет к выбросам в атмосферу не только двуокиси углерода. Примеси серы, содержащиеся в угле, приводят к выбросам сернистого газа SO2. Как уже отмечалось, ТЭС на угле, обладающая электрической мощностью в 1 ГВт, выбрасывает в окружающую среду 11 млн т СО2, 120 тыс. т сернистого газа и 20 тыс. т оксидов азота. Сжигание нефти дает в 2 раза меньше выбросов сернистого газа, сжигание газа — в 100 раз меньше. В целом ежегодно в атмосферу выбрасывается 190 млн т сернистого газа, 250 млн т пыли, более 65 млн т оксидов азота.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат

Антропогенные выбросы сернистого газа в 2 раза превышают поступление этого газа в результате природных явлений, антропогенные выбросы оксидов азота составляют примерно 40% от естественных выбросов.

Смешиваясь в облаках с парами воды, сернистый газ порождает серную кислоту, а оксиды азота — азотную кислоту, которые затем падают на землю в виде кислотных дождей.

Проблема кислотных дождей возникла в начале 70-х годов. Наиболее остро она проявилась в странах Скандинавского полуострова, где в тысячах озер стала исчезать рыба, микроорганизмы, причем вода вроде бы оставалась такой же чистой. Понадобились годы исследований, чтобы понять, что закисление среды и ее последствия не только скандинавская проблема, все грозные признаки этого налицо в восточных районах США (за 20 лет кислотность увеличилась в 10-30 раз в 30-60% озер), Канады, ФРГ, Англии, Бельгии, Нидерландах, Польше и других странах Западной и Восточной Европы. Западные области СНГ также попадают в ареал распространения кислотных дождей.

От таких дождей страдают не только озера, но и леса, поля, пастбища. Кислота, падающая с неба, разъедает исторические памятники, трубопроводы, столбы, бетонные фундаменты, кабели. В Западной Европе жертвами кислотных дождей стали 38% лесов. Только в ФРГ от кислотных дождей пострадало около 50% лесов, в Австрии — примерно 30%, поражены леса в Чехии, Словакии, Польше (75%>) и других странах Европы.

Швеция имеет более 100 000 озер на своей территории, из них 18 000 мертвые, лишенные жизни.

В Норвегии в 5000 из 17 500 озер исчезла рыба. В Канаде из-за частых кислотных дождей стали мертвыми 14 000 озер.

Из-за кислотных дождей скорость коррозии в промышленных районах в 2-10 раз выше, чем в сельской местности. Когда люди вдыхают туман, содержащий капельки кислоты, это вызывает у них аллергию и бронхиты. При вдыхании кислотных частиц с пылью, содержащей тяжелые металлы (медь, цинк и др.), возможно появление раковых опухолей.

Главным «экспортером» кислотных дождей в Европе в 80-х годах стала Великобритания. В нашу страну поступает в 8 раз больше сернистого газа и в 7, 3 раза больше оксидов азота, чем выносится с ее территории в другие государства.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Для уменьшения выбросов сернистого газа предлагается:

1. Промывка угля после измельчения. Это приводит к удалению 50-90% соединений серы-пирита и к увеличению стоимости электроэнергии примерно на 10%.

2. Химическое удаление серы — десульфурация. В этом случае затраты на производство электроэнергии возрастут на 15-25%. В США в 1991 г. около 50% угля, используемого на ТЭС, подвергалось очистке. Во Франции и Великобритании очищается весь уголь.

3. Замена угля на низкосернистые виды топлива: нефть и газ.

4. Сжигание угля в псевдосжиженном слое в смеси с песком и известью, которая постоянно как бы кипит под действием вдуваемого снизу воздуха. В результате сера соединяется с известью и удаляется с золой.

5. Использование скрубберов—жидких фильтров, содержащих водный раствор извести, для газообразных продуктов сгорания.

Снижение выбросов оксидов азота возможно при использовании специальных горелок для последовательного досжигания первичных продуктов сгорания с помощью селективного каталитического восстановления оксидов азота и др.

К наиболее неблагоприятным районам России по кислотным осадкам относятся: Кольский полуостров, восточный склон Уральского хребта и район Таймыра. Кислотные осадки присутствуют в радиусе – 10 — 20 км вокруг индустриальных гигантов. При наличии кислотных дождей снижается урожайность капусты, свеклы, огурцов, лука, гороха, салата, ячменя, кукурузы. Повышенная кислотность терпима лишь для картофеля. Для уменьшения кислотности необходимо известкование почвы.

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Подробнее

Мировое сообщество принимает определенные шаги по борьбе с кислотными дождями. В 1983 г. вступила в силу Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на больших расстояниях.

В 1985 г. в Хельсинки 20 государств Европы и Канада подписали протокол снижении выбросов серы на 30%.

Проблема уменьшения концентрации озона в атмосфере

Современные проблемы озонового слоя в атмосфере

Роль озонового слоя. В атмосфере Земли слой озона, называемый озоносферой, расположен в стратосфере на высотах 21-26 км. Озоносфера – защитная оболочка, предохраняющая биосферу от биологически активной ультрафиолетовой радиации Солнца с длиной волны менее 310 нм. Полагают, что озоносфера возникла около полумиллиарда лет назад, когда в атмосферу начал поступать биогенный (фотосинтетического происхождения) кислород. С появление озоносферы появилась возможность развития сложных форм жизни на суше. В нынешней атмосфере концентрация озона в данной точке в данный момент времени определяется балансом большого числа противоборствующих процессов. В тропической зоне (± 30� относительно экватора) озоносфера относительно тонкая (приведённая к нормальным условиям толщина 0, 26 см) и весьма устойчивая – мало меняется с сезоном и ото дня ко дню. На более высоких широтах она становится в 1, 5 – 2, 0 раза мощнее, сильно варьирует с сезоном (максимум толщи для северного полушария — весна) и может изменяться за несколько суток на 20 – 30%. Распределение озона также влияет на термический режим атмосферы. Динамика озоносферы в данном случае интересна сама по себе из-за непосредственных гелиобиологических последствий. В центре основной полосы ультрафиолетового поглощения озона близ 260 нм ослабление настолько велико, что изменение толщи озоносферы в её пределах никак не сказывается на интенсивности приземного излучения. Однако на краю полосы, как раз близ максимума эффективности канцерогенного действия на кожу человека (290 – 300 нм), сравнительно небольшие изменения толщи озоносферы приводят к заметным изменениям потока излучения близ земной поверхности. В специально литературе можно часто встретить такую оценку (весьма приближенную): уменьшение толщи озоносферы на 1% приводит на средних широтах к увеличению интенсивности радиации в полосе В (т. е. в диапазоне длин волн 290 — 320 нм) на 2%. Современные изменения показывают, что эта оценка несколько завышена. Более точная величина составляет 1, 2±0, 1% на 1% уменьшения толщи озона. В среднем в атмосфере Земли ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона.

Концентрация озона О3 в слое по широтам и по сезонам года изменяются. Наиболее устойчивый озоновый слой в зоне тропиков, где Солнце обеспечивает постоянное и интенсивное ультрафиолетовое (УФ) излучение, а наименее устойчив у полюсов. Молекулы О3 интенсивно поглощают УФ-излучение Солнца в диапазоне волн около λ=0, 25 мкм, слабо при λ=0, 4 мкм и вновь интенсивно при λ=0, 6 мкм. Поэтому озоновый слой можно рассматривать как защитный экран для живых организмов на Земле от потоков УФ-излучения Солнца. Наибольший защитный эффект достигается в диапазоне длин волн менее λ=0, 32 мкм.

УФ-излучение Солнца по-разному влияет на живые организмы. В диапазоне длин волн менее от 0, 4 до 0, 32 мкм его негативное влияние на живые организмы незначительно. Уф излучение с длиной волны в диапазоне 0, 32-0, 28 мкм вызывает загар и оказывает тонизирующее действие на организм человека при малых дозах облучения; ожоги и разрушения нуклеиновых кислот – при больших дозах. По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако из-за большей, чем у γ-излучения длины волны он не способен проникать глубоко в ткани и поэтому поражает только поверхностные органы. Уф излучения с длиной λ

Нужна помощь в написании реферата?

Мы – биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Заказать реферат


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

Введение

Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия привела к серьёзному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами производства. Воздушный бассейн, воды и почва в районах крупных промышленных центров часто содержат токсичные вещества, концентрация которых превышает предельно допустимую. Поскольку случаи значительного превышения допустимой концентрации достаточно часты и наблюдается рост заболеваемости, связанной с загрязнением природной среды, в последние десятилетия специалисты и средства массовой информации, а вслед за ними и население стали употреблять термин «экологический кризис».

Прежде всего, следует разделить понятия «локальный экологический кризис» и «глобальный экологический кризис». Локальный экологический кризис выражается в местном повышении уровня загрязнений – химических, тепловых, шумовых, электромагнитных – за счёт одного или нескольких близко расположенных источников. Как правило, локальный экологический кризис может быть более или менее легко преодолён административными или экономическими мерами, например, за счёт совершенствования технологического процесса на предприятии-загрязнителе или за счёт его перепрофилирования или даже закрытия. Много более серьёзную опасность представляет глобальный экологический кризис. Он является следствием всей совокупности хозяйственной деятельности нашей цивилизации и проявляется в изменении характеристик природной среды в масштабах планеты и, таким образом, опасен для всего населения Земли. Бороться с глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным, и эта проблема будет считаться решённой только в случае минимизации загрязнений, произведённых человечеством, до уровня, с которым природа Земли будет в состоянии справиться самостоятельно. В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.

Ещё в конце позапрошлого века Фридрих Энгельс предупреждал: «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают последствия первых»1 (эта работа была написана в 1876 г. и представляет собой незаконченную рукопись, впервые была опубликована на немецком языке в 1896 г.). Знакомство с проблемой кислотных дождей подтвердит нам правоту этих слов. Преодоление экологического кризиса во всех его проявлениях, ведущих к деградации природы и, как следствие, к деградации и исчезновению человечества, жизненно необходимо.

Атмосферный воздух загрязняется путём привнесения в него или образования в нём загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровня естественного содержания.

Загрязняющее вещество – примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при определённых концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека, объекты растительного и животного мира и другие компоненты окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.

В последние годы содержание в атмосферном воздухе российских городов и промышленных центров таких вредных примесей, как взвешенные вещества, диоксид серы, существенно уменьшилось, так как со значительным спадом производства сократилось число промышленных выбросов, а концентрации оксида углерода и диоксида азота выросли в связи с ростом парка автомобилей.

Список городов с катастрофическим уровнем загрязнения атмосферного воздуха в России увеличивается ежегодно, но многие годы в нём числятся Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Москва, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Тольятти.

Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия чёрной и цветной металлургии, химическая и нефтехимическая промышленность, стройиндустрия, энергетические предприятия, целлюлозно-бумажная промышленность, автотранспорт, а в некоторых городах и котельные.

1 Проблемы загрязнения атмосферы

Проблема загрязнения атмосферного воздуха – одна из серьёзнейших глобальных проблем, с которыми столкнулось человечество. Опасность загрязнения атмосферы – не только в том, что в чистый воздух попадают вредные вещества, губительные для живых организмов, но и в вызываемом загрязнениями изменении климата Земли.

Загрязнение воздуха (атмосферы) в результате деятельности человека привело к тому, что за последние 200 лет концентрация двуокиси углерода выросла почти на 30 %. Тем не менее, человечество продолжает активно сжигать ископаемое топливо и уничтожать леса. Процесс настолько масштабен, что приводит к глобальным экологическим проблемам. Загрязнение воздуха происходит и в результате других видов человеческой деятельности. Сжигание топлива на тепловых электростанциях сопровождается выбросом двуокиси серы. С выхлопными газами автомобилей в атмосферу поступают оксиды азота. При неполном сгорании топлива образуется угарный газ. Кроме того, не следует забывать и о мелкодисперсных твёрдых загрязнителях, таких как копоть и пыль.

Серьёзность экологических проблем, связанных с загрязнением атмосферы, иллюстрируют следующие статистические данные: в 151 городе России предельно допустимая концентрация загрязнений воздуха превышена в 5 раз, в 87 городах ПДК превышен в 10 раз.

2 Причины загрязнения атмосферного воздуха Земли

Основной причиной загрязнения воздуха является попадание в него нехарактерных физических, химических и биологических веществ, а также изменение их естественной концентрации.

Это происходит в результате как природных процессов, так вследствие деятельности человека. Причём именно человек играет всё большую роль в загрязнении атмосферы. Причиной большой части химических и физических загрязнений является сжигание углеводородного топлива при производстве электрической энергии и при работе двигателей транспортных средств.

Один из наиболее токсичных газов, поступающих в атмосферу в результате человеческой деятельности – озон. Ядовит и свинец, содержащийся в выхлопных газах автомобилей. Среди других опасных загрязнителей – угарный газ, оксиды азота и серы, а также мелкая пыль. Ежегодно в результате промышленной деятельности человека (при выработке электроэнергии, производстве цемента, выплавке чугуна и т.п.) в атмосферу поступает 170 миллионов тонн пыли.

3 Основные виды загрязнения

К глобальным экологическим проблемам в связи загрязнением атмосферы многие учёные относят:

  1. нарушение озонового слоя;

  2. парниковый эффект;

  3. кислотные дожди;

  4. смоги.

3.1 Нарушение озонового слоя

Озон (О3) – аллотропная модификация кислорода, образуется в атмосфере естественным путем при воздействии на атмосферный кислород солнечного ультрафиолетового излучения (которое можно обозначить hν).

Наибольшая концентрация молекул озона находится в стратосфере на высоте 20–22 км (~в 10 раз выше, чем у поверхности Земли) и распространяется она примерно на 5 км по высоте, этот слой и называют озоновым слоем. Если весь озон сконцентрировать в один слой, то толщина его составит ~ 2,9 мм.

Озоновый слой задерживает жёсткое ультрафиолетовое излучение, губительное для всего живого на Земле. Оно может вызвать бόльшие изменения в организмах, чем гамма-излучение, рентгеновское излучение и привести к заболеваниям иммунной системы, раку кожи, поражению сетчатки глаза и другим заболеваниям.

В настоящее время озоновый слой нарушается, т.е. снижается концентрация озона в озоновом слое. Впервые истощение озонового слоя обнаружили в 1985 году над Антарктидой, когда над ней концентрация озона была снижена на 50 %. Это пространство получило название «озоновой дыры». С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное нарушение озонового слоя на всей планете (концентрация озона в озоновом слое снижается в разное время года на 10–20 %, особенно над промышленными странами).

Наука до конца не установила основные причины, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр».

По мнению большинства учёных, главными разрушителями озонового слоя являются химические вещества, объединённые термином «хлорфторуглеводороды» (ХФУ) – так называемые фреоны, а также оксиды азота (NОх) и углерода (СО). Фреоны начали использовать в 1930-е годы в качестве хладонов в холодильных установках, затем в системах кондиционирования воздуха, для производства полимеров, дезодорантов, лаков, красок, как растворители, распылители в аэрозольных упаковках. Они нетоксичны, инертны, стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении.

В соответствии с международными соглашениями (Венская конвенция об охране озонового слоя – 1985 г., а также Протоколы к этой конвенции), все страны-участницы этой Конвенции должны прекратить производство и использование практически всех озоноразрушающих веществ.

3.2 Парниковый эффект

– это способность атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать земное тепловое длинноволновое излучение и тем самым способствовать аккумуляции тепла Землей.

Солнечная энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли, нагревает её и выделяется в виде инфракрасного или теплового длинноволнового излучения. Однако некоторые газы атмосферы его задерживают, поглощают, нагреваются и тем самым нагревают атмосферу в целом. Эти газы называют парниковыми.

Парниковый эффект существует в природе вне деятельности человека,и без него жизнь на Земле была бы невозможна. Если бы не было этого явления, на Земле наблюдались бы сильные суточные и сезонные колебания температуры.

Основным парниковым газом является углекислый газ, на его долю приходится до 60% парникового эффекта. Другими парниковыми веществами являются хлорфторуглеводороды, метан, оксиды азота, тропосферный озон, а также аэрозоли, пары воды.

Экологическая проблема парникового эффекта заключается в том, что содержание парниковых газов в атмосфере растёт в связи с антропогенной деятельностью. В природной биосфере содержание углекислого газа в воздухе поддерживалось на одном уровне, так как его поступление равнялось удалению. В связи с вырубкой лесов и сжиганием ископаемого топлива это равновесие нарушается.

В настоящее время из-за парникового эффекта средняя температура на нашей планете увеличилась, в среднем на 0,6о С. Если в дальнейшем будет сохранено существующее положение с вырубкой лесов и сжиганием топлива, то концентрация углекислого газа к 2050 году может удвоиться. Климатологи прогнозируют среднее потепление в таком случае на 1,5-4,5о С. Такое потепление вызовет таяние полярных льдов и горных ледников, подъём уровня мирового океана (уровень мирового океана может подняться на 1,5 м), что приведёт к затоплению обширных прибрежных территорий суши.

Влияние потепления также скажется на режиме осадков, по прогнозам в северных районах их количество может снизиться на 40%, это может привести к развитию пустынь.

3.3 Кислотные дожди

Одной из важнейших экологических проблем, с которой связано закисление природной среды, являются кислотные дожди.

Основными источниками кислотных дождей являются промышленные выбросы диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоту.

Природные осадки имеют подкисленный характер, при отсутствии загрязнителей рН дождевой воды равно 5,6. Кислотными называют любые осадки, кислотность которых, выше природной, т.е. при рН< 5,6. В последнее время среднее значение рН осадков составляет 4-4,5, а иногда оно опускается до 3 и даже ниже. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе – рН = 2,3 (для сравнения, домашний уксус имеет рН = 2,8).

Кислотные дожди выпадают во всех промышленных районах мира и воздействуют в целом на экосистемы.

Нарушают восковой покров листьев, что делает их уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов.

Выщелачивают биогенные вещества из листьев, ветвей, почв и истощают их. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость деревьев к засухам, болезням, что приводит к ещё более выраженной деградации их как природных экосистем.

Кислотные дожди выщелачивают также из почвы токсичные металлы – свинец, кадмий, алюминий и др., растворяют их, а в последствии они усваиваются живыми организмами, передаются по пищевой цепи и негативно на них воздействуют. Растворённые загрязнители легко проникают в подземные и поверхностные воды.

Кислотные дожди воздействуют на почвенные организмы, замедляют их активность, почвообразовательные процессы разложения и минерализации детрита.

Под действием кислотных дождей происходит закисление пресных вод. Особенно интенсивно происходит закисление озёр в Швеции, Норвегии, Финляндии, где коренные породы, слагающие их ложе, обычно представлены гранито-гнейсами и гранитами не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие от осадочных пород, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению. Повышение кислотности влияет на популяции различных видов рыб, приводит к гибели фитопланктона, различных видов водорослей и других его обитателей.

Кислотные дожди разрушают предметы, конструкции из металла (в городах коррозия металла в десятки раз быстрее происходит, чем в сельской местности), также они воздействуют на здания, сооружения, памятники архитектуры. Памятники и здания простоявшие сотни и даже тысячи лет, сейчас разрушаются и рассыпаются в крошево.

3.4 Смоги

Слово смог происходит от английского smoke – дым, fog – туман. Смог – атмосферное явление накопления в воздухе нижней тропосферы первичных антропогенных загрязнителей и последующее вторичное загрязнение этих же масс воздуха продуктами реакций на основе первичных загрязнителей и солнечной радиации. Смоги образуются в воздушном пространстве больших городов, а в связи с развитием автомобильного и авиационного транспорта, стали захватывать даже отдельные регионы.

Образуются смоги в безветренную погоду, при наличии большого количества загрязнителей в атмосфере.

Различают следующие виды смогов: влажный, ледяной, фотохимический.

Влажный смог – ядовитая смесь в атмосфере газообразных продуктов сгорания твёрдого и жидкого топлива (NОХ, SO2, CO, в основном диоксида серы), частичек пыли, сажи и тумана. Наблюдается чаще в осенне-зимний период и характерен для умеренных широт с влажным морским климатом при неблагоприятных погодных условиях.

Этот смог называют лондонским т.к. в 1952 г. в Лондоне от смога с3-го по 9-е декабря погибло более 4 тыс. человек, до 10 тыс. человек тяжело заболели. Влажный смог вызывает отёк слизистой, бронхов, лёгких, удушье, приступы бронхиальной астмы, хронического бронхита, раздражение глаз и др. Благодаря принятым мерам по ограничению пылегазовых выбросов, загрязнение атмосферного воздуха в Лондоне значительно снизилось. Сильный туман, который образовался в декабре 1972 г., на этот раз не имел серьёзных последствий для населения. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) от смога погибло за 3 дня 156 человек.

Рассеять смог может только ветер, а улучшить ситуацию – сокращение выбросов загрязняющих веществ.

Ледяной смог – смесь газообразных загрязнителей (в основном диоксида серы), частичек пыли, сажи и мельчайших кристалликов льда. Он образуется в городах, расположенных в северных широтах, при температурах ниже -30оС и наличии высокой влажности воздуха. Капельки водяного пара превращаются в мельчайшие кристаллики льда (размером 5-10 мкм) и впитывают загрязнители. Образуется белый густой туман, при таком тумане дышать практически невозможно. Образованию высокой влажности в атмосфере способствуют аварии на теплотрассах, незамерзающие водохранилища из-за сброса не достаточно охлажденных промышленных сточных вод, которые при такой температуре постоянно парят.

Фотохимический или Лос-Анжелесский смог не менее опасен, чем лондонский. Он образуется в районах с сухим и жарким климатом при интенсивном воздействии солнечной радиации.

Основными первичными загрязнителями этого смога являются оксиды азота и углеводороды (автотранспорт, ТЭС, промышленность). При безветрии в атмосфере происходят сложные реакции с образованием новых загрязнителей – фотооксидантов (органические перекиси, нитраты, тропосферный озон и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, лёгких, бронхов, органов зрения.

Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и отрицательно влияют на животных, птиц, состояние растений и экосистем в целом. В экологической литературе описаны случаи массового отравления диких животных, птиц, насекомых при выбросах веществ большой концентрации.

4 Загрязняющие вещества

Активно поступать в атмосферу различные загрязняющие вещества начали в начале 19 века. Именно с того периода началось бурное развитие промышленности, которое остановить сейчас не представляется возможным. Ибо отказаться от всех изобретений человечеству не под силу, ведь это делает нашу жизнь проще и комфортнее. И всё бы не плохо, если бы при этом не наносился колоссальный ущерб природе.

Лидером загрязнений атмосферы являются тепловые электростанции (ТЭС). Они сжигают множество материалов, а продукты горения поступают в воздух, и это далеко не только дым. Что гораздо хуже, в воздух также после их работы поступают углекислый и сернистый газ.

Огромный урон также наносит выплавка цветных металлов (хотя и не только цветных). Благодаря ей в воздух поступают соединения мышьяка, ртути и фосфора, оксиды азота, хлор, фтор, аммиак и многие другие вещества.

Химические предприятия являются причиной загрязнения атмосферы соединениями хлора различного уровня токсичности.

Вредные вещества также получаются в результате отопления жилищ, сжигания топлива для нужд промышленности, сжигания и переработки различных отходов (как бытовых, так и промышленных).

5 Пути решения проблемы загрязнения атмосферы

Проблема загрязнения воздушной оболочки нашей планеты – дело каждого человека без исключения. Для уменьшения пагубного влияния промышленной деятельности человека привлекаются учёные.

Для того, чтобы промышленные предприятия выбрасывали в атмосферу меньше ядовитых веществ, предлагается несколько способов:

  • Абсорбционный (поглотительный): предполагает установку фильтров из активированного угля, известняка и его щелочных растворов, аммиака. Эти вещества отлично впитывают в себя вредные газы. К плюсам этого способа относят хорошее качество очистки и простоту. Однако устройства с фильтрами занимают достаточно много места, а также необходимо периодически менять очистительную жидкость.

  • Окислительный способ хорош тем, что выжигает в воздух горючие вредные примеси. К минусу такого метода относят выделение углекислого газа.

  • Каталитический: ядовитые пары и газы пропускают через твёрдые катализаторы, ускоряющие процесс отделения вредных веществ и примесей. Способ хоть и действенный, но требует огромных средств и тратит много энергии.

  • Механический способ применяют уже достаточно редко. Газ загоняют в специальные турбины, где винтами, создающими вихри, собираются ядовитые частицы. Кроме высоких затрат энергии и необходимости постоянного обслуживания аппарата (удаление с винтов собранных частиц) этот способ малоэффективен, слабо очищает воздух.

  • Электроогневой способ – самый новый и самый эффективный из всех существующих способов очистки газов. Необходимое для очистки загоняется в сосуды, а после – пропускается сквозь наэлектризованное пламя. К сожалению этот метод очень трудно осуществить и поэтому применяется редко.

Иногда лучше сочетать сразу несколько способов очистки воздуха от ядовитых веществ. Чтобы обезопасить атмосферу от выбросов в неё выхлопных газов из промышленных и выхлопных труб, в них устанавливаются фильтры, специальные добавки, в которые не входит свинец, каталитические нейтрализаторы. Очень важно следить за качеством заливаемого топлива: дешёвое масло и бензин выделяют слишком много вредных веществ. Стали выпускаться новые модели автомобилей, выбрасывающие в атмосферу значительно меньше ядовитых газов. Во многих странах общественный транспорт стал полностью работать от электричества или на биотопливе. В некоторые транспортные средства устанавливают газобаллонное оборудование. Ведутся разработки двигателей, которые не нуждаются в переключении на другие режимы.

Организация крупных городов также требует изменений. Заводы, предприятия, автотрассы и аэропорты необходимо отделять от жилых районов плотной зелёной стеной из деревьев и кустарников, выступающих в роли естественного фильтра и генератора кислорода. Желательно, строить промышленные организации за чертой города.

Необходимо реформировать обработку мусора, которая уменьшит размеры свалок, испускающих при разложении метан и другие вещества, разрушающие озоновый слой. Можно ввести повторное использование материалов, использовать другие способы избавления от мусора, кроме сжигания.

В сельском хозяйстве рекомендуется предложить постепенный отказ от химикатов, отравляющих как почву, так и воздушную оболочку. Навоз и другие органические остатки можно использовать в качестве натуральных удобрений, безопасных для природы.

Сохранение лесов – одна из важнейших задач современности. Именно деревья постепенно снижают действие парникового эффекта, фильтруют воздух и выделяют кислород.

Со стороны государства необходимо издать ряд законов, предусматривающих введение ответственности за загрязнение воздуха. Создание специальной службы, которая в составе комиссии будет осматривать промышленные предприятия, следить за организацией городов.

Болота по праву считаются лучшими фильтрами нашей планеты. Вредные вещества оседая в них перерабатываются в безобидные. Благодаря сохранению болот в России наша страна может похвастаться одним из лучших состоянием атмосферы.

Необходимо распространить знания о загрязнении атмосферы среди всего населения. Тогда люди начнут соблюдать ряд мер, чтобы уменьшить количество выбросов ядовитых веществ в воздушное пространство.

Уже существует завод, перерабатывающий радиоактивные отходы с атомных электростанций и предприятий, производящих реактивное топливо. Если развить это направление, то тяжёлых металлов в атмосфере будет гораздо меньше.

Проблема загрязнения атмосферы на сегодняшний день наиболее актуальна. Необходимо скорее решать её, иначе бездействие приведёт к ужасным последствиям.

Заключение

Не должны оказаться пророческими слова, великого учёного-естествоиспытателя, впервые создавшего теорию развития живой природы, Жана Батиста Ламарка: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».

На пороге III тысячелетия нет необходимости доказывать остроту и масштабность, а значит, и опасность сложившейся в мире экологической ситуации. Виновником экологического кризиса на Земле стал человек. Он же является как субъектом, так и объектом последнего. Никакому иному биологическому виду не удалось уничтожить столь большое число других видов, необратимо изменить экологическую ситуацию на планете. Но нельзя остановить продвижение человечества вперёд, вряд ли возможен отказ от создаваемой им искусственной биосферы, от созданных им условий жизни. Что делать? Какими путями двигаться человечеству дальше? Какие приоритеты считать основными? Что важнее экология или научно-технический прогресс? Проблема выживания, проблема сохранения естественной биосферы может быть решена только путём компромиссов и поисков оптимальных решений, выход в коэволюции (совместной, взаимосвязанной эволюции биосферы и человеческого общества). Выживание человека в условиях глобального экологического кризиса, несомненно, зависит от научных знаний, внедрения в практику новых технических достижений. Но эти достижения не смогут принести ожидаемых результатов без опоры на нравственное воспитание и определенные культурные традиции. К сожалению, осознание важности экологического образования и воспитания пришло лишь в последние годы. В тоже время технократические установки настолько сильны, что выход из экологического кризиса по-прежнему ищется в привычных путях: создание «экологически чистых» производств, принятие природоохранных законов,контроль за производством и т.п., – иными словами, коль скоро экологический кризис порожден техническим прогрессом, то надо просто внести соответствующие коррективы в направление этого прогресса. Экологический кризис мыслится как нечто внешнее по отношению к человеку, а не как-то, что заключено в нём самом. Виновником экологического кризиса на Земле стал человек. Он же является как субъектом, так и объектом последнего. Никакому иномубиологическому виду не удалось уничтожить столь большое число других видов, необратимо изменить экологическую ситуацию на планете. Но нельзя остановить продвижение человечества вперёд, вряд ли возможен отказ от создаваемой им искусственной биосферы, от созданных им условий жизни.

Изменить своё отношение к природе совсем не означает, что следует отказаться от технического прогресса. Его остановка не решит проблему, а может лишь отсрочить её решение. Надо настойчиво и терпеливо добиваться снижения выбросов за счёт введения новых экологических технологий экономии сырья, потребляемой энергии и увеличения количества высаживаемых насаждений проведения воспитательных мероприятий экологического мировоззрения у населения.

Нужен строгий отбор технологий, отвечающих самым жёстким критериям, современные перспективные технологии позволят добиться высокого уровня экологичности производства во всех отраслях промышленности и транспорта, а так же увеличения количества высаживаемых зелёных насаждений в промышленных зонах и городах.

Список использованных источников

1. Википедия.орг.ру [Электронный ресурс]

2. Кучер М.И. Экология: учеб. пособие / под ред. проф. Е.Э. Френкеля. – Вольск: ВВИМО, 2015. – 265 С.

1 Ф.Энгельс в работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» // Энгельс Ф. Диалектика природы. М., 1982. С. 144–156 (Маркс и Энгельс, Избр. произв., т. II, 70).