Перспективные мероприятия по защите атмосферы
университета в г. Череповце
Кафедра социогуманитарных дисциплин
Контрольная работа
По дисциплине «Экология»
Тема: «Перспективные мероприятия по защите атмосферы»
Череповец, 2010
Содержание:
Введение…………………………………………………………
- Загрязнение атмосферы………………………………………………………
………4-5 - Источники загрязнения атмосферы………………………………………………….5
-7 - Химическое загрязнение атмосферы………………………………………………...
7-8 - Аэрозольное загрязнение атмосферы……………………………………………….9-
10 - Фотохимический туман…………………………………………………………….
10-11
1.6. Озоновый слой Земли……………………………………………………………… 11-13
1.7 Загрязнение
атмосферы выбросами транспорта…………………………………..13-
1.8. Мероприятия по борьбе
с выбросами автотранспорта…………………………...15-
1.9. Средства защиты атмосферы………………………………………………………
1.10. Способы очистки газовых
выбросов в атмосферу………………………………..18-19
1.11. Охрана атмосферного воздуха……………………………………………………..
Заключение……………………………………………………
Список использованной литературы……………………………………………………
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
Опасность непредсказуемых
изменений в стабильном состоянии
биосферы, к которому исторически
приспособлены природные
1.1.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 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.
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
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
выявлена давно. 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
1.2.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
Главный природный процесс
загрязнения приземной
Продолжительность загрязненного состояния
атмосферы после крупных вулканических
извержений достигает нескольких лет.
Антропогенные источники
загрязнения обусловлены
1. Сжигание горючих ископаемых,
которое сопровождается
2. Работа тепловых
3. Выхлопы современных
турбореактивных самолетов с
оксидами азота и
4. Производственная деятельность.
5. Загрязнение взвешенными
частицами (при измельчении,
6. Выбросы предприятиями различных газов.
7. Сжигание топлива в
факельных печах, в результате
чего образуется самый
8. Сжигание топлива в
котлах и двигателях
9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).
10. Вентиляционные выбросы
с чрезмерной концентрацией
При процессах сгорания топлива
наиболее интенсивное загрязнение
приземного слоя атмосферы происходит
в мегаполисах и крупных
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
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 жилищ домашних клещей.
Для атмосферы характерна
чрезвычайно высокая
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
Наиболее чутким и надежным
индикатором состояния
К перспективным направлениям
оценки состояния приземной атмосферы
крупных промышленно –
Прогноз состояния приземной
атмосферы осуществляется по комплексным
данным. К ним прежде всего относятся
результаты мониторинговых наблюдений,
закономерности миграции и трансформации
загрязняющих веществ в атмосфере,
особенности антропогенных и
природных процессов
1.3.Химическое загрязнение атмосферы.
Под загрязнением атмосферы
следует 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
Атмосферные загрязнители разделяют
на первичные, поступающие непосредственно
в атмосферу, и вторичные, являющиеся
результатом превращения
Основными вредными примесями
пирогенного происхождения
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 ангидрида.
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. Соединения
фтора. Источниками загрязнения являются
предприятия по производству алюминия,
эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных
удобрений. Фторсодержащие 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,
хлорсодержащие 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.
Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников на территории России составляет около 22 – 25 млн. т. в год.
1.4.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 – 0,3С. 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.
Основными источниками искусственных
аэрозольных загрязнений
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
перерабатывающей 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
Аэрозоли загрязняют не только
атмосферу, но и стратосферу, оказывая
влияние на ее спектральные характеристики
и вызывая опасность
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
1.5.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 дополнительное количество 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. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
1.6.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