Экологические проблемы атмосферы. 7

Учреждения  образования

«Белорусский  государственный  педагогический университет  имени

М.Танка» 

Факультет дошкольного образования

Кафедра общей и детской психологии

Реферат

Глобальные  проблемы 

Выполнила: студентка 2 курса

                                                                                                          119 группы,ФДО

                                                                                                                                    Гецман Ольга Романовна   

                                                                                                                                  Преподаватель

Минск 2012 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

по экологии 

на тему: 

«Экологические  проблемы атмосферы»

 подготовила     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание:

1.    Введение

2.    Атмосфера.  Химическое загрязнение атмосферы.

2.1  Загрязняющие  вещества

2.2  Аэрозольное загрязнения

2.3  Фотохимический  туман (смог)

3.    Загрязнение  атмосферы от подвижных источников

3.1  Автотранспорт

3.2  Самолёты

3.3  Ракетоносители

3.4  Шумы  

4.    Заключение 
 

1. Введение

    На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с   окружающим миром.  Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество,  опасное  вмешательство  человека  в природу   резко усилилось,  расширился объём этого  вмешательства,  оно   стало  многообразнее  и  сейчас грозит стать глобальной  опасностью для  человечества. Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия привела к серьезному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами производства.   Расход невозобновимых  видов сырья   повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики,  так как на них строятся города и заводы.  Человеку приходится все   больше вмешиваться в хозяйство биосферы  - той части нашей   планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается  нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее  существенных   процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

    Наиболее масштабным  и  значительным  является  химическое загрязнение среды несвойственными  ей  веществами  химической   природы. Среди  них - газообразные и аэрозольные загрязнители   промышленно-бытового происхождения.  Прогрессирует и накопление углекислого  газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете и, как результат,  изменение климатических условий в целом, что несомненно скажется на здоровье и жизнедеятельности человека.

   2. Атмосфера. Химическое загрязнение атмосферы

   Атмосфера состоит из смеси ряда газов - воздуха, в котором взвешены коллоидные примеси - пыль, капельки, кристаллы и пр. С высотой состав атмосферного воздуха меняется мало. Однако начиная с высоты около 100 км, наряду с молекулярным кислородом и азотом появляется и атомарный в результате диссоциации молекул, и начинается гравитационное разделение газов. Выше 300 км в атмосфере преобладает атомарный кислород, выше 1000 км - гелий и затем атомарный водород. Давление и плотность атмосферы убывают с высотой; около половины всей массы атмосферы сосредоточено в нижних 5 км, 9/10 - в нижних 20 км и 99,5% - в нижних 80 км. На высотах около 750 км плотность воздуха падает до 10-10 г/м3 (тогда как у земной поверхности она порядка 103 г/м3), но и такая малая плотность еще достаточна для возникновения полярных сияний. Резкой верхней границы атмосфера не имеет.

   2.1 Загрязняющие вещества

   Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако  последствия  употребления  огня,  которым он пользовался весь этот период, были незначительны.

   Получаемое тепло было для  человека важнее,  чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры.  Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы,  ибо люди  обитали тогда небольшими группами,  занимая неизменно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение  людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности,  не сопровождалось еще серьезными  последствиями.

   Так было вплоть до начала  девятнадцатого  века.  Лишь  за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами,  последствия которых  вначале человек  еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя.  Все  это  результат великих изобретений и завоеваний человека.

   В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное  производство.

   Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с  дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии, которые выбрасывают  в  воздух оксиды  азота,  сероводород,  хлор,  фтор,  аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути  и мышьяка;  химические и цементные заводы. Вредные газы попа  дают в  воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,  работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,  поступающие непосредственно  в  атмосферу, и  вторичные,  являющиеся результатом превращения  последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до  серного ангидрида,  который взаимодействует с парами  воды и образует капельки серной кислоты.  При взаимодействии  серного ангидрида с аммиаком  образуются кристаллы сульфата  аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими 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%  0ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными   примесями  пирогенного  происхождения  являются:

   2а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных  предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т.   Оксид углерода является соединением,  активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

   2б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до   170 млн.т. в год).  Часть соединений  серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество  выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса.

      2в) 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. Листовые пластинки растений, произрастающих на  расстоянии менее 11 км.  от таких предприятий,  обычно  бывают  густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в  местах оседания капель серной  кислоты.  Пирометаллургические  предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу  десятки миллионов тонн  серного ангидрида.

   2г) 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.

   2д) 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.

   2е) 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.

   2ж) 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  11 т.  предельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг.  сернистого газа и  14,5 кг.  пылевых частиц,  определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы,  свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных  веществ и цианистого водорода.

                            2.2 Аэрозольное загрязнение атмосферы

   Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы,  находящиеся во  взвешенном состоянии в воздухе.  Твердые компоненты аэрозолей  в ряде случаев особенно опасны для организмов,  а у людей вызывают специфические  заболевания.  В  атмосфере  аэрозольные  загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная  часть  аэрозолей образуется в атмосфере при  взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с  водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет  11-51мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около  11 куб. км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое  количество пылевых частиц образуется также в ходе  производственной деятельности людей.  Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже.

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. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли,  включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот.  Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов,  в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются  промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород,  образуемых  при добыче полезных  ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности,  ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.  Так, в результате  одного среднего по массе взрыва ( 1250-3000 тонн  взрывчатых  веществ) в атмосферу выбрасывается около 12 тыс. куб. м.  условного оксида углерода и более 1150 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. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные,  включающие от  11 до 13  атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации,  взаимодействуя  с другими атмосферными  загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц.    

2.3  Фотохимический  туман (смог)

   Фотохимический туман представляет собой  многокомпонентную  смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят  озон,  оксиды азота  и серы,  многочисленные органические соединения  перекисной природы,  называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических  реакций при определенных условиях:  наличии в атмосфере высокой концентрации  оксидов азота,  углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации  и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии.  Устойчивая  безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации  реагирующих веществ.  Такие условия создаются чаще  в июне-сентябре и реже зимой.  При продолжительной ясной погоде солнечная радиация  вызывает  расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода.  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.

3.Загрязнение атмосферы от подвижных источников

   В последние  десятилетия  в  связи  с  быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в  атмосферу   от  подвижных   источников:  грузовых и легковых  автомобилей,   тракторов,  тепловозов   и  самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта  приходится от 30 до 70 % общей массы выбросов. В США в целом по стране по крайней мере 40 % общей массы пяти основных загрязняющих веществ составляют выбросы подвижных источников.

                                                3.1 Автотранспорт

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

   Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

3.2 Самолеты

   Хотя  суммарный  выброс  загрязняющих  веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для  города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад  в загрязнение  среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают  хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное  количество примесей  в аэропорту выбрасывают  и  наземные передвижные  средства, подъезжающие и отъезжающие  автомобили.

   В последние 10 - 15 лет большое  внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых  самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются   загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые  самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные  космические корабли). Поскольку  эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу  Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. Так, при современном числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте около 16 км относительное уменьшение содержания О3 может составить примерно 0.60 ; если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км, то относительное уменьшение содержания О3 может подняться до 17%. Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта, создаваемого выбросами сверхзвуковыми самолетами может повысится не более чем на 0,1°C.

3.3 Ракетоносители

   Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов.

   В условиях запуска у пусковой системы образуется облако продуктов сгорания, водяного пара от системы шумоглушения, песка и пыли. Объем продуктов сгорания можно определить по времени (обычно 20 с) работы установки на стартовой площадке и в приземном слое. После запуска высоко температурное облако поднимается на высоту до 3 км и перемещается под действием ветра на расстояние 30 – 60 км, оно может рассеятся, но может стать и причиной кислотных дождей.

   В связи с развитием авиации и ракетной техники, а также интенсивным использованием  авиационных и ракетных двигателей в других отраслях народного хозяйства существенно возрос их 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.

3.4 Шумы

   Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

   Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок. 

4. Заключение

   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 вперед, вряд ли возможен отказ от создаваемой им искусственной биосферы, от созданных им условий жизни.

   Изменить свое отношение к природе совсем не означает, что следует отказаться от технического прогресса. Его остановка не решит проблему, а может лишь отсрочить ее решение. Надо настойчиво и терпеливо добиваться снижения выбросов за счет 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 жестким критериям, современные перспективные технологии позволят добиться высокого уровня экологичности производства во всех отраслях промышленности и транспорта, а так же увеличения количества высаживаемых зеленых насаждений в промышленных зонах и городах.

   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 нем самом.