Проблема загрязнения атмосферного воздуха

 

Содержание 

 

Введение ……………………………………………………………………...   3

 

 

 

1. Источники и состав  загрязнения атмосферного воздуха  …………….    4

 

 

 

2. Физические и экологические  последствия загрязнения атмосферы  ….. 6

 

 

3. Меры по предотвращению  загрязнений атмосферного воздуха ………. 9

 

 

Заключение …………………………………………………………………    13                                            

 

Список литературы …………………………………………………………   14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

     Из всех форм деградации  природной среды России наиболее  опасной в настоящее время остаётся загрязнённость атмосферы вредными веществами, оказывающими отрицательное воздействие на людей и биоту. Особенности экологической обстановки и возникающие экологические проблемы обусловлены местными природными условиями и характером воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства. Степень загрязнённости воздуха зависит, как правило, от степени урбанизованности и промышленного развития территории (специфика предприятий, их мощность, размещение, применяемые технологии), а также от климатических условий, которые определяют потенциал загрязнения атмосферы.

     Загрязнение  атмосферного воздуха, изменение  его газового состава связаны  с различными видами хозяйственной  деятельности человека. При разработке полезных ископаемых, производстве цемента, внесении удобрений, сжигании топлива, с выхлопными газами автотранспорта, при трении автомобильных шин о дорожное полотно, с выбросом отходов промышленного производства в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц и разнообразных газов. Происходит загрязнение атмосферы   (/ Под ред.С.А.Ушакова, 2001).

Актуальность данной работы является то, что роль атмосферы  в поддержании жизни на земле  неоценима и, несмотря на это, происходит её резкое экологическое загрязнение. Целью работы  было выявление всех негативных факторов, влияющих на атмосферу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Источники  и состав загрязнения атмосферного  воздуха 

    Проблема чистоты атмосферы  не нова. Она возникла вместе  с появлением промышленности и транспорта, работающих на угле, а затем на нефти. В течение практически двух столетий задымление воздуха носило местный характер. Дым и копоть сравнительно редких заводских, фабричных и паровозных труб почти полностью рассеивались на большом пространстве.

Однако быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в 20 столетии привёл к такому увеличению объёмов и токсичности выбросов, которые уже не могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для  природной среды и человека концентраций.

  Загрязнение атмосферы имеет естественное и искусственное происхождение.

    Среди естественных  факторов выделяются:

а) внеземное загрязнение  воздуха космической пылью и  космическим излучением;

б) земное загрязнение  атмосферы при извержении вулканов, выветривании горных пород, пыльных бурях, лесных пожарах, возникающих от ударов молний, выносе морских солей.

     Условно  разделяют естественное  загрязнение  атмосферы  на континентальное и морское, а также на неорганическое и  органическое. К источникам органического  загрязнения относят аэро - планктон - бактерии, в

Том числе болезнетворные, споры  грибов, пыльцу растений и т.д.  

     На долю естественных  факторов в конце 20 столетия  приходилось 75% общего загрязнения  атмосферы. Остальные 25% возникали  в результате деятельности человека.

            Искусственное загрязнение атмосферы  разделяют на радиоактивное, электромагнитное, шумовое, дисперсное и газообразное, а также по отраслям промышленности  и видам технологических процессов.

Главными наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются промышленные, транспортные и бытовые выбросы. По особенностям строения и характеру влияния на атмосферу загрязнители, как правило, подразделяют на механические и химические.

       Вследствии деятельности  человека в атмосферу поступают углекислый газ СО2 и угарный газ СО, диоксид серы SO2 метан CH4, оксиды азота NO2, NO,  N₂O. При использовании аэрозолей в атмосферу поступают хлорфторуглероды, в результате работы транспорта – углеводороды (бенз (  )         пирен и др.)

 

       Так  анализ выбросов СО₂ в атмосферу за 90 лет 20 столетия свидетельствует, что большая их часть приходится на развитые страны – США, Канаду и страны Западной Европы.

        В 1999 году  в России общее количество  загрязняющих веществ, отходящих от всех учтённых стационарных источников выделения, составило 76,6млн. тонн. Из них 15,7 млн. тонн выброшены в атмосферу без очистки. Практически каждая четвертая тонна, образовавшаяся в процессе производства, поступала в атмосферный воздух.

    Наибольший выброс в атмосферу приходится на углеводороды. Из всех соединений серы больше всего выделяется в атмосферу сернистого газа (95%), сероводорода – около 4,28%, сероуглерода, меркаптанов и сульфидов – менее 1%.

      Вещества, загрязняющие атмосферу, подразделяют также на первичные и вторичные. Первичные – это вещества, содержащиеся непосредственно в выбросах предприятий и поступающие с ними от разных источников, вторичные являются продуктами трансформации первичных (Степановских, 2003). 

 

 

 

2. Физические и экологические последствия загрязнения атмосферы

 

 

 АТМОСФЕРА Земли  постоянно циркулирует: поднимающийся   вверх теплый воздух у экватора  замещается холодными воздушными  потоками, движущимися от полюсов. 

Направление ветра зависит от величины перемещающего воздушные массы градиента атмосферного давления, а скорость ветра возрастает с увеличением перепада атмосферного давления. Воздушные массы могут перемещаться потоками, параллельными поверхности Земли, а также вертикальными струями, которые возникают под действием тепловых градиентов. Турбулентное перемешивание приземного слоя атмосферы может происходить при взаимодействии с поверхностью почвы или при тепловом расслоении атмосферы. Механические и температурные перемещения наблюдаться могут одновременно. На содержание вредных веществ атмосфере оказывает влияние их рассеивание турбулентными потоками действия осадков или их оседание.

Среди огромного  количества веществ, загрязняющих атмосферу  в результате человеческой деятельности, особое место занимают различного рода продукты сгорания. Практически ни один технологический процесс не обходится без потребления атмосферного кислорода, выполняющего в основном функции окислителя. Высвобождающаяся при окислении энергия переводится в тепловую и электрическую энергию, широко используемую в промышленности, сельском хозяйстве и быту. Ежегодный расход кислорода, связанный с хозяйственной деятельностью, составляет порядка 50 млрд. т. По сравнению с общим количеством свободного кислорода в атмосфере (1,4* 10¹⁵ т) эта цифра представляется незначительной.

Но она составляет в настоящее время 10—16 % того кислорода, который ежегодно вырабатывается зеленым покровом планеты.

Основные  источники загрязнения воздуха  городов - теплоэлектростанции (ТЭС) и автомобильный транспорт. Например, в городах России на долю автотранспорта приходится около 40 % общих загрязнений атмосферы. Примерно столько же приходится на долю ТЭС. Только за один час работы ТЭС средней мощности сжигает более 80 т угля и выбрасывает в атмосферу примерно 5 т сернистого газа и 16—17 т золы. Теплоэлектростанции, работающие на нефти, почти не выбрасывают золы, но содержание серы в их выбросах может быть весьма заметным. Наиболее экологически чистым видом энергетического топлива является сегодня природный газ. При его сжигании существенно загрязняют атмосферу оксиды азота, но их выброс в среднем оказывается на 20%  меньше, чем при сжигании угля. Экологическая характеристика автотранспорта такова. Каждый  автомобиль в среднем потребляет около 2 т топлива (в основном бензина) в год и выбрасывает в атмосферу 700 кг окиси углерода, 230 кг различных углеводородов, 40 кг окислов азота, 2—5 кг твердых веществ.

В автомобильных  выхлопах присутствуют особо опасные  для здоровья вещества — тетраэтилсвинец  и бенз ( )пирен, обладающие канцерогенными свойствами. Всего же в выхлопных газах присутствует примерно 200 веществ.

Из прочих источников загрязнения атмосферы следует  упомянуть черную и цветную металлургию, химическую и нефтехимическую промышленность, производство строительных материалов. В результате атмосфера превращается в свалку самых разнообразных химических соединений. И хотя они присутствуют в воздухе в виде малых примесей, существенно не нарушающих общий состав атмосферы, последняя становится ареной многих десятков (если не сотен) химических реакций, и некоторые из них способны вызвать довольно масштабные явления, существенно влияющие на состояние наземных и водных экосистем. Таким явлением как раз и оказываются кислотные осадки.

Возможность этого явления связана с присутствием в атмосфере, прежде всего таких элементов, как сера, углерод, азот (точнее, оксидов этих элементов), а также некоторых других веществ.

В местах активного использования  газотурбинных и ракетных двигателей (аэродромы, космодромы, испытательные станции) загрязнения от этих источников сопоставимы с загрязнениями от автотранспорта. Суммарный выброс токсических веществ в атмосферу растет. Это обусловлено главным образом повышением расхода топлива и увеличением авиационного парка.

Фоновое техногенное  загрязнение атмосферы формируется  преимущественно под влиянием промышленных выбросов и условий регионального  и глобального рассеяния загрязняющих веществ в атмосфере.

Ежегодно в результате деятельности человека в атмосферу попадает 60—70 млн. т серы в виде двуокиси серы (SО₂). Это примерно в два раза превосходит естественные источники, Из естественных источников наиболее значимым является поступление серы из почвы (в форме газообразных органических соединений) в результате нарушения нормального почвенного обмена веществ, в чем косвенно опять-таки повинен человек.

     Современное  промышленное производство загрязняет  атмосферу не только газообразными  и твердыми примесями, но и  тепловыми выбросами, электромагнитными  полями, ультрафиолетовыми, инфракрасными, световыми излучениями и другими физическими факторами. Наиболее распространенным видом физического воздействия на атмосферу в городах и крупных поселках является шум, возникающий при работе транспортных средств, оборудования промышленных и бытовых предприятий, вентиляционных и газотурбинных установок, реактивных самолетов при взлете и посадке.

    В конце XX – начале  XXI вв. в крупных городах России уровни шума     жилых близлежащих помещениях в 1,7 раза и более превышает санитарные нормы.

3. Меры по  предотвращению загрязнений атмосферного  воздуха 

 

 

      Из всего  сказанного выше очевидно, какое  большое значение приобретают  работы по очистке воздуха  и его охране. Этим вопросом  занимаются во всех странах  с развитой промышленностью, издаются специальные законы, принимаются постановления местными органами власти.

      Эффективный  путь снижения вредных выбросов  в атмосферу – внедрение безотходных  и малоотходных производств и  технологических процессов, повышение  эффективности действующих установок очистки воздуха, внедрение замкнутых воздушных циклонов с частичной регуляцией воздуха. Промышленные агрегаты, особенно вновь вводимые, должны быть оборудованы пыле – и газоулавливающими средствами.

        От характера протекания физико  – химических процессов методы очистки промышленных отходов делят на следующие группы: промывка выбросов растворителями примеси (метод абсорбции);  промывка выбросов растворами реагентов (метод хемосорбции); поглощение газообразных примесей твёрдыми активными веществами (метод адсорбции); поглощение примесей с применением катализаторов.

        Таким образом, загрязнённый воздух  удаляется от оборудования и  из зоны дыхания рабочих. Пройдя  через пылеуловители, он частично  выбрасывается в атмосферу, Эффективность  схем и методов очистки воздуха возрастает, если они являются составной частью технологического оборудования. Улавливание вредных для окружающей среды веществ позволяет сохранить ценные готовые продукты и сырьё во многих отраслях промышленности.

Среди источников загрязнения атмосферного воздуха автомобили занимают первое место. Загрязнение воздуха городов, крупных посёлков с интенсивным движением автотранспорта заставляет  новые пути решения этой проблемы.

    Пути снижения вредного воздействия этих выбросов следующие. Отказ от этилированного бензина для исключения выбросов соединений свинца (ведь в этилированном бензине имеются присадки триэтилсвинца для устранения опасности детонации при высоких степенях сжатия смеси в двигателях внутреннего сгорания) и уменьшения непредельных углеводородов. Переход на газ или неэтилированный бензин (токсичность при этом снижается в 18—22 раза), повышение полноты сгорания за счет автоматического управления процессом, специальных систем и регулировок. Это сказывается и на расходе бензина. Уже сегодня в Японии достигнут уровень — 2,5 л на 100 км! Замена карбюраторных двигателей, где это возможно, дизельными, дающими менее вредные выбросы. Решение вопросов по созданию электротранспорта, в том числе по величине пробега с одной зарядки и снижению выбросов от аккумуляторных батарей. Перевод общественного транспорта на электрическую тягу там, где нет дефицита в энергии (метро, троллейбусы, трамваи и др.).

Значительна роль архитектурно-планировочных мероприятий и зеленых насаждений в снижении количества и уменьшении вредности выбросов. Специальные развязки и объезды, улучшение качества дорог и ликвидация ненужных участков торможения могут увеличить среднюю скорость движения транспорта. При этом, если, например, скорость возрастает с 20 до 60 км/ч, общее количество выбросов уменьшится в 4-5 раз, а наиболее вредных (бензпирена, например) — еще значительнее. При остановке у светофоров выбросы вредных веществ увеличиваются в 1,5-2 раза даже по сравнению с движением на первой скорости. Дороги с интенсивным движением следует выносить за пределы жилых и рекреационных зон (В.М.Гарин и др. ,2001).

          Сельские районы загрязняют атмосферного воздуха не меньше городов за счёт отсутствия или наличия старых очистительных сооружений. Решение указанных проблем является весьма актуальным.

      В улучшении  воздушной среды городов и  посёлков большое значение имеет  архитектурные и планировочные  мероприятия. 

       Роль  зеленых насаждений и лесопарковых  массивов в городах многогранна.  Зеленые насаждения являются биофильтром, отфильтровывают вредные примеси, радиоактивные частицы, поглощают шум, Такова роль, например зеленых насаждений Москвы (Степановских, 2003).        

Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: грамотное применение экономических санкций (порядок платы за загрязнение предусматривает кратное повышение выплат при превышении ПДВ или несанкционированных выбросах), строгий контроль выбросов вредных веществ (в том числе экспертизами -  государственными и общественными) и обоснованное регулярное финансирование природоохранных мероприятий. Нормативной базой для этого служит введенный с января 1997 г. новый Уголовный кодекс, в котором целая глава отводится экологическим правонарушениям. Так, ст. 251 устанавливает наказание за особо опасные случаи загрязнения атмосферы - лишение свободы до 5 лет. Хуже с финансированием. По вполне объективным причинам доля финансирования всех природоохранных мероприятий (включая оплату труда работников контрольных органов) в РФ не превышает 0,5% от расходов бюджета. В то же время считается, что она должна составлять не менее 3% (как в США) и даже — 5% (как в Японии).

Кроме общих  мероприятий существуют и специфические, в зависимости от группы источников.

Энергетическая  промышленность важнейшими способами снижения выбросов являются энергосбережение всеми предприятиями. (Некоторые ученые — противники использования АЭС  часто называют эта станции не безотходными, а безвыходными. И при сегодняшней их ненадежности, нерешенности вопросов утилизации отходов это не лишено оснований). Наконец, для этих предприятий особую роль играет очистка выбросов не только от взвешенных частиц, углекислого газа, сернистых и азотистых соединений, но и от формальдегида, бенз ( )пирена и других газов.

Промышленные предприятия: основное — снижение всех видов отходов за счет совершенствования технологии. Замена токсичных исходных продуктов на нетоксичные (отказ от фреонов, асбеста, хлороводородных органических соединений и т. п.).  Наконец, оптимизация размещения предприятия. Нерационально размещать их слишком далеко от источников сырья или от места проживания работников — это чревато ростом выбросов от транспорта. Но нельзя и приближаться к зонам рекреации (отдыха) и жилым. Необходимо выдержать требуемые санитарно-защитные зоны (СЗЗ), которые, по нормам 2000 г., составляют величину от 1 км до 50 м (В.М.Гарин и др., 2001).

 

 

Заключение

 

Исходя из вышеизложенных фактов можно  сделать вывод о том, что  бурный рост населения а, также связанный  с ним небывалый рост промышленности негативно отразились на состоянии окружающей среды, в первую очередь на состоянии атмосферы.

В связи с этим глобальная природная  катастрофа, обусловленная быстрой  деградацией биосферы Земли, становится реальностью недалекого будущего.

Еще в 1970 г.  ученые говорили, что с первой экологической проблемой, с которой столкнется человек – это нехватка кислорода. Поэтому необходимо улучшать воздушную среду, как одно из самых главных решений экологических проблем. В целом защита атмосферного воздуха от загрязнении должна проводиться не только в региональном  или местных масштабах, а в первую очередь в глобальном, поскольку воздух не знает никаких границ и находится в вечном движении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1.Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов – М.:  ЮНИТИ – ДАНА, 2003. –  751 с.

2.Экологическое состояние территории  России: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. / Под ред.  С.А. Ушакова, Я.Г. Каца. – М.: Издательский центр «Академия», 2001. – 128 с. 

3.Социальная экология: взаимодействие  общества и природы: Учебное  пособие. – Новосибирск: Издательская  компания «Лада», – Новосибирск   Наука.  Сибирская издательская  фирма РАН, 2001. – 544 с.

4.Гарин В.М., Клёнова И.А., Колесников  В.И. Экология для технических вузов. Серия «Учебники для технических вузов»: Феникс, 2001.- 384 с.