Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Основные виды загрязнений классифицируют сами источники загрязнения окружающей среды:
В первом случае загрязнители окружающей среды — это деятельность живых организмов или антропогенные факторы. Во втором случае происходит изменение естественного химического состава загрязненной сферы путем добавления в него других химических веществ. В третьем случае меняются физические характеристики окружающей среды. К этим видам загрязнений относятся тепловое, радиационное, шумовое и другие виды излучений. Последний вид загрязнения также связан с деятельностью человека и выбросами отходов в биосферу.
Все виды загрязнений могут присутствовать как отдельно сами по себе, так и перетекать из одного в другой или
существовать вместе. Рассмотрим, как они влияют на отдельно взятые области биосферы.
Несмотря
на неуклонный рост потребления воды
из-за быстрого увеличения численности
народонаселения, главной проблемой
стал не дефицит питьевой воды в большинстве
стран мира, а прогрессирующее загрязнение
рек, озер и подземных вод. Быстрый рост
промышленности привел к резкому
увеличению объемов технических отходов,
сбрасываемых в виде неочищенных или
недостаточно очищенных сточных вод в
водоем.
По
данным Всемирной организации
здравоохранения в речных водах содержатся
тысячи органических веществ. Однако
отечественные службы контроля качества
воды имеют возможность контролировать
не более трех-пяти десятков веществ,
загрязняющих водоемы. В то же время
перечень загрязняющих веществ,
обнаруженных в воде реки Томь, одной из
самых грязных рек России, превышает 300
наименований, среди которых имеются
высокотоксичные, в том числе, канцерогенные
вещества, а в крупнейшем озере Европы
– Ладоге выявлено более пяти сотен
загрязняющих веществ.
Источники
загрязнения водоемов.
Основными источниками загрязнения
водоемов являются следующие:
Загрязнение окружающей среды, под которой понимаются также природная среда и биосфера — это повышенное содержание в
ней физических, химических или биологических реагентов, не характерных для данной среды, занесенных извне, наличие
которых приводит к негативным последствиям.
Загрязнение Земли. Ну, и что?
Ученые уже несколько десятилетий подряд бьют тревогу о близкой
экологической катастрофе. Проведенные исследования в разных областях приводят к выводу, что мы уже сталкиваемся с
глобальными изменениями климата и внешней среды под воздействием деятельности человека. Загрязнение океанов из-за
утечек нефти и нефтепродуктов, а также мусора дошло до огромных масштабов, что влияет на сокращение популяций многих
видов животных и экосистему в целом. Растущее число машин каждый год приводит к большому выбросу углекислого газа в атмосферу, что, в свою очередь, ведет к
осушению земли, обильным осадкам на материках, уменьшению количества кислорода в воздухе. Некоторые страны уже
вынуждены привозить воду и даже покупать консервированный воздух, поскольку производство испортило окружающую среду
в стране. Многие люди уже осознали опасность и весьма чутко реагируют на негативные изменения в природе и основные
экологические проблемы, но мы всё еще воспринимаем возможность катастрофы, как нечто несбыточное и далекое. Так ли
это на самом деле или угроза близка и немедленно нужно что-то предпринять — давайте разбираться.
Загрязнение
атмосферного воздуха непосредственно
влияет на здоровье человека, а загрязнение
атмосферы (на глобальном уровне) – лишь
косвенно через климатические изменения,
разрушение озонового экрана биосферы,
кислотные дожди и др.
Наиболее
распространенные группы загрязнителей
воздуха: атмосферные газы (окислы азота,
серы, углерода, например, углекислый
газ), углеводороды, фенолы, аэрозоли
тяжелых металлов и другие органические
и минеральные соединения.
Наиболее
крупный источник загрязнения воздуха
– автотранспорт, который загрязняет
атмосферу свинцом, окисью углерода и
упоминавшимися выше ПАУ. Принято считать,
что в большинстве стран мира больше
половины загрязнений воздуха связано
с работой автотранспорта. Значительную
долю загрязнения воздуха составляют
также выбросы тепловых электростанций,
которые содержат окислы серы и азота,
золу, тяжелые металлы и уже упоминавшиеся
выше ПАУ, связанные со сжиганием
ископаемого топлива. Причем первенство
здесь принадлежит электростанциям,
работающим на угле, а меньше всего
выбросов дают станции, использующие
природный газ.
Предприятия
химической промышленности выбрасывают
в атмосферу углеводороды, фенолы,
органические фториды и хлориды, карбоновые
кислоты, альдегиды; органические
соединения серы, хлора, фтора, азота;
двуокись серы, сероводород, окислы
азота, соляную и другие кислоты, соединения
фтора, тяжелые металлы, карбиды и др.
Металлургические предприятия выбрасывают
в воздух в больших объемах пыль, окислы
серы, углерода и азота, фтористые газы
и металлы. О составе пыли можно судить
по тому факту, что из одной тонны пыли,
выделяемой при плавке меди, можно извлечь
около 100 кг меди и немного меньше цинка
и свинца, известных своей токсичностью.
Выбросы нефтедобывающих и
нефтеперерабатывающих предприятий
содержат углеводороды, сероводород,
дурнопахнущие газы (стирол, ацетон,
толуол и др.), а при сжигании попутных
газов в факельных установках – в больших
объемах сажу, окись углерода, диоксид
азота, углеводороды.
ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И
ГРУППЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Наиболее масштабным и значительным является
загрязнение среды несвойственными ей веществами
химической природы, что усиливает тенденцию в сторону
повышения среднегодовой температуры на планете.
Продолжается загрязнение Мирового океана нефтью и
нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей
поверхности, что может вызвать существенные нарушения
газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой.
Продолжается загрязнение почвы тяжелыми металлами,
пестицидами, повышается ее кислотность, ведущая к
распаду экосистемы.
В целом все рассмотренные факторы, которым можно
приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное
влияние на процессы, происходящие в биосфере.
Источником пыли и ядовитых газов являются
массовые взрывные работы.
В результате одного среднего по массе взрыва (250-300
т взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается
около 2 тыс. куб м 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 сопровождаются выбросами пыли и
других вредных веществ в атмосферу.
Как сохранить природную чистоту и предотвратить загрязнение природы?
Безусловно, принимать меры по сохранению и очистке почвы, воздуха и воды необходимо в кратчайшие сроки. Решение мировых экологических проблем многие ученые видят именно на законодательном уровне. Какие же именно методы можно и нужно использовать? В первую очередь это правильная эксплуатация природных ресурсов. Если мы научимся верно использовать то, что дано природой, нам удастся сохранить и приумножить ее богатства не на одно поколение.
Создание новейших очистных сооружений и внедрение их на всех заводах любого типа уменьшит выбросы мусора и
химических реагентов в воздух, почву и воду. Слежение за нормами и их нарушениями в области охраны природы на
законодательном уровне помогут человеку понять ответственность за использование природных ресурсов в своей
деятельности. Раздельный выброс бытового мусора и его правильная утилизация, введение новых технологий для очистки
отходов заводских предприятий, отказ от синтетических удобрений и замена их на органические (например, компост)
благостно скажутся на взаимодействии человека и природы.
Если люди объединятся и займутся очисткой хотя бы местных водоемов, пляжей, посадкой новых лесополос, то помимо заботы об окружающей среде у человека появится возможность для сплочения перед общей угрозой природной катастрофы и загрязнение биосферы удастся приостановить.
Подводя итог, можно сказать: бережное отношение к природе — это не просто слова, а именно необходимость. Любите
себя и своих близких — заботясь об окружающей среде, мы заботимся о себе и своем потомстве.
Чистой Вам окружающей среды и светлого будущего!
Загрязнение атмосферы
Атмосфера в виде газообразной оболочки Земли имеет большую ценность, поскольку защищает планету от космической радиации, воздействует на рельеф, определяет климат Земли и ее тепловой фон. Нельзя сказать, что состав атмосферы был однородным и только с появлением человека начал меняться. Но именно после начала активной деятельности людей неоднородный состав «обогатился» опасными примесями.
Основными загрязнителями в данном случае выступают химические заводы, топливно-энергетический комплекс, сельское
хозяйство и автомобили. Они приводят к появлению в составе воздуха меди, ртути, свинца и других металлов. Разумеется, в промышленных
зонах загрязнение воздуха чувствуется больше всего.
Теплоэлектростанции несут в наши дома свет и тепло, однако, параллельно они выбрасывают огромное количество углекислого газа, пыль и сажу в атмосферу. Причиной кислотных дождей являются отходы, выбрасываемые с химических заводов, например, оксид серы или азота. Эти оксиды могут вступать в реакцию с другими элементами биосферы, что способствует появлению более губительных соединений.
Современные автомобили достаточно хороши по дизайну и техническим характеристикам, но проблему с выбросом токсинов от выхлопа в атмосферу решить до сих пор не удалось. Зола и
продукты переработки топлива не только портят атмосферу городов, но и оседают на почве и приводят к ее негодности.
Во многих индустриальных и промышленных районах использование бризера стало
неотъемлемой частью жизни именно по причине загрязнения окружающей среды заводами и транспортом. Поэтому, если Вы
обеспокоены состоянием воздуха в своей квартире, с помощью бризера Вы сможете создать здоровый микроклимат дома,
что, к сожалению, не отменяет планерных проблем загрязнения окружающей среды, но хотя бы позволяет защитить себя и
близких.
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: оксид углерода;
сернистый
ангидрид;
серный
ангидрид;
сероводород и сероуглерод; оксиды азота;
соединения фтора; соединения хлора.
Где образуются, как влияют на здоровье,
окружающую природную среду?
Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу по агрегатному состоянию
· газообразные (SO2, NOx, CO2, углеводороды и др.);
· жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей);
· твердые (сажа, органическая и неорганическая пыль, смолистые вещества, свинец и его соединения и др.).
Основные загрязнители атмосферного воздуха
Основными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися как в процессе хозяйственной деятельности человека, так и в результате природных процессов, являются диоксид серы SO2, диоксид углерода CO2, оксиды азота NOx, твердые частицы – аэрозоли. Их доля составляет 98 % в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо этих основных загрязнителей, в атмосфере наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ: формальдегид, фенол, бензол, соединения свинца и других тяжелых металлов, аммиак, сероуглерод и др.
Экологические последствия загрязнения атмосферы
К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:
· возможное потепление климата (парниковый эффект);
· нарушение озонового слоя;
· выпадение кислотных дождей;
· ухудшение здоровья.
Парниковый эффект – это повышение температуры нижних слоев атмосферы Земли по сравнению с эффективной температурой, т.е. температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.
Наблюдаемое в настоящее время изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины ХХ века, большинство ученых связывают с накоплением в атмосфере так называемых парниковых газов: СО2, СН4, хлорфторуглеродов (фреонов), озона, оксидов азота и др. Парниковые газы атмосферы, и в первую очередь СО2, пропускают внутрь большую часть солнечного коротковолнового излучения (λ = 0,4–1,5 мкм), но препятствуют длинноволновому излучению с поверхности Земли (λ = 7,8–28 мкм).
Расчеты показывают, что в 2005 г. среднегодовая температура на 1,3 °C выше, чем в 1950–1980 г.г., а к 2100 г. будет на 2–4 °C выше. Экологические последствия такого потепления могут быть катастрофическими. В результате таяния полярных льдов, горных ледников уровень Мирового океана может повыситься на 0,5–2,0 м к концу XXI века, а это приведет к затоплению приморских равнин более чем в 30 странах, заболачиванию обширных территорий, нарушению климатического равновесия.
С другой точки зрения, образующееся в результате потепления количество осадков, влага аккумулируются в полярных широтах, в результате уровень Мирового океана должен снижаться. Баланс полярного оледенения нарушится, если потепление превысит 5 °C.
В декабре 1997 г. на встрече в Киото (Япония), посвященной глобальному изменению климата, делегатами из более чем 160 стран была принята конвенция, обязывающая развитые страны сократить выбросы СО2. Киотский протокол обязывает 38 индустриально развитых стран сократить к 2008–2012 г.г. выбросы СО2 на 5 % от уровня 1990 г.:
· Европейский союз должен сократить выбросы СО2 и других тепличных газов на 8 %,
· США – на 7%,
· Япония – на 6 %.
Протокол предусматривает систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его заключается в том, что каждая из стран (пока это относится только к тридцати восьми странам, которые взяли на себя обязательства сократить выбросы), получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. При этом предполагается, что какие-то страны или компании превысят квоту выбросов. В таких случаях эти страны или компании смогут купить право на дополнительные выбросы у тех стран или компаний, выбросы которых меньше выделенной квоты. Таким образом, предполагается, что главная цель – сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет на 5 % будет выполнена.
В качестве других причин, вызывающих потепление климата, ученые называют непостоянство солнечной активности, изменение магнитного поля Земли и атмосферного электрического поля.
Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого УФ-излучения. Растения под влиянием сильного УФ-излучения теряют способность к фотосинтезу, наблюдается увеличение заболевания раком кожи у людей, снижение иммунитета.
Под «озоновой дырой» понимается значительное пространство в озоновом слое атмосферы с заметно пониженным (до 50 %) содержанием озона. Первая «озоновая дыра» была обнаружена над Антарктидой в начале 80-ых г.г. Х Х века. С тех пор результаты измерений подтверждают уменьшение озонового слоя на всей планете. Предполагают, что это явление имеет антропогенное происхождение и связано с повышением содержания хлорфторуглеродов (ХФУ) или фреонов в атмосфере. Фреоны широко применяются в промышленности и в быту в качестве аэрозолей, хладоагентов, растворителей.
Фреоны – это высокостабильные соединения. Время жизни некоторых фреонов составляет 70–100 лет. Они не поглощают солнечное излучение с большой длиной волны и не могут подвергнуться его воздействию в нижних слоях атмосферы. Но, поднимаясь в верхние слои атмосферы, фреоны преодолевают защитный слой. Коротковолновое излучение высвобождает из них атомы свободного хлора. Атомы хлора затем вступают в реакцию с озоном:
Таким образом, разложение ХФУ солнечным излучением создает цепную реакцию, согласно которой 1 атом хлора способен разрушить до 100000 молекул озона.
Разрушать озон способны и другие химические вещества, например, четыреххлористый углерод CCl4 и оксид азота N2O:
N2O + O3 = 2NO + O2.
Следует отметить, что некоторые ученые настаивают на естественном происхождении озоновых дыр.
Кислотные дожди образуются в результате промышленных выбросов в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. Чистая дождевая вода имеет слабокислую реакцию рН = 5,6, так как в ней легко растворяется СО2 с образованием слабой угольной кислоты Н2СО3. Кислотные осадки имеют рН = 3–5, максимальная зарегистрированная кислотность в Западной Европе – рН = 2,3.
Оксиды серы поступают в воздух ~ 40 % от естественных источников (вулканическая деятельность, продукты жизнедеятельности микроорганизмов) и ~ 60 % – от антропогенных (продукт сжигания ископаемых видов топлива, содержащих серу, на тепловых электростанциях, в промышленности, при работе автотранспорта). Естественными источниками соединений азота являются грозовые разряды, почвенная эмиссия, горение биомассы (63 %), антропогенными – выбросы автотранспорта, промышленности, тепловых электростанций (37 %).
Основные реакции в атмосфере:
Опасность представляют не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы. Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при их попадании в водоемы и почвы, что приводит к уменьшению рН среды. От значения рН зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов, токсичных для живых организмов. При изменении рН меняется структура почвы, снижается ее плодородие.
Средства защиты атмосферы
Для защиты атмосферы от негативного антропогенного воздействия используются следующие основные меры.
1. Экологизация технологических процессов:
1.1. создание замкнутых технологических циклов, малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных веществ;
1.2. уменьшение загрязнения от тепловых установок: централизованное теплоснабжение, предварительная очистка топлива от соединений серы, использование альтернативных источников энергии, переход на топливо повышенного качества (с угля на природный газ);
1.3. уменьшение загрязнения от автотранспорта: использование электротранспорта, очистка выхлопных газов, использование каталитических нейтрализаторов для дожигания топлива, разработка водородного транспорта, перевод транспортных потоков за город.
2. Очистка технологических газовых выбросов от вредных примесей.
3. Рассеивание газовых выбросов в атмосфере. Рассеивание осуществляется с помощью высоких дымовых труб (высотой более 300 м). Это временное, вынужденное мероприятие, которое осуществляется вследствие того, что существующие очистные сооружения не обеспечивают полной очистки выбросов от вредных веществ.
4. Устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения.
Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина СЗЗ устанавливается в зависимости от класса производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу веществ (50–1000 м).
Архитектурно-планировочные решения – правильное взаимное размещение источников выбросов и населенных мест с учетом направления ветров, сооружение автомобильных дорог в обход населенных пунктов и др.
Оборудование для очистки выбросов:
· устройства для очистки газовых выбросов от аэрозолей (пыли, золы, сажи);
· устройства для очистки выбросов от газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2, SO3 и др.)
Другими
естественными
источниками
поступления аэрозолей в атмосферу являются
вынос морских солей (в среднем до 700 млн.
т/год), выветривание почвы (до 300 млн. т/год),
лесные пожары (до 200 млн. т/ год).
Выветривание почвы обусловливает пыльные
бури.
Вся территория нашей страны условно делится
на 5 зон по уровню запыленности воздуха.
Территория Восточной Сибири относится к
зоне
слабой
запыленности,
поскольку
концентрация атмосферной пыли не превышает 0,5
мг/м3.
Фотохимический смог возникает в результате
фотохимических реакций.
Условия образования смога:
• наличие в атмосфере высокой концентрации оксидов
азота, углеводородов и других загрязнителей;
• интенсивной солнечной радиации;
• 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.
ПРОБЛЕМА КОНТРОЛИРОВАНИЯ
ВЫБРОСА В АТМОСФЕРУ
ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ
Приоритет в области разработки предельно
допустимых концентраций (ПДК) в воздухе
принадлежит СССР.
ПДК — такие концентрации, которые не
оказывают на человека и его потомство прямого
или косвенного воздействия, не ухудшают их
работоспособности, самочувствия, а. также
санитарно-бытовых условий жизни людей.
В настоящее время в мире существует более
400 вулканов. Они выбрасывают в среднем в
течение года 3 млрд. т вулканичекого пепла, в том
числе 1 млн. т органических соединений.
В составе выбросов вулкана Халемаумау
(Гавайские острова), кроме водяного пара (68%),
углекислого газа (13%) и азота (8%), обнаружили
при специальном исследовании также сернистые
дымы (более 10%).
Количество аэрозолей, поступающих в
атмосферу при извержении вулканов, в среднем
достигает 80 млн. т.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями,
однако последствия употребления огня, которым он
пользовался весь этот период, были незначительны.
Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и
что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах
жилища. Это начальное загрязнение воздуха не
представляло проблемы, ибо люди обитали тогда
небольшими группами, занимая обширную нетронутую
природную среду.
Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь
за последние столетия развитие промышленности
«одарило» нас такими производственными процессами,
последствия которых вначале. человек еще не мог себе
представить.
Загрязнение почвы
Пожалуй, не имеет смысла объяснять, насколько почва является важной частью жизни человека. Большую часть еды,
которой питается человек, приносит почва: от злаковых культур до редких видов фруктов и овощей.
Чтобы так продолжалось и дальше, необходимо поддерживать состояние грунта на должном уровне для нормального
круговорота воды. Но антропогенное загрязнение уже привело к тому, что 27% земель планеты подвержены эрозии.
Загрязнение почвы — это попадание в нее токсичных химических веществ и мусора в высоких количествах,
препятствующих нормальному протеканию круговорота грунтовых систем. Основные источники загрязнения почвы:
В первом случае загрязнение почвы происходит из-за обычного мусора, который выбрасывается в неположенных местах. Но главной причиной следует назвать именно свалки. Сжигаемые отходы ведут к засорению больших территорий, а продукты горения портят почву безвозвратно, засоряя всю окружающую среду.
Промышленные предприятия выбрасывают множество токсичных веществ, тяжелых металлов и химических соединений,
влияющих не только на почву, но и на жизнь живых организмов. Именно этот источник загрязнения ведет к техногенному
загрязнению почвы.
Транспортные выбросы оксида азота, углеводорода, метана и свинца, попадая в почву, влияют на пищевые цепочки — попадают в организм человека через продукты питания. Чрезмерное выпахивание земли, пестициды, ядохимикаты и удобрения, в которых содержится достаточно ртути и тяжелых металлов, приводят к значительной эрозии почвы и опустыниванию. Обильное орошение также нельзя назвать положительным фактором, поскольку это ведет к засолению почвы.
Сегодня хоронят в земле до 98% радиоактивных отходов атомных станций, в основном продуктов расщепления урана, что
ведет к деградации и истощению земельных ресурсов.
В воздухе почти всегда присутствуют также аэрозоли
растительного происхождения. Речь идет о пыльце
растений. В разгар цветения от одного растения в
атмосферу поступает в день несколько миллионов гранул
пыльцы.
Пыльца растений, имея сравнительно небольшие
размеры (до 10—15 мкм), может долго находиться в
воздухе во взвешенном состоянии, что, в свою очередь,
объясняет формирование так называемых пыльцевых
облаков, распространяющихся на большие расстояния
(более 600 км) и значительную высоту (более 10 км).
Как и для других аэрозолей естественного
происхождения, их распространение в атмосфере носит
сезонный характер (максимум содержания в летний сезон),
зависит от наличия и особенностей растительности, ибо
одни растения выделяют пыльцы больше, чем другие.
При неблагоприятных погодных условиях образуются
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 -расположение слоя более
холодного воздуха под теплым, что препятствует движению
воздушных масс 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.
ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
АТМОСФЕРЫ
В воздухе всегда имеется то или иное
количество пыли химических веществ, которые
поступали в атмосферу задолго до начала
промышленного развития.
Прежде всего следует сказать об аэрозолях
природного происхождения. Частицы аэрозоля
попадают в атмосферу при пыльных и песчаных
бурях, при извержениях вулканов, при испарении
капелек брызг морской воды, при лесных
пожарах.
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, ЛосАнджелесом, Нью-Йорком и другими городами
Европы и Америки.
По своему физиологическому воздействию на
организм человека смоги крайне опасны для
дыхательной и кровеносной системы и часто
бывают причиной преждевременной смерти
городских жителей с ослабленным здоровьем.
В естественных условиях аэрозоли, аэропланктон,
газообразные химические соединения в значительной мере
удаляются следующим образом:
• за счет осаждения аэрозолей;
• за счет вымывания осадками;
•за счет химических реакций, сопровождающихся
превращениями одних веществ в другие соединения.
За счет химических реакций в атмосфере из
газообразных соединений образуются так называемые
вторичные аэрозоли:
• из оксидов азота — около 250 млн. т нитратов;
• из аммиака — более 150 млн. т аммонийных солей;
• из сероводорода—около 170 млн. т сульфатов.
ФОТОХИМИЧЕСКИЙ ТУМАН
(СМОГ)
Фотохимический туман представляет
собой многокомпонентную смесь газов и
аэрозольных частиц первичного и
вторичного происхождения.
Состав основных компонентов смога:
озон; оксиды азота; оксиды серы;
многочисленные
органические
соединения
перекисной
природы,
называемые
в
совокупности
фотооксидантами.
Большинство естественных источников
поступления
аэрозолей
обуславливают
непостоянные и в основном локальные
изменения качества атмосферы, так как
извержения вулканов, лесные пожары, пыльные и
песчаные бури бывают не всюду и не каждый
день, хотя влияние их может быть
значительным.
Так, при извержении вулкана Безымянного на
Камчатке в 1956 г. пепел поднялся на высоту до 45
км и долетел до Лондона!
К атмосферным загрязнителям относятся
углеводороды — насыщенные и ненасыщенные,
включающие от 1 до 13 атомов углерода.
Углеводороды
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.
АЭРОЗОЛЬНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
Аэрозоли — твердые или жидкие частицы, находящиеся
во взвешенном состоянии в воздухе. Средний размер
аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.
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. Большое количество
пылевых частиц образуется в ходе производственной
деятельности людей.
Еще
большее
разнообразие
свойственно
органической
пыли,
включающей
алифатические
и
ароматические углеводороды, соли
кислот.
Органическая пыль 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;
• отходы
предприятий
перерабатывающей промышленности;
• Отходы ТЭЦ.
Степень
загрязнения
воздуха
основными
загрязняющими веществам (оксиды азота, серы, пыль,
оксид углерода и др.)и находится в прямой зависимости от
промышленного развития города.
Наибольшие максимальные концентрации характерны
для городов с численностью населения более 500 тыс.
жителей.
Загрязнение воздуха специфическими веществами
зависит от вида промышленности развитой в городе.
Если в крупном городе размещены предприятия
нескольких отраслей промышленности, то создается очень
высокий уровень загрязнения воздуха.
Однако проблема снижения выбросов многих
специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
Чтобы
по
результатам
наблюдений
определить состояние воздуха, измеренные
значения
концентраций
сравнивают
с
максимальной разовой предельно допустимой
концентрацией и определяют число случаев, когда
были превышены ПДК, а также во сколько раз
наибольшее значение было выше ПДК.
Среднее значение концентрации за. месяц или за
год сравнивается с ПДК длительного действия среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение
воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в
атмосфере города, оценивается с помощью
комплексного показателя — индекса загрязнения
атмосферы (ИЗА).
Атмосферные загрязнители разделяют на первичные,
поступающие непосредственно в атмосферу,
и
вторичные, являющиеся результатом превращения
последних.
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.
Последствия загрязнения атмосферы.
1.
Смог
– Это
фотохимический туман, который представляет
собой многокомпонентную смесь газов и
аэрозольных частиц первичного и
вторичного происхождения.
Исследования
ученых показывают, что смог возникает
в результате сложных фотохимических
реакций в воздухе, загрязненном
углеводородами, пылью, сажей и окисями
азота под влиянием солнечного света,
повышенной температуры нижних слоев
воздуха и большого количества озона
(т.е. при большом количестве пыли и
газов, при длительном существовании
антициклонных условий погоды, когда
загрязнители концентрируются в приземном
слое). В сухом, загазованном и теплом
воздухе возникает прозрачный синеватый
туман, который неприятно пахнет,
раздражает глаза, горло, вызывает удушье,
бронхиальную астму, эмфизему легких.
Листва на деревьях вянет, покрывается
пятнами, желтеет.
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.
Смоги могут носить
катастрофический характер. Так за 4дня
в 1952 г. в Лондоне погибло около 4 тыс.чел,
этот смог был назван «Великим смогом».
2.
Кислотные дожди.
Окиси серы и азота, которые выбрасываются
в атмосферу вследствие работы тепловых
электростанций и автомобильных
двигателей, соединяются с атмосферной
влагой и образуют мелкие капельки серной
и азотной кислот, которые переносятся
ветрами в виде кислотного тумана и
выпадают на землю кислотными дождями
(рН=
4,5, в то время как норма – 5,6-5,7).
Эти дожди крайне вредно действуют на
окружающую среду:
В
большинстве промышленно развитых
районах рН осадков иногда составляет
2,7. Если бы такие дожди выпадали постоянно,
то всё живое погибло
бы.
3.
Разрушение озонового слоя (озоновая
дыра в атмосфере).
На
высоте 20-50 км воздух одержит повышенное
количество озона. Озон образуется в
стратосфере за счет молекул обычного,
двухатомного кислорода О2,
который поглощает жесткое УФ излучение.
В последнее время ученые чрезвычайно
обеспокоены снижением содержания озона
в озоновом слое атмосферы, т.к. промышленные
выбросы нарушают озоновый слой.
Над Антарктидой обнаружена «дыра» в
этом слое, где содержание его меньше
обычного («озоновая
дыра» над Антарктитой существует не
всё время, а около месяца ежегодно – в
октябре). Озоновая
дыра обусловила усиление ультрафиолетового
фона в странах, размещенных в Южном
полушарии, прежде всего в Новой Зеландии.
Медики этой страны бьют тревогу,
констатируя значительное повышение
количества заболеваний, обусловленных
увеличенным ультрафиолетовым фоном,
таких, как рак кожи и катаракта глаз.
Причины разрушения
озонового слоя:
4.
Парниковый эффект.
Климат Земли, который зависит главным
образом от состояния её атмосферы, на
протяжении геологической истории
периодически изменялся: чередовались
эпохи значительного похолодания, когда
большие территории покрывались ледниками,
и эпохи потепления. Но в последнее время
ученые метеорологи бьют тревогу: похоже
на то, что атмосфера Земли разогревается
значительно быстрее, чем когда-нибудь
в прошлом. Это обусловлено деятельностью
человека, которая, во-первых, разогревает
атмосферу путем сжигания большого
количества угля, нефти, газа, а также
работы атомных электростанций. Во-вторых,
и это главное, сжигание органического
топлива, а также уничтожение лесов
приводит к накоплению в атмосфере
большого количества углекислого газа.
За последние 120 лет содержание этого
газа в воздухе увеличилось на 17 %.
В
земной атмосфере углекислый газ действует
как стекло в теплице или парнике: он
свободно пропускает к поверхности Земли
солнечные лучи, но удерживает тепло
нагретой Солнцем поверхности Земли.
Это вызывает разогревание атмосферы,
известное как парниковый эффект. По
подсчетам ученых, в ближайшие десятилетия
среднегодовая температура на Земле за
счет парникового эффекта может увеличиться
на 1,5 – 2 С.
Проблема
изменения климата в результате эмиссии
парниковых газов должна рассматриваться
как одна из самых важных современных
проблем, связанных с долгосрочными
воздействиями на окружающую среду, и
рассматривать её нужно в совокупности
с другими проблемами, вызванными
антропогенными воздействиями на природу.
Наряду с аэрозолями в атмосферу поступают и
газообразные химические соединения:
• углекислый газ (5х103 млн. т);
• оксид углерода (103 млн. т);
• диоксид серы (4х103 млн. т);
• сероводород (100 млн. т);
• оксиды азота (500 млн. т);
• аммиак (6х103 млн. т);
• углеводороды (200 млн. т).
Эти газообразные химические соединения выделяются
из уже названных естественных источников, а также
образуются при разложении органического вещества, при
процессах гниения, в результате жизнедеятельности самого
человека.
Наряду с аэрозолями разного происхождения в
атмосфере
можно
обнаружить
так
называемый
аэропланктон, находящиеся во взвешенном состоянии
частицы биологической природы размерами от 0,01 мкм для мелких вирусов, до 50—100 мкм — для спор мхов и
папоротников.
Все они привносятся в воздух в основном из почвы. В
атмосфере, как правило, не размножаются и в основном
погибают под действием различных неблагоприятных
факторов.
Некоторые виды аэропланктона обладают способностью
выживать в атмосфере определенное время, поэтому
воздушными течениями могут распространяться на
большие расстояния (сотни и тысячи километров), а также
на высоту до 5—7 км.
Загрязнение воды
Люди, прошедшие долгий путь в пустыне, наверняка смогут называть цену каждой капли воды. Хотя скорее всего эти капли будут бесценны, ведь от них зависит жизнь человека. В обычной жизни, мы, увы, придаем воде не такое большое значение, поскольку ее у нас много, и доступна она в любое время. Только в перспективе это не совсем так. В процентном соотношении незагрязненными остались только 3% от всего мирового запаса пресной воды. Понимание важности воды для людей не мешает человеку загрязнять важный источник жизни нефтью и нефтепродуктами, тяжелыми металлами, радиоактивными веществами, неорганическими загрязнениями, канализационными стоками и синтетическими удобрениями.
В загрязненной воде содержится большое количество ксенобиотиков — веществ, чуждых организму человека или
животного. Если такая вода попадает в пищевую цепочку, это может привести к серьезным пищевым отравлениям и даже
летальному исходу всех участников цепи. Конечно, вредные
вещества содержатся и в продуктах вулканической деятельности, которые загрязняют воду и без помощи человека,
но превалирующее значение имеет деятельность металлургической промышленности и химических заводов.
С появлением ядерных исследований природе нанесен довольно значительный вред во всех сферах, в том числе и воде. Попавшие в нее заряженные частицы несут большой вред живым организмам и способствуют развитию онкологических заболеваний. Сточные воды заводов, суда с ядерными реакторами и просто дождь или снег в зоне проведения ядерных испытаний могут привести к заражению воды продуктами разложения.
Канализационные стоки, несущие в себе множество мусора: моющие средства, остатки пищи, мелкие бытовые отходы и
другое, в свою очередь способствуют размножению другим патогенным организмам, которые при попадании в организм
человека дают ряд заболеваний, таких как брюшной тиф, дизентерия и других.
АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
Существуют три основных источника загрязнения
атмосферы: промышленность, котельные, транспорт.
Максимально
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 и др. соединения;
•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.
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.
В составе аэрозолей 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.
Классификация загрязнений
Загрязнения и загрязнители классифицируются по различным признакам (параметрам):
· По происхождению: природные (естественные) и антропогенные (искусственные);
· По масштабам действия: глобальные, региональные, локальные (местные);
· По объектам среды: атмосферы, почвы, гидросферы и её разных составляющих (океана, морей, речных и подземных вод);
· По характеру (виду) действия: химическое, физическое, биологическое;
· По источникам:
1. промышленные, сельскохозяйственные, транспортные и др.;
2. точечные (труба предприятия), объектное (предприятие в целом), рассеянное (сельскохозяйственные угодья, экосистема в целом), трансгрессивное (перенос из других государств, регионов);
· по месту действия: городской среды, сельской среды, внутри промышленных предприятий, внутриквартирные и др.;
· по степени стойкости: устойчивые – время жизни сотни и тысячи лет (азот, кислород, пластмассы, аргон и другие инертные газы), стойкие – время жизни 5-25 лет(углекислый газ, метан, фреоны в нижних слоях атмосферы), неустойчивые(водяные пары, оксид углерода, диоксид серы, сероводород, диоксид азота, фреоны в пределах озонового экрана).
Степень стойкости загрязняющих веществ зависит от возможности их разложения различными агентами (прежде всего биологическими) или перемещения в другую среду, где они перестают быть загрязнителем (например, углекислый газ, попадая в воды океана из воздуха). В качестве количественной характеристики степень стойкости загрязнителя обычно используют его период полураспада или продолжительность жизни.
Классификация, приведенная на рис. 7.1 показывает, что все загрязнения могут быть объединены в две основные группы: материальные и энергетические.
Рис. 7.1. Классификация промышленных источников загрязнения биосферы
Загрязнения энергетические подразделяют на:
ü тепловое, возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды;
ü световые — нарушение естественной освещённости местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных;
ü шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности шума сверх природного уровня;
ü электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных свойств среды (электропередачи, радио и ТВ, работы некоторых промышленных установок), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;
ü радиоактивное, связанное с превышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ. Радиоактивные отходы являются одновременно материальными и энергетическими.
К материальным загрязнениям относят неутилизированные инертные химические отходы производства (механические загрязнения) и все химически активные соединения и элементы. Попадающие в биосферу и вступающие во взаимодействие с её компонентами (химические загрязнения). Объединение химических и механических загрязнений в одну группу обусловлено тем, что большая часть этих веществ оказывает на окружающую природную среду оба рода воздействия. Биологические загрязнения – микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, появляющиеся в большом количестве в связи с массовым их размножением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека.
В целом по природе и масштабам актуальных воздействий наиболее существенны и опасны химические загрязнения. А самая большая потенциальная угроза связана с радиацией.
По различным экспертным оценкам, общая масса техногенных загрязнителей, относимых к разным классам опасности, составляет примерно 260-300 кг. на каждого жителя Земли. Это и есть минимальная оценка глобального химического загрязнения.
В настоящее время в природной среде содержится 8,5-10 млн. химических веществ, причём их арсенал ежегодно пополняется ещё 200 тыс. новых соединений. В этом отношении «приоритет», как в локальном, так и в глобальном масштабе, учёные отдают следующим загрязняющим веществам:
Ø диоксиду серы (с учётом эффектов вымывания диоксида серы из атмосферы и попадания, образующихся серной кислоты и сульфатов на растительность, почву и в водоёмы);
Ø тяжёлым металлам: в первую очередь свинцу, кадмию, хрому и особенно ртути (с учётом цепочек её миграции и превращения в высокотоксичную метилртуть);
Ø канцерогенным веществам, в частности 3,4-бензпирену, бензолу, соединениям кадмия, мышьяка, винилхлориду, полихлорированным диоксинам и бифенилам;
Ø нефти и нефтепродуктам в морях и океанах;
Ø хлорорганическим пестицидам (в сельских районах);
Ø оксиду углерода и оксидам азота (в городах);
Ø радионуклидам и другим радиоактивным веществам;
23 мая 2001г. В Стокгольме была принята Конвенцияпо стойким органическим загрязнителям (СОЗ), которая обязывает правительства ликвидировать 12 стойких канцерогенных и токсичных загрязнений, а именно: алдрин, гептахлор, ДДТ, диэлдрин, эндрин, хлордан, мирекс, токсофен, гексахлорбензол, полихлорированные диоксины, бифенилы и фураны. Конвенцию подписали 100 стран мира.
Химизация техносферы достигла к настоящему времени таких масштабов, которые заметно влияют на геохимический облик всей биосферы. Общая масса производимых продуктов и химически активных отходов всей химической промышленности мира (вместе с сопутствующими производствами) достигает 2∙109 т/год. Почти всё это количество может быть отнесено к загрязнителям. Но дело не только в общей массе, но и в их числе, разнообразии и, особенно, токсичности множества производимых веществ. Однако подавляющее большинство производимых и используемых веществ не оценены с точки зрения их токсичности и экологической опасности.
