Атмосфера. Приземный воздушный бассейн

Условием появления и развития жизни на планете является атмосфера  — окружающая Землю газовая среда, ее воздушный бассейн.

Земная атмосфера простирается на высоту 1,5—2 тыс. км над уровнем  моря или суши.

 

Различают несколько основных слоев  атмосферы.

   Нижний слой, прилегающий  к земной поверхности, — это  тропосфера. Его высота составляет 8—10 км у полюсов и 16—18 км  над экватором. Температура воздуха  с высотой постепенно понижается  — в среднем на       6 °С на каждый километр высоты, что заметно проявляется не только в горных районах, но и на возвышенностях.

   Тропосфера содержит до 80 % общей массы воздуха, основное  количество атмосферных примесей  и практически весь водяной  пар. Именно в ней на высоте 10—12 км образуются облака, возникают  грозы, дожди и другие физические  процессы, формирующие погоду и  определяющие климатические условия  в разных областях планеты.

   Далее начинается стратосфера,  которая простирается до высоты 50—55 км от поверхности океана  или суши. Именно в стратосфере  образуется озоновый слой.

   На высоте 55—80 км находится  мезосфера, между 80—800 км расположена  термосфера

   Самая верхняя и сильно  разреженная часть атмосферы  — экзосфера

 

Наибольшее воздействие на жизнедеятельность  человека и всех живых существ  оказывает приземный слой атмосферы. Химический состав воздуха у поверхности  Земли в нормальных условиях примерно следующий: азот — 78 %, кислород — 21, углекислый газ — 0,03, аргон — 0,93 %, неон, гелий, водород, озон, метан и другие газы — сотые доли процента.

Атмосфера выполняет роль переносчика влаги в процессе большого кругооборота, является средой распространения света и звука. Изменение сложившихся физических и химических свойств атмосферы может отрицательно сказаться на здоровье, работоспособности и продолжительности жизни людей.

Атмосферный воздух широко используется как природный ресурс в народном хозяйстве. Из атмосферного азота производятся минеральные азотные удобрения, азотная кислота и ее соли. Аргон  и азот применяются в металлургии, химической и нефтехимической промышленности (для осуществления ряда технологических  процессов). Из атмосферного воздуха  получают также кислород и водород.

 

    Основные источники  и виды загрязнения воздушного  бассейна

Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так  как для нормальной жизнедеятельности  людей требуется не просто воздух, но воздух определенной чистоты. Это  условие здоровья людей, состояния  растительного и животного мира, прочности и долговечности конструкций  зданий и сооружений.

В процессе антропогенной деятельности атмосфера подвергается изъятию  газовых элементов, загрязнению  газовыми примесями и вредными веществами, нагреванию. Привнесение в воздушную  среду каких-либо новых веществ, не характерных для нее, называется загрязнением.

 

Масштабы загрязнения обусловлены  мощностью выброса и характером воздушных потоков. Различают локальное, региональное и глобальное загрязнение  атмосферного воздуха. Локальное загрязнение  связано с одним или несколькими  источниками выбросов, зона влияния  которых определяется главным образом  изменчивой скоростью и направлением ветра. Региональное загрязнение охватывает территорию в сотни километров, подпадающую  под воздействие выбросов крупных  производственных комплексов. Глобальное загрязнение распространяется на тысячи километров от источника загрязнения  и нередко охватывает весь земной шар. Прежде всего оно характерно для Северного полушария планеты.

Основными источниками загрязнения  атмосферы являются естественные (природные), производственные и бытовые процессы.

 

Естественное, или природное, загрязнение  происходит за счет естественных факторов, таких как пылевые бури, извержения вулканов, выдувание почв, лесные пожары, различные продукты растительного, животного или микробиологического  происхождения.

Производственное загрязнение  — следствие деятельности промышленных, сельскохозяйственных, строительных предприятий, работы различных видов транспорта. Три четверти выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух связаны с работой автомобильного транспорта, причиной остальных являются промышленные предприятия и строительный комплекс.

Промышленные источники загрязнения  анализируются по отраслям, а также  по ингредиентам (составу загрязняющих веществ). В глобальном масштабе наиболее крупными загрязнителями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлурги, химия  и нефтехимия, промышленность строительных материалов.

На загрязнении воздушного бассейна Земли сказывается и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в  почву агрохимикаты переходят в окружающую среду в результате выветривания и с почвенной влагой.

Все более мощными загрязнителями воздушного бассейна выступают различные  виды транспорта. Бурный рост автомобилестроения обеспечил автотранспорту во многих странах место лидера по загрязнению  окружающей среды. Наиболее негативное воздействие он оказывает в городах. Автомобильные выхлопные газы представляют смесь примерно 200 веществ.

Многие бытовые процессы также  ведут к загрязнению воздушной  среды. Прежде всего это накопление и переработка бытовых отходов. Канализационные системы, кухни, мусоропроводы, свалки являются источниками загрязнения атмосферы городов и других населенных мест.

 

 

    Последствия  загрязнения атмосферы.

Последствия действий загрязнителей  воздуха на организм человека выражаются в ухудшении общего состояния  здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижаются или  теряются трудоспособность, сопротивляемость организма инфекциям. Неприятные запахи, запыленность, шум, другие загрязнители воздушной среды вызывают ощущение дискомфорта, что психологически отрицательно воздействует на людей.

Животные так же, как и человек, подвергаются влиянию загрязнения  воздушного бассейна. Находящиеся в  атмосфере выпадающие из нее вредные  вещества поражают животных через дыхательные  органы, проникают в организм вместе со съедаемыми запыленными растениями. Под влиянием острых и хронических  отравлений животные болеют, теряют аппетит  и массу.

С загрязнением воздушного бассейна связаны значительные потери в народном хозяйстве. В промышленном производстве — это разрушение металлических  конструкций, крыш и фасадов зданий, снижение качества выпускаемой продукции. Высокая концентрация в воздухе  оксидов серы, азота и углерода ускоряет процессы разрушения строительных материалов и коррозии металлов. Установлено, что в индустриальных городах  сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем  в сельской местности.

 

    Регламентация  качества воздушного бассейна  и контроль за его состоянием.

Нормирование качества атмосферного воздуха осуществляется с целью  установления обоснованных предельно  допустимых нормативов воздействия  на атмосферный воздух, гарантирующих  безопасность здоровья населения и  окружающей среды.

 

Качество атмосферного воздуха  регулируется также следующими нормативами:

• предельных объемов образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;
• потребления атмосферного воздуха для производственных нужд;
• содержания загрязняющих веществ в отработанных газах;
• вредных физических и иных воздействий передвижных источников на атмосферный воздух;
• удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

 

Наблюдение и контроль за состоянием воздушного бассейна страны осуществляются в рамках Национальной системы мониторинга. Органы гидрометеорологической и санитарно-эпидемиологической служб наблюдают за состоянием атмосферного воздуха по химическим, физическим, биологическим и другим показателям, используя широкую сеть станций, постов наблюдения, лабораторий.

 

    Основные направления  охраны атмосферы

Защита атмосферного воздуха от загрязнений включает комплекс мероприятий  санитарно-технической, технологической  и планировочной направленности.

Группа санитарно-технических  мероприятий: установка газопылеочистного оборудования; герметизация технологического и транспортного оборудования; сооружение сверхвысоких дымовых труб.

Одна из основных мер предотвращения загрязнения атмосферного воздуха  — строительство газоочистных сооружений и устройств.

Группа технологических  мероприятий: улучшение технологии производства и сжигания топлива; создание новых технологий, основанных на частично или полностью замкнутых циклах. Благодаря этим мероприятиям выбросы вредных веществ в атмосферу предотвращаются и решается задача утилизации и возвращения в производство ценных продуктов, сырья и материалов.

Группа планировочных  мероприятий: оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом «розы ветров»; создание санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий; вынос наиболее токсичных производств за черту города; рациональная планировка городской застройки; озеленение городов.

Большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных  зон. Известно, что зеленые насаждения — «легкие» города. Они очищают  воздух от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в  жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений очищает за год 10 млн м3 воз- Духа, а за час поглощает 8 кг углекислого газа (именно столько С02 выдыхают за час 200 человек).

 

    Регулирование  состояния воздушной среды

 

Национальная политика страны направлена на минимизацию объемов удельных выбросов загрязняющих веществ в  воздушный бассейн, а в отдельных  видах хозяйственной деятельности — на их уменьшение. Этим целям служат следующие принципы управления качеством  атмосферного воздуха:

• установление предельных выбросов для каждого предприятия, города, района и области;
• установление норм выбросов для отдельных стационарных и передвижных источников с учетом технического прогресса;
• перевод стационарных и передвижных источников на менее опасные в экологическом отношении виды топлива;
• энергосбережение;
• учет критических нагрузок и воздействий при планировании воздухоохранной деятельности;
• соответствие принимаемых решений и предпринимаемых действий международным соглашениям и конвенциям.

 

Внедрение достижений научно-технического прогресса в производство и быт  человека требует разработки системы  мер по охране атмосферного воздуха  от шума, вибрации, электромагнитных полей, радиации и других вредных физических воздействий. Так, в целях борьбы с производственными и другими  шумами предусматриваются следующие  меры:

• внедрение малошумных технологических процессов;
• улучшение конструкции передвижных источников шума, а также эксплуатационных качеств (качества содержания) железнодорожных и трамвайных путей, автомобильных дорог, уличных покрытий;
• размещение аэродромов и аэропортов, промышленных и других сооружений и оборудования, которые являются источниками шума, на расстоянии, обеспечивающем экологическую безопасность населенных пунктов и районов жилой застройки;
• проведение организационных мероприятий по предупреждению и снижению бытовых шумов (в квартирах, дворах жилых домов, на улицах, в местах отдыха и других общественных местах).