Экологические аспекты загрязнения атмосферы

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное

учреждение высшего  профессионального образования

"Владимирский государственный  университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых"

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по экологии

 

Тема: «Экологические аспекты загрязнения атмосферы»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. ЗАИСс–111

Смирнова Ю. Ю.

Принял:

 Мищенко М.В.

 

 

 

Владимир 2013

Содержание

Введение

1. Классификация загрязнений……………………………………………5

2. Основные источники загрязнения атмосферы…………………………8

3. Экологические последствия загрязнения атмосферы…………..……12

4. Токсичность загрязнителей воздуха для растений…………….…….17

5. Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы………………………………………………………………………19

5.1 Возможное потепление климата (“парниковый эффект”).………19

5.2 Нарушение озонового слоя..………………………………………21

5.3 Выпадение кислотных дождей……………….……………………23

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

С появлением крупных  предприятий и расширением городов перед человечеством встала новая проблема — загрязнение воздуха. Уже в середине XIX в. в Бирмингеме дым металлургических заводов и ядовитые пары предприятий по производству каустической соды стали так сильно вредить здоровью англичан, что впервые в истории человечества был принят закон об охране воздуха от загрязнения.

С началом промышленной революции загрязнение воздуха резко возросло, а в начале и середине XX в. оно несколько раз приводило к массовым заболеваниям и даже гибели людей. В связи с этим во многих странах были приняты законы, направленные на охрану чистоты воздуха и сохранение здоровья людей. Но, несмотря на все усилия, концентрация загрязняющих веществ в атмосфере продолжает расти. Только в последнее десятилетие стали заметно меньше выбросы пыли, свинца и диоксида серы. Концентрация же остальных опасных веществ — оксидов азота, углеводородов, угарного газа и многих других — увеличивается.

Основным источником загрязнения приземного слоя атмосферы  является сжигание ископаемого топлива для получения тепла или электричества, а также в двигателях автомобилей. Массу загрязняющих веществ выбрасывают в атмосферу и металлургические предприятия, нефтехимические заводы, предприятия химической промышленности. Практически нет такой отрасли хозяйства, которая не отравляла бы атмосферу и не приводила бы к загрязнению воздуха. Для оценки опасности загрязнения воздуха устанавливаются так называемые предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ. Это показатели, при превышении которых возможны нарушения работы организма человека. Предельно допустимые концентрации, или сокращённо ПДК, не должны превышаться в атмосфере городов. Однако реально эти нормы в большинстве стран не соблюдаются. Например, в 71 городе России ПДК хотя бы по одному показателю превышены в 10 раз, а в 30 городах зафиксирован наибольший уровень загрязнения (см. список экологически неблагополучных районов России в Приложении).

Только от болезней, связанных  с загрязнением воздуха, в мире ежегодно погибает 2,7 млн человек В Китае ежегодно от этого умирает более 175 тыс. человек и ещё у 2 млн возникает хронический бронхит. Когда стоит безветренная погода, а температура воздуха у поверхности Земли ниже температуры вышележащего слоя воздуха, возникает смог — повышенная концентрация смеси загрязняющих веществ. Именно смог служит причиной многих катастроф, вызывающих смерть и заболевания людей. 
Загрязняющие вещества преобразуются в атмосфере под воздействием солнечного излучения и паров воды. Так, например, диоксид серы и оксид азота, соединяясь с водой, образуют мельчайшие капельки серной и азотной кислот. Вместе с осадками они достигают поверхности Земли. То, что во многих районах мира стали выпадать кислотные дожди и снега, обнаружили в 70-х гг. XX в., когда в озёрах Скандинавского полуострова и на юго-востоке Северной Америки начали исчезать рыбы, ракообразные, моллюски и т. д.

Кислотные дожди и  снега вызывают повышение кислотности  воды в реках и озёрах. Тем самым  создаётся угроза для их обитателей, чувствующих себя комфортно только при определённой кислотности. Кроме того, из грунта дождями и талыми водами вымываются, а затем стекают в водоёмы разнообразные вещества, в пресной воде нерастворимые. Особенно опасны для рыбы соединения алюминия. Поэтому в закислённых озёрах практически нет рыбы и многих других организмов. Вода здесь очень прозрачная, но она опасна для здоровья из-за повышенного содержания кислот и солей токсичных металлов. 
Почвы также подвержены закислению дождями и талыми водами, особенно там, где они имеют малую мощность и лежат на скалистом ложе, что характерно для Скандинавии, восточной части Северной Америки и горных районов. Закисление почвы ведёт к повреждению корней растений, гибели почвенных организмов и нарушению плодородия почв. 
Кислотные дожди вымывают из почв серу, азот и тяжёлые металлы, которые затем попадают в подземные воды и вызывают загрязнение. Закислённые почвенные воды разрушают фундаменты домов, вызывают коррозию металлических труб водопровода и канализации. 
Наконец, кислотные дожди ведут к разрушению фасадов зданий, скульптур и других сооружений. Буквально тают под действием падающей с неба кислоты мраморные античные храмы Афин, разрушается построенный из известняка собор Святого Павла в Риме. Кислота разъедает и величественный Тадж-Махал в Индии, и королевский дворец в Амстердаме, и Вестминстерское аббатство в Лондоне. А знаменитый Тауэр в английской столице совсем почернел — не от времени или незавидной роли главной королевской тюрьмы, а всё от тех же едких дождей. По этой же причине в скором времени могут погибнуть более 100 тыс. ценных витражей, пока ещё украшающих готические соборы по всей Европе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Классификация загрязнений

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

Загрязнение атмосферы  может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

• Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветений растений, дым от лесных и степных пожаров и др.
• Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов  распространения выделяют различные  типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

В зависимости от источника  и механизма образования различают  первичные и вторичные загрязнители воздуха. Первичные загрязнители воздуха  представляют собой химические вещества, попадающие непосредственно в воздух из стационарных или подвижных источников. Вторичные загрязнители воздуха образуются в результате взаимодействия в атмосфере первичных загрязнителей между собой и с присутствующими в воздухе веществами (кислород, озон, аммиак, вода) под действием ультрафиолетового излучения. Часто вторичные загрязнители, например вещества группы пероксиацетилнитратов (ПАН), гораздо токсичнее первичных загрязнителей воздуха. Большая часть присутствующих в воздухе твердых частиц и аэрозолей является вторичными загрязнителями.

С учетом токсичности  и потенциальной опасности загрязнителей, их распространенности и источников эмиссии они были разделены условно на несколько групп :

1) основные (критериальные)  загрязнители атмосферы — оксид  углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, твердые частицы и фотохимические оксиданты;

2) полициклические ароматические  углеводороды (ПАУ);

3) следы элементов  (в основном металлы);

4) постоянные газы (диоксид  углерода, фторхлорметаны и др.);

5) пестициды; 

6) абразивные твердые частицы (кварц, асбест и др.);

7) разнообразные загрязнители, оказывающие многостороннее действие  на организм, озон, полихлорированные  бифенилы (ПХБ), сульфаты, нитраты, альдегиды,  кетоны и др.

Все критериальные загрязнители относятся к первичным загрязнителям атмосферы.

 

 

По агрегатному состоянию  выбросы вредных веществ в  атмосферу классифицируются на:

• газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);
• жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);
• твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и прочие).

Наиболее опасное загрязнение  атмосферы — радиоактивное. В  настоящее время оно обусловлено  в основном глобально распределенными  радиоактивными долгоживущими изотопами — продуктами испытания ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей. Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации и другие источники.

Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ  из четвертого блока Чернобыльской  АЭС в апреле — мае 1986 г. Если при  взрыве атомной бомбы над Хиросимой (Япония) в атмосферу было выброшено 740 г радионуклидов, то в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу составил 77 кг.

Еще одной формой загрязнения  атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных  источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические юны, например, “остров тепла” в городах, потепление водоемов и т. п.

В целом, если судить по официальным  данным на 1997— 1999 гг., уровень загрязнения  атмосферного воздуха в нашей  стране, особенно в городах России, остается высоким, несмотря на значительный спад производства, что связывают, прежде всего, с увеличением количества автомобилей, в том числе — неисправных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основные источники загрязнения атмосферы

В настоящее время  основной вклад в загрязнение  атмосферного воздуха на территории России вносят следующие отрасли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные и др.), далее предприятия черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранспорт, предприятия цветной металлургии и производство стройматериалов.

Роль различных отраслей хозяйства в загрязнении атмосферы  в развитых промышленных странах  Запада несколько иная. Так, например, основное количество выбросов вредных  веществ в США, Великобритании и  ФРГ приходится на автотранспорт (50—60%), тогда как на долю теплоэнергетики значительно меньше, всего 16—20%.

Тепловые и  атомные электростанции. Котельные  установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т. угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т SO₂ и SO₃, 120— 140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы  золы, но практически не уменьшает  выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологичное газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь.

Источники загрязнения  воздуха токсичными веществами на атомных  электростанциях (АЭС) — радиоактивный  йод, радиоактивные инертные газы и  аэрозоли. Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы — отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок.

Черная  и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали, в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Значительные выбросы  отходящих газов и пыли, содержащих токсичные вещества, отмечаются на заводах цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, медных, сульфидных руд, при производстве алюминия и др.

Химическое  производство. Выбросы этой отрасли, хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.).