Проблема загрязнения атмосферы

Проблема загрязнения атмосферы

Под загрязнением окружающей среды следует понимать изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических  и связанных с ними информационных), происходящие в результате естественных или искусственных процессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту. Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество. Часто эти изменения выражаются в неблагоприятной форме загрязнения. По масштабам антропогенные изменения становятся сопоставимыми с природными, а в ряде случаев даже превышают их, о чем можно судить из таблицы.

Современное индустриальное производство оказывает  значительное воздействие на природу  в глобальных масштабах. Хотя большая часть загрязняющих веществ и тепловой энергии вырабатывается на ограниченной площади, главным образом в промышленных районах Северной Америки, Европы и Азии, вследствие особенностей циркуляции атмосферы и перемещений в водной оболочке Земли значительная часть некоторых, относительно долго живущих загрязняющих веществ рассеивается на огромных пространствах и даже по всей Земле, приводя к региональному и глобальному загрязнению.

К настоящему времени определились некоторые  важные проблемы в области антропогенного глобального загрязнения окружающей природной среды, к числу которых относятся:

1. Возможные  изменения климата в связи  с поступлением в атмосферу  техногенного тепла, углекислого  газа и аэрозольных примесей.

2.

Возможное нарушение озонового слоя Земли, связанное с поступлением в атмосферу фреонов, окислов азота и некоторых других примесей.

3.

Экологические последствия глобального загрязнения  природной среды и биосферы радиоактивными веществами, тяжелыми металлами и  пестицидами.

4.

Общая проблема морской среды атмосферными осадками, речным стоком, наземным и  морским транспортом.

5.

Дальний атмосферный перенос загрязняющих веществ и проблема кислотных  осадков.

Таким образом, масштабы антропогенного воздействия  на окружающую среду и уровень вытекающей из этого опасности заставляют искать новые подходы к развитию технологических процессов, которые, являясь не менее эффективными в экономическом смысле, во много раз превосходили бы существующие по степени экологической чистоты. Фактически противоречие между экономикой и экологией означает противоречие между необходимостью гармоничного развития системы природа-человек-производство и недостаточной объективной возможностью, а порой и просто субъективным нежеланием такой гармонии на современном этапе развития производственных сил и производственных отношений.

Основными загрязняющими веществами, содержание которых в атмосфере регламентируется стандартами, являются: диоксид серы(SO2), оксиды азота(NO и NO2), оксид углерода(CO), газообразные углеводороды(HC), а также сероводород(H2S), сероуглерод(CS2), аммиак(NH3), различные галогеносодержащие газы.

Существуют 3 основных источника образования  газообразных загрязнений: сжигание горючих  материалов, промышленные производственные процессы и природные источники. В результате сжигания топлива образуется 78% диоксида серы от общего его количества. Углеводороды, опасность появления которых связана с тем, что они являются промежуточными продуктами в процессе образования озона, поступают в атмосферу при сжигании топлива и при переработке нефтепродуктов, кроме того, многие углеводороды выделяются в процессе роста и размножения растений. По оценкам учёных из природных источников во всём мире ежегодно выделяется 117 млн. т. углеводородов, а из антропогенных источников 100 млн. т. Однако углеводороды, присутствующие в атмосфере городов, в основном представляют собой продукты сгорания.

Значительные  количества оксидов серы выбрасываются  в атмосферу при производстве меди, свинца и цинка из сульфидных руд, а также в процессе очистки нефтепродуктов. Большая часть выбросов SO2 связана со сжиганием топлива в топках для получения необходимого для процесса тепла. Образующиеся газы, содержащие SO2, обычно используются для производства серной кислоты.

Оксиды  серы также возникают в процессе производства бумаги и целлюлозной массы в результате сжигания серосодержащих материалов.

Загрязнение атмосферы углеводородами происходит от химических предприятий, нефтеперерабатывающих  и металлургических заводов. Углеводороды, выделяются в процессе производства пластмасс, красителей, пищевых добавок, парфюмерных продуктов, смол, пластификаторов, пигментов, пестицидов, а также при переработке каучуков и нефтехимических продуктов.

Среди химических соединений, выбрасываемых  в атмосферу, содержится достаточно большое число ядовитых веществ. В настоящее время к опасным загрязняющим веществам относятся пары ртути, винилхлорид и бензол, содержание которых в атмосфере подлежит специальному контролю. Большое количество ископаемого топлива ежегодно сжигается в топках котельных для получения тепла. Котельные самые крупные потребители самого “грязного” топлива- угля и мазута. Поэтому энергетика по совокупности количества и качества сжигаемого топлива является единственным источником выбросов диоксида серы, а также главным источником дисперсных загрязнителей и оксида азота.

Газообразные  загрязнители возникают в процессе горения, а дисперсные - механическая пыль, может выдуваться при разгрузке  и транспортировке угля по конвейеру, а также при удалении и складировании топочной золы. Пыление угля происходит в результате ветровой эрозии. Использование природного угля в качестве топлива является более эффективным. Хотя природный газ рассматривается как относительно чистое топливо, при его сгорании также образуются загрязняющие вещества: оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, дым.

Ещё одним  немаловажным источником загрязнения  атмосферы является сжигание твёрдых  городских отходов. Во всех цивилизованных мирах для этих целей существуют мусоросжигательные печи, от конструкции которых зависят составы выбросов. Дымовые выбросы состоят из относительно безвредных газообразных продуктов сгорания: диоксида углерода, воды, инертного азота. Но их избыток может привести к образованию шлейфа тумана. Для улавливания дымовых выбросов используют различные фильтры и улавливатели.

Загрязнение окружающей среды выбросами двигателей внутреннего сгорания привлекают всё  более пристальное внимание в  последние годы из-за возросшей угрозы здоровью человека.

Сравнительная характеристика основных выбросов различных транспортных средств, как источников загрязнения, приведена в табл.2 Транспортное средство Аэрозоли Оксиды серы Оксиды азота Углеводороды Оксиды углерода Автотранспорт 1, 1 0, 4 6, 6 6, 4 61, 9 Самолёты 0, 1 0, 0 0, 1 0, 2 1, 0 Железнодорожный транспорт 0, 1 0, 1 0, 7 0, 2 0, 3 Морской транспорт 0, 6 0, 3 0, 2 0, 5 1, 5 Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере ведёт к повышению температуры Земли. При увеличении содержания CO2 можно ожидать повышения средней температуры Земли, хотя зависимость между этими параметрами довольно сложная . Было проведено множество модельных исследований по этой проблеме. Судя по их результатам, примерное удвоение содержания CO2 произойдет около 2040 года, в результате чего средняя температура планеты возрастёт на 2 или 3 С. В полярных районах повышение температуры может превысить данное значение в несколько раз. Считается вероятным, что около 2000г. содержание CO2 будет составлять ~400млн. , что вызовет повышение температуры на 1С, причём также с более значительным повышением в полярных областях.

Проблема влияния  антропогенной деятельности на изменение  температуры всё ещё в стадии обсуждения.Конечно, нельзя сводить  это воздействие просто к “Подъёму температуры на термостате”, поскольку  глобальное распределение температуры связано с перемещением атмосферных масс, например со штормами в зимнее время.

Содержание водяного пара также может измениться при  изменении температуры. Таким образом, конечным результатом изменения  концентрации CO2 в атмосфере могут стать сложные климатические процессы, связанные с изменением, как температуры, так и процессов образования осадков.

Ранее предполагалось, что окислы азота, выбрасываемые  транспортной авиацией, являются основной причиной разрушения озонового слоя. Однако количественные измерения показали, что этот источник ничтожен по сравнению с естественными. Из продуктов человеческой деятельности наиболее опасными для озонового слоя являются фреоны и подобные им вещества. Они искуственного происхождения и широко применяются в холодильных установках, различных аэрозольных установках.

Озон  составляет очень небольшую долю в атмосфере –менее одной миллионной доли и по объёму, и по массе. Основная его часть концентрируется в стратосфере- до 90%. Остальные 10% сосредоточены в нижних слоях атмосферы. Здесь озон уже является очень опасным загрязнителем воздуха. Он действует на дыхательные пути, раздражает глаза, нарушает рост растительности и т.д. концентрация его в воздухе, используемом для дыхания, не должна превышать 150-200 мкг/м^3.

Озон  образуется в результате электрических  разрядов, но гораздо более важными  являются фотохимические реакции с  участием веществ-посредников (окислыы  азота или углеводороды). В больших городахв результате промышленных и автомобильных выбросов, которые взаимодействуют друг с другом и с другими газами, образуются сложные химические соединения, возникает фотохимический смог, имеющий высокую концентрацию озона.

В связи  с тем что экологическая роль озонового слоя в глобальном масштабе велика, многие страны приступили к немедленным практическим действиям. Уже в 1978г. США, Канада и Скандинавские страны запретили применение фреонов в аэрозольных балончиках там, где в этом нет необходимости.

В заключении заметим, что пока наши знания недостаточны, чтобы определить основные причины  колебания содержания озона в  атмосфере и объяснить его  механизм. Поэтому любые прогнозы следует воспринимать как гипотетические.

Региональные  особенности Мордовия расположена в индустриальной зоне европейской части России, на стыке таких высокоразвитых районов, как Центральный , Поволжский, Центрально-чернозёмный. Поэтому качество воздушной среды в республике зависит не только от выбросов местных источников, но и от фонового уровня загрязнения атмосферы региона. Из всех видов загрязнеия воздуха поступающих в мордовию извне, наиболее ощутима пыль.

Превышение  ПДК вредных веществ в атмосферном  воздухе в течении года наблюдается  в Саранске, Рузаевке, Ковылкино, Комсомольском, Тургеневе. Основные промышленные источники загрязнения атмосферы в Саранске сосредоточены в северной части города и удалены от центра города на 2- 6км.

Это: ОАО  Лисма, АО Железобетон, ТЭЦ, ОАО Биохимик. Кроме того, по всему городу расположены мелкие источники загрязнения: более 60 промышленных предприятий имеющих более 4000 стационарных источников выбросов вредных веществ. Основные загрязняющие вещества окись углерода, сернистый ангидрид, твёрдые вещества, окислы азота, углеводороды. Специфические загрязняющие вещества: соединения свинца, металлической ртути, хлористого водорода, бутил- ацетата, ацетон.

Соединения  тяжёлых металлов относятся к  первому классу опасности. Они имеют  замедленное действие в основном на центральную нервную систему.

Высока доля в загрязнении атмосферы города автотранспорта, значительно выше среднего показателя по республике. Потенциал загрязнения атмосферного воздуха в населённых пунктах летом выше, чем зимой, т.к. чаще возникают явления, способствующие накоплению паллютантов.

Пылевое загрязнение наиболее характерно для  весны и осени, когда пахотные земли лишены растительности и дуют сильные ветры. Наиболее загрязненными  являются районы ТЭЦ-2 и Заречный.

Значительные  выбросы пыли происходят при добыче стройматериалов, дроблении и сортировке, при производстве цемента, железобетонных конструкций. Основные выбросы - диспергационные аэрозоли – цементная пыль оказывают вредное действие на здоровье, на видимость, на климат. Таким источником загрязнения является цемзавод в п. Комсомольском.

Результаты  по решению В связи с особенностями  сложившийся современной социально-экологической  ситуации современному производству предъявляется  два условия. Первое –производство  должно не только создавать материальные блага, но и обезвредить продукты своей деятельности. Второе- продукты производства после использования должны относительно легко снова превращаться в продукты производства.

Радикальным методом защиты атмосферы от загрязнения  служит ликвидация выбросов до их поступления  в атмосферу. Для этого необходимо применнение безотходных технологий, замена вредных материалов безвредными, герметизация технологических процессов в самом производстве, утилизация вредных отходов, применение новейших конструкций фильтров, выбор наиболее подходящей технологии улавливания, а также подавление выбросов двигателей автотранспорта.

Анализ  современного состояния и динамики загрязнения атмосферы показывает, что хотя и медленно, но происходит снижение нагрузки на воздушный бассейн  города за счёт установки газо-пылеулавливающих очистных сооружений. За текущие годы количество выбросов в атмосферу снизилось за счёт сокращения производства. Из конкретных мероприятий, направленных на улучшение состояния атмосферы в нашем городе можно отметить следующее: 1.Вынесение за черту города свалки бытовых отходов. Планируется строительство мусоросжигательного завода. 2. На АО “Лисма” применяется герметичная капсульная технология производства люменисцентных ламп. Обязательным является утилизация отходов м вышедших из строя ламп.

3.

Решено, что вновь строящаяся ГРЭС на реке Мокше будет использовать природный  газ.

Возможно, очень скоро в Мордовии начнёт действовать установка по переработке  отходов гальванического производства. Её разработчиками являются учёные ядерного центра Арзамас-16. Эта установка на сегодняшний день единственная в мире и претендует быть названной ноу-хау.