Белорусский национальный
технический университет
Международный институт
дистанционного образования
Кафедра «Информационные
технологии в управлении»
Контрольная работа
по дисциплине:
«Основы экологии и экономика
природопользования»
Вариант 11
Выполнила:
Студентка 3 курса, группы 417611
Значкова Ирина Александровна
Проверила:
Сидорская Наталья Владимировна
Минск 2013
Содержание:
- Загрязнение атмосферы: источники
загрязнения и основные загрязняющие
вещества…………………………………………………………..3
- Аэрозольное загрязнение атмосферы……………………………………..7
- Фотохимический туман (смог)…………………………………………….8
- Экономический ущерб от загрязнения
атмосферного воздуха…………9
- Литература………………………………………………………………...13
Загрязнение атмосферы:
источники загрязнения и основные загрязняющие
вещества.
На всех стадиях своего развития
человек был тесно связан с
окружающим миром. Но с тех пор как появилось
высокоиндустриальное общество, опасное
вмешательство человека в природу
резко усилилось, расширился объём этого
вмешательства, оно
стало многообразнее и сейчас грозит стать
глобальной опасностью для человечества.
Расход невозобновимых видов сырья
повышается, все больше пахотных земель
выбывает из экономики,
так на них строятся города и заводы. Человеку
приходится все
больше вмешиваться в хозяйство биосферы
- той части нашей
планеты, в которой существует жизнь. Биосфера
Земли в настоящее время подвергается
нарастающему антропогенному воздействию.
При этом можно выделить несколько наиболее
существенных
процессов, любой из которых не улучшает
экологическую ситуацию на планете.
Наиболее масштабным
и значительным является химическое
загрязнение среды несвойственными ей
веществами химической
природы. Среди них - газообразные и аэрозольные
загрязнители
промышленно-бытового происхождения.
Прогрессирует и накопление углекислого
газа в атмосфере. Дальнейшее развитие
этого
процесса будет усиливать нежелательную
тенденцию в сторону
повышения среднегодовой температуры
на планете. Вызывает тревогу у экологов
и продолжающееся загрязнение Мирового
океана
нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже
11/5 его общей поверхности. Нефтяное загрязнение
таких размеров может вызвать существенные
нарушения газо- и водообмена между гидросферой
и
атмосферой. Не вызывает сомнений и значение
химического загрязнения почвы пестицидами
и ее повышенная кислотность, ведущая
к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные
факторы,
которым можно приписать загрязняющий
эффект, оказывают заметное влияние на
процессы, происходящие в биосфере.
Основные загрязняющие
вещества.
В основном существуют три основных
источника загрязнения атмосферы: промышленность,
бытовые котельные, транспорт. Доля
каждого из этих источников в общем, загрязнении
воздуха сильно различается в зависимости
от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее
сильно загрязняет воздух промышленное
производство. Источники загрязнения
- 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, соединения фосфора, частицы и
соединения ртути и мышьяка; 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.
Атмосферные загрязнители разделяют
на первичные,
поступающие непосредственно в атмосферу,
и вторичные,
являющиеся результатом превращения
последних. Так, 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. 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 следующие:
а) Оксид
углерода. Получается при неполном
сгорании углеродистых веществ. В воздух
он попадает в результате сжигания твердых
отходов, с выхлопными газами и выбросами
промышленных предприятий. Ежегодно этого
газа поступает в атмосферу не менее 1250
млн. т. Оксид углерода является соединением,
активно реагирующим с составными
частями атмосферы и способствует повышению
температуры на планете, и созданию парникового
эффекта.
б) Сернистый
ангидрид. Выделяется в процессе сгорания
серосодержащего топлива или переработки
сернистых руд (до 170 млн. т. в год).
Часть соединений серы выделяется
при горении органических остатков в горнорудных
отвалах. Только в США общее количество
выброшенного в атмосферу сернистого
ангидрида составило 65 % от общемирового
выброса.
в) Серный
ангидрид. Образуется при окислении
сернистого ангидрида. Конечным продуктом
реакции является аэрозоль или раствор
серной кислоты в дождевой воде,
который подкисляет почву, обостряет заболевания
дыхательных путей человека. Выпадение
аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов
химических предприятий отмечается при
низкой облачности и высокой влажности
воздуха. Листовые пластинки растений,
произрастающих на расстоянии менее
11 км. от таких предприятий, обычно
бывают густо усеяны мелкими некротическими
пятнами, образовавшихся в местах оседания
капель серной кислоты. Пирометаллургические
предприятия цветной и черной металлургии,
а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу
десятки миллионов тонн серного ангидрида.
г) Сероводород
и сероуглерод. Поступают в атмосферу
раздельно или
вместе с другими соединениями серы.
Основными источниками выброса являются
предприятия по изготовлению
искусственного волокна, сахара, коксохимические,
нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.
В атмосфере при взаимодействии с другими
загрязнителями подвергаются медленному
окислению до серного ангидрида.
д.) Оксиды
азота. Основными источниками
выброса являются предприятия, производящие
азотные удобрения, азотную кислоту
и нитраты, анилиновые красители,
нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.
Количество оксидов азота, поступающих
в атмосферу, составляет 20 млн. т. в
год.
е) Соединения
фтора. Источниками загрязнения
являются предприятия по производству
алюминия, эмалей, стекла, керамики,
стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие
вещества поступают в атмосферу в виде
газообразных соединений - фтороводорода
или пыли фторида натрия
и кальция. Соединения характеризуются
токсическим эффектом. Производные
фтора являются сильными инсектицидами.
ж) Соединения
хлора. Поступают в атмосферу от химических
предприятий, производящих соляную
кислоту, хлорсодержащие пестициды,
органические красители, гидролизный
спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере
встречаются как примесь молекулы
хлора и паров соляной кислоты. Токсичность
хлора определяется видом соединений
и их концентрацией. В металлургической
промышленности при выплавке чугуна
и при переработке его на сталь
происходит выброс в атмосферу различных
тяжелых металлов и ядовитых газов.
Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна
выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа
и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих
количество соединений мышьяка, фосфора,
сурьмы, свинца, паров ртути и редких
металлов, смоляных веществ и цианистого
водорода.
Аэрозольное загрязнение атмосферы.
Аэрозоли - это твердые
или жидкие частицы, находящиеся во
взвешенном состоянии в воздухе. 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. Средний размер аэрозольных
частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу
Земли ежегодно поступает около 1 куб.
км пылевидных частиц искусственного
происхождения. Большое количество
пылевых частиц образуется также в ходе
производственной деятельности людей.
Основными источниками искусственных
аэрозольных загрязнения 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.
Еще большее разнообразие свойственно
органической пыли, включающей алифатические
и ароматические углеводороды,
соли кислот. Она образуется при сжигании
остаточных нефтепродуктов, в процессе
пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических
и других подобных лгннкбонработы. Так,
в результате одного среднего по массе
взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ)
в атмосферу выбрасывается около 2 тыс.
куб. м. условного 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 полуфабрикатов
и получаемых продуктов в потоках горячих
газов всегда сопровождается выбросами
пыли и других вредных веществ в атмосферу.
К атмосферным загрязнителям относятся
углеводороды - насыщенные и ненасыщенные.
Они 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. При некоторых погодных
условиях могут образовываться 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 - расположения
слоя более холодного воздуха под теплым,
что препятствует воздушным
массам 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.
Фотохимический туман (смог).
Фотохимический
туман (смог) представляет собой многокомпонентную
смесь газов и аэрозольных частиц первичного
и вторичного происхождения. В состав
основных компонентов смога входят
озон, оксиды азота и серы, многочисленные
органические соединения перекисной природы,
называемые в совокупности фотооксидантами.
Фотохимический смог возникает в результате
фотохимических реакций при определенных
условиях: наличии в атмосфере высокой
концентрации оксидов азота, углеводородов
и других загрязнителей, интенсивной солнечной
радиации и 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. При
продолжительной ясной погоде солнечная
радиация вызывает расщепление
молекул диоксида азота с образованием
оксида азота и атомарного кислорода.
Атомарный кислород с молекулярным
кислородом дают озон. Казалось бы,
последний, окисляя оксид азота,
должен снова превращаться в молекулярный
кислород, а оксид азота - в диоксид.
Но этого не происходит. Оксид азота
вступает в реакции с олефинами выхлопных
газов, которые при этом расщепляются
по двойной связи и образуют осколки молекул
и избыток озона. В результате продолжающейся
диссоциации новые массы диоксида
азота расщепляются и дают дополнительные
количества озона.
Возникает циклическая реакция, в итоге
которой в атмосфере постепенно накапливается
озон. Этот процесс в ночное время прекращается.
В свою очередь озон вступает в реакцию
олефинами. 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.
Экономический ущерб от загрязнения
атмосферного воздуха.
Под экономическим ущербом
обычно понимают выраженные в денежной
форме фактические или возможные потери
народного хозяйства, обусловленные ухудшением
экологической ситуации в результате
антропогенной деятельности.
Расчет годовых величин экономического
ущерба от загрязнения атмосферного воздуха
определяется по формуле:
где: gt — денежная оценка единицы
выбросов в усл. т., руб./усл. т.;