Загрязнение, согласно принятому ООН определению, - это экзогенные химические вещества, встречающиеся в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве. Однако по большому счету загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количествах выше естественных. Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.

По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто аномальными процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека. С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении атмосферы приходится на антропогенные загрязнения.

Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на группы: промышленные предприятия, транспорт, бытовое и коммунальное хозяйства. Промышленные источники в свою очередь разделяются по областям, а также по ингредиентам. Роль отдельных источников загрязнения в России оценивается следующим образом: теплоэлектростанции выбрасывают 27% общих поступлений загрязняющих веществ в атмосферу, черная металлургия - 24%, цветная металлургия - 10, нефтедобыча и нефтехимия - 15, автотранспорт - 13, предприятия стройиндустрии - 8, химическая промышленность - 1%.

Воздействие энергетики на состояние воздушного бассейна определяется, главным образом, видом сжигаемого топлива. Выбросы электростанций, потребляющих уголь, составляют 139 млн. кг в год оксидов серы, 21 млн. кг оксидов азота, 5 млн. кг твердых частиц.

Черная и цветная металлургия - следующий по интенсивности источник загрязнения атмосферы. При выплавке чугуна и переработки его на сталь в атмосферу выбрасываются соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Значительную роль в загрязнении атмосферы играют выбросы сталеплавительных цехов. Преобладающая часть пыли мартеновских печей состоит из триокиси железа и триокиси алюминия.

Воздушные выбросы нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит вследствие недостаточной герметизации оборудования.

В выхлопах двигателей внутреннего сгорания содержатся окись углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен и некоторые другие загрязнители. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая с отработанными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

Производство цемента и строительных материалов также может быть источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основные технологические процессы их производства - измельчение и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, которые сопровождаются выбросом пыли в атмосферу.

Наконец, заводы синтетического каучука выбрасывают в атмосферу такие вредные вещества, как стирол, дивинил, толуол, ацетон, изопрен и др.

После рассмотрения основных источников загрязнения обратимся к характеристике загрязнений теми веществами, которые они выбрасывают в атмосферу.

Загрязнение воздуха оксидами серы. Соединения серы поступают в воздух в основном при сжигании богатых серой видов горючего, таких, как уголь и мазут.

Не все виды топлива содержат значительные количества серы. В углях некоторых сортов содержится всего 0,5% серы, тогда как в других - до 6%. Уголь широко используется в производстве стали, но в первую очередь он применяется как топливо для получения пара и последующего генерирования электрической энергии. Среднее содержание серы в углях, идущих на получение электроэнергии, составляет 2,5%.

При сгорании в топках электростанций каждого миллиона тонн угля выделяется 25 тыс. тонн серы. Разумеется, эта сера выделяется не в элементарной форме, а главным образом в виде сернистого газа - двуокиси серы.

Сера также содержится в сырой нефти, однако ее содержание не превышает 1%. При перегонке нефти большая часть серы из продуктов перегонки, таких, как керосин и бензин, удаляется. Содержащие серу отходы сжигаются в процессе перегонки. Вот почему керосин и бензин делают лишь небольшой вклад в выбросы оксидов серы, попадающих в атмосферу.

При перегонке нефти большая часть серы переходит в мазут - самую тяжелую фракцию перегонки. В нем может содержаться от 0,5 до 5,0% серы, хотя посредством дополнительных процедур перегонки содержание серы в мазуте можно еще уменьшить.

В отличие от нефти и угля природный газ практически не содержит серы. С этой точки зрения газ является экологически чистым топливом.

Таким образом, антропогенные источники выбросов в атмосферу диоксида серы можно выразить следующей диаграммой:

Диаграмма 1.Источники выбросов в атмосферу диоксида серы, %

При сжигании угля или нефти сера, содержащаяся в них, окисляется. Далее, реагируя с водой, она образует серную кислоту. Таким образом, оксиды серы являются одной из причин выпадения кислотных осадков. Считается, также, что высокое содержание оксидов серы в воздухе непосредственно влияет на увеличение заболеваемости людей и даже рост смертности.

Загрязнение воздуха оксидами углерода. При неполном окислении углерода образуется бесцветный, не имеющий запаха газ - окись углерода (угарный газ). В городском воздухе окись углерода содержится в большей концентрации, чем любой другой загрязнитель. Однако, поскольку этот газ не имеет не цвета, ни запаха, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.

Самым крупным источником окиси углерода в наших городах является автотранспорт. Свыше 90% окиси углерода попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе. Соответствующая реакция такова:

Имеется и другой источник окиси углерода, с которым, правда, сталкиваются только курящие люди и их ближайшее окружение - это сигаретный дым.

Пагубное влияние окиси углерода на здоровье человека заключается в ее способности связывать гемоглобин - белок крови, приносящий кислород к тканям человеческого организма.

Содержание двуокиси углерода (углекислого газа) в атмосфере увеличивается самыми разными путями. При вырубке лесов уничтожаются деревья, которые усваивают углекислый газ в процессе фотосинтеза. При производстве бетона из известняка образуется некоторое количество CO2. Но наиболее существенная часть углекислого газа образуется при сжигании топлива на воздухе. Установлено, что количество углекислого газа в атмосфере с каждым годом увеличивается.

Двуокись углерода в отличие от окиси не представляет прямой угрозы здоровью человека. Однако чрезмерное поступление в атмосферу углекислого газа грозит парниковым эффектом, последствием которого станет глобальное повышение температуры.

Загрязнение воздуха оксидами азота. Окись азота может образовываться в природе при лесных пожарах, однако высокие концентрации оксидов азота в городах и в окрестностях промышленных предприятий связаны с деятельностью человека. При высокотемпературном сгорании ископаемых видов топлива происходит реакции двух типов, в результате которых образуются оксиды азота. К первому типу реакций относится реакция между кислородом воздуха и азотом, содержащимся в топливе; при этом образуются оксиды азота. В угле содержание азота обычно составляет около 1%. В нефти и газе - всего лишь 0,2 - 0,3%; именно этот азот окисляется кислородом воздуха.

Ко второму типу реакций относятся реакции между кислородом воздуха и азотом, содержащимся в воздухе; при этом также образуются оксиды азота. Поэтому, даже если в исследуемом топливе вообще не содержится азот, все равно при его горении образуются оксиды азота. Оксиды азота образуются при сгорании любых видов топлива - природного газа, угля, бензина или мазута. Приблизительно 95% годового выброса оксидов азота в атмосферу - это результат сжигания ископаемого топлива. Около 40% общего объема выбросов приходится на автомобили и другие виды моторного транспорта. Примерно 30% приходится на сжигание природного газа, нефти и угля в топках электростанций. Сжигание ископаемого топлива для осуществления различных производственных процессов в промышленности добавляет еще 20%. Производство взрывчатых веществ и азотной кислоты - еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу, правда, не связанные со сжиганием топлива. Приведенные данные можно представить в виде следующей диаграммы:

Диаграмма 2. Источники выбросов в атмосферу оксидов азота, %

При использовании трех основных видов ископаемого топлива сжигание природного газа (во всех видах применения) дает примерно 20% общего объема выбросов оксидов азота, сжигание угля - 25%, а нефти - 47%.

Примерно 90% оксидов азота образуется в форме окиси азота (NO). Оставшиеся 10% приходится на двуокись азота (NO2).

Большая часть данных о влиянии оксидов азота на здоровье человека относится к двуокиси азота. Исходно двуокись азота составляет лишь 10% выбросов всех оксидов азота в атмосферу; однако в ходе сложной последовательности химических реакций в воздухе значительная часть окиси азота превращается в двуокись азота - гораздо более опасное соединение.

Помимо прямого воздействия на организм человека, оксиды азота способны вступать в фотохимические реакции, в результате которых образуются новые загрязнители воздуха, в том числе озон, альдегиды, а также необычные органические соединения. Двуокись азота также способна реагировать с водой с образованием азотной кислоты. В результате выпадают кислотные осадки.

Загрязнение воздуха частицами. Частицы, взвешенные в воздухе, - еще одно серьезное загрязнение атмосферы. В отличие от других загрязнений частицы очень разнородны по своему химическому составу. В воздухе находятся в виде взвеси многие твердые и жидкие компоненты, весьма различные по происхождению. Движение транспорта, сжигание топлива, промышленные процессы и выбросы твердых отходов - все эти источники дают вклад в загрязнение атмосферы твердыми частицами.

При сгорании угля образуются твердые частицы, диспергированные в воздухе, причем не только частицы золы (силиката кальция) и частицы углерода (сажа), но также частицы оксидов металлов, таких, как оксиды кальция и железа.

Количество частиц, поступающих в атмосферу при сгорании угля, чудовищно велико. Однако большая часть этих частиц удаляется вместе с отходящими дымовыми газами. При сжигании нефти в качестве топлива образуется лишь незначительное количество частиц.

При сгорании бензина и дизельного топлива в воздух попадают капли жидкого горючего. Жидкие углеводороды (соединения углерода с водородом) и жидкие производные углеводородов попадают в атмосферу из-за неполного сгорания в двигателях бензина и дизельного топлива. Еще один тип загрязнений появляется в результате происходящих в воздухе фотохимических реакций между окисью азота и углеводородами. Продукты этих фотохимических реакций представляют собой жидкие органические соединения, которые рассеиваются в воздухе в виде мельчайших капелек. Огромные скопления в воздухе твердых частиц и мельчайших капелек называют смогом.

Открытые разработки угля и других полезных ископаемых загрязняют воздух огромными количествами частиц. Обогащение и обработка руд и выплавка металлов - дополнительные примеры промышленных процессов, при которых в воздух выделяется большое количество частиц. Различные процессы обработки материалов (дробление, размалывание, резание, сверление и т.п.) также служат источниками загрязняющих воздух частиц. Все эти производственные процессы, вместе взятые, могут привести к большим выбросам частиц в атмосферу, чем сжигание угля.

В недавнем прошлом при строительстве зданий в воздух попало много частиц асбеста, который широко применялся для изоляции швов и обычно наносился путем распыления. Асбест и сейчас продолжает загрязнять атмосферу, когда сносятся старые постройки.

Наконец, сжигание мусора и отходов в некоторых городах оказывается серьезным источником частиц, особенно в том случае, если установки для сжигания сосредоточены в одном месте.

К особому типу частиц следует отнести соединения тяжелых металлов, особенно свинца. Свинец особо опасен для здоровья человека, так как является кумулятивным ядом (постепенно накапливается в организме). При этом для свинцового отравления необходимо очень небольшое количество свинца. Более подробно воздействие свинца и других частиц на здоровье человека и состояние окружающей среды будет рассмотрено в следующей главе.

Радиоактивное загрязнение. Главными источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды являются испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях и на предприятиях, а также радиоактивные отходы. Естественная радиоактивность, включая радон, также вносит вклад в уровень радиоактивного загрязнения.

Ядерные взрывы по общепринятой классификации подразделяют на наземные (на поверхности Земли или небольшой высоте), воздушные, высотные, космические, подводные и подземные. Наиболее опасными в настоящее время стали наземные взрывы большой мощности, поскольку радиоактивные продукты выбрасываются в тропосферу в значительных количествах и оседают на поверхности Земли. В результате огромные территории суши и океана подверглись антропогенному радиоактивному загрязнению, уровень которого в ряде районов значительно превышает природный фоновый уровень.

По некоторым данным СССР произвел 715 ядерных взрывов, а США - 1032. Помимо СССР и США ядерные взрывы производили Великобритания (совместно с США), Китай, Франция, Индия и Пакистан.

Новым явлением, атрибутом XX века, стали аварии на атомных электростанциях (АЭС). Первые и на АЭС и на атомных предприятиях произошли в 1957 г.: в Уиндскейле (Великобритания) и на Южном Урале (предприятие «Маяк», СССР). В 1967 г. снова случилась авария на предприятии «Маяк», а в 1983 г. авария на атомной станции в Три-Майл-Айленде (США). Крупнейшей аварией XX столетия считают Чернобыльскую (1986 г.). Она не только привела к радиоактивному загрязнению огромных территорий, облучению многих миллионов людей, но и нанесла огромный моральный вред обществу, которое потеряло веру в надежность атомной энергетики в целом.

Немалую роль в радиоактивном загрязнении играет естественный радиоактивный фон. Он воздействует на каждого человека, даже на того, который не соприкасается в работе с АЭС или ядерным оружием. Все мы за свою жизнь получаем определенную дозу радиации, 73% которой приходится на излучения природных тел (например, гранита в памятниках, облицовке домов и пр.), 13% - на медицинские процедуры (в первую очередь от посещения рентгеновского кабинета) и 14% - на космические лучи.

Загрязнение воздуха фреонами. Когда фреон был впервые синтезирован (в конце 20-х гг.), его применение казалось особо перспективным: безвредный, нетоксичный, инертный, дешевый газ. Однако уже во второй половине 70-х гг. была высказана идея о том, что фреоны представляют огромную опасность для озонового слоя земли. Через некоторое время эта предположение было полностью подтверждено.

Фреоны (хлорфторметаны) широко применяются в химии и быту: холодильниках, кондиционерах, аэрозольных упаковках. Сами по себе они не токсичны, но весьма стойки и рано или поздно за счет турбулентных движений воздуха попадают в стратосферу. Там, на высоте 20 - 25 км, где содержание озона максимальное, фреоны распадаются под действием солнечного ультрафиолета с образованием свободного хлора. Последний усиливает процесс естественного разрушения озона. Часто говорят, что одной молекулы хлора достаточно, чтобы уничтожить до 10 тыс. молекул озона (по другим оценкам - до 100 тыс.). Тем более что фреоны, попавшие в атмосферу, могут существовать в ней очень длительное время.

Кроме уничтожения озона фреоны оказывают влияние на развитие парникового эффекта. Так каждая молекула фреона (состоящая из атомов хлора, фтора и углерода), по данным американских ученых, в 20 тыс. раз более эффективна в удержании тепла, чем двуокись углерода.

Здравствуйте, мои дорогие школьники! Приветствую вас на страницах блога «ШколаЛа».

Сегодня в рубрике «Проекты» важная тема, посвящённая проблеме современности. Загрязнение воздуха – глобальный вопрос, с которым пришлось столкнуться человечеству. Кто виноват в том, что за последние 200 лет уровень концентрации вредных веществ возрос на 30 процентов, а загрязнение окружающей среды привело к нарушению экологии и изменению климата на планете? Можно ли остановить этот процесс и как защитить нашу Землю?

Будем разбираться.

План урока:

Почему и от чего загрязняется атмосфера?

Загрязнение атмосферного воздуха – попадание в него химических, физических и биологических веществ, которые оказывают влияние на качество атмосферы. Это основная причина изменения естественного состояния окружающей среды. Происходит загрязнение воздуха из-за природных процессов, но больше всего в результате деятельности человека. Поэтому источники вредных выбросов делят на:

• естественные, исходящие от самой природы, и
• искусственные, порождаемые человеком.

У природных источников минеральное или растительное происхождение.

Вулканы

При их извержении в воздух выбрасывается огромное количество газов, твёрдых частиц и пепла, водные пары и пыль, которые держатся в атмосферных слоях на протяжении нескольких лет.

Факты. В 1883 году при извержении вулкана Кракатау в воздух поднялась чёрная туча высотой 27 километров, на 80 километров ввысь было выброшено 150 миллиардов пыли и пепла. Газы, песок и пыль развеялись на расстояние в 827000 километров.

Лесные и торфяные пожары

Дым от горения лесов загрязняет атмосферный воздух и распространяется на большие площади. Гарь от торфяников наполняет воздух мелкими взвешенными частицами.

Факты. В 2010 году по причине торфяных пожаров в столице России сложилась чрезвычайная экологическая ситуация. Предельно допустимые нормы загрязняющих веществ были превышены в десятки раз. Жители Москвы из-за смога не могли свободно дышать и пользовались респираторами и противогазами. Многие были вынуждены покинуть город.

Пыльные бури

Они бывают при сильном ветре, который поднимает с земли и переносит на далёкие расстояния обломки горных пород. Смерчи и ураганы засоряют атмосферный воздух тоннами пыли.

Факты. В 1928 году в Украине мощный ветер поднял вверх 15 миллионов тонн чернозёма и перенёс его на высоте 750 метров на запад. Слой земли осел в Прикарпатье, Румынию и Польшуна площади 6 миллионов квадратных километров.

Искусственные загрязнители атмосферного воздуха – наиболее опасные. Они могут быть твёрдые, жидкие и газообразные.

Бытовые отходы

Появляются при сжигании топлива в помещениях, например, при приготовлении пищи, дым от печного отопления, а также то, что осталось от потребления человеком, проще говоря, бытового мусора.

Производственные

Получаются в результате работы промышленности и представляют собой выбросы от технологических процессов. Особо опасными из них являются радиоактивные вещества, источниками которых служат взрывы атомных бомб, работа предприятий, где используются радиоактивные компоненты, атомные станции и реакторы.

Транспортные

Источниками таких загрязнителей являются автомобили, воздушные и морские суда, поезда.

Факты. В 1900 году в мире было всего 11 тысяч автомобилей, в 1950 их стало 48 миллионов, к 1980 годуколичество увеличилось до 330 миллионов, а сегодня их насчитывается порядка 500 миллионов. В отработанных машинами газах содержится примерно 280 вредных для атмосферного воздуха компонентов.

Чем загрязняется воздух?

Учёные выделили основные загрязнители атмосферного воздуха, которые больше всего негативно влияют на здоровье человека.

Оксид углерода

Газ без цвета и запаха, который ещё называется «угарный». Он образуется при неполном сгорании топлива при нехватке кислорода и низкой температуре окружающей среды. При попадании в организм человека он блокирует поступление кислорода в кровь. Это одна из причин частых отравлений человека, приводящая к потере сознания и смерти.

Углекислый газ

Выделяемый нами при дыхании газ не имеет цвета, но у него кисловатый запах. Его избыточное содержание в воздухе, которым мы дышим, приводит к головным болям, депрессии и слабости.

Диоксид серы

Бесцветный газ с резким запахом, получается при горении серосодержащего топлива, например, угля. Долгое воздействие его на человека приводит к потере вкуса, затруднению дыхания, нарушению работы сердца и отёку лёгких.

Оксиды азота

Образуются при горении, например, при работе автомобилей и теплостанций, а также получаются в процессе деятельности предприятий, которые производят азотные удобрения, кислоту и красители. Превышение допустимых норм этого газа может приводить к заболеваниям дыхательных путей и органов зрения.

Озон

Считается наиболее токсичным из всех газообразных загрязнителей. Он образуется от фотохимических процессов и содержится в выбросах промышленности, транспорта и химических растворителях. Длительное воздействие озона на человека приводит к болезням лёгких.

Свинец

Токсичный серебристый металл применяется для производства красок, в типографии и при изготовлении боеприпасов. Основным источником свинца служат выхлопные газы. Накопление свинца в организме приводит к нарушению умственной деятельности, влияет на печень, почки и костную систему.

Факты. Россия занимает прочные позиции среди стран с плохой экологией. Лишь в 15 городах атмосферный воздух соответствует установленным нормам. 125 российских городов фиксируют превышение уровня концентрации вредных веществ в 5-10 раз. Среди самых загрязнённых городов Магнитогорск, Череповец, Челябинск, есть здесь и Москва, и Санкт-Петербург, а вот Норильск стоит в одном ряду с мировыми грязнушками Мехико, Каиром и Лос-Анжелесом. Основной источник загрязнения в России – промышленность.

Как помочь природе?

Деятельность человека приводит к непоправимым последствиям для жизни планеты. Ежегодно в воздух поступаетдо 20 миллиардов тонн углекислого газа. А он относится к парниковым. Повышение количества парниковых газов и аэрозолей разогревает нижний слой атмосферы и влечёт за собой изменение температуры в Мировом океане, нарушает циркуляцию.

Повышение температуры может привести к таянию льдов, что поднимет уровень воды и постепенно покроет небольшие участки суши. Из-за смещения климатических зон возможны наводнения, засухи и пыльные бури. В числе экологических последствий – кислотные дожди, которые получаются из-за выбросов кислотных оксидов.

Факты. Самый чистый воздух сегодня на Синайском полуострове в Египте. В списке благоприятных районов Антарктида, Чилийская Патагония, бразильский город Наталь. А вот в Китае атмосферным воздухом дышать с каждым годом всё труднее. Большие города утопают в смоге. Среди грязных стран Пакистан, Иран, Индия и Катар. Когда-то в Японии было плохо с чистым воздухом, и в 70-х годах там появились кислородные бары, где можно было подышать чистым кислородом. А вот в грязные города Китая возят чистый канадский горный воздух в баллонах по 7,7 литра. Стоит частичка свежести 15 долларов и хватает её на 15 вдохов.

Охрана окружающей среды включает в себя меры по защите природы.

• Использование экологических видов энергии — солнечной, ветровой и геотермальной.
• Озеленение. Все растения активно поглощают углекислый газ, выделяя обратно кислород. Некоторые комнатные цветы, например, герань, фикус и аспарагус являются биологическими фильтрами, поглощая частицы тяжёлых металлов и токсины.
• Регулирование выхлопов. Для этого устанавливают специальное оборудование в механизмы машин и разрабатывают экологически чистое топливо. Кроме того, машиностроение постепенно переходит на электромобили.
• Защитные фильтры. Для очистки выпускаемых в воздух отходов от деятельности промышленности на предприятиях устанавливаются современные очистные системы.
• Юридические документы. Принимаемые международными организациями документы регулируют вредные выбросы в процессе деятельности предприятий. Уплачиваемые организациями деньги идут на мероприятия по преодолению последствий глобального потепления.

Если на природные явления мы можем оказать лишь небольшое влияние, то снизить воздействие человека на загрязнение окружающей среды – наша с вами прямая обязанность. Давайте будем беречь природу и постараемся не допустить того, что вы увидете на видео ниже.

Надеюсь, информация оказалась для вас полезной. А также рекомендую заглянуть еще и , чтобы узнать, когда отмечается Всемирный день охраны окружающей среды.

На этом с вами прощаюсь. До новых встреч на интересных проектах.

Евгения Климкович.

Рассмотрим основные источники загрязнения атмосферы. В настоящее время выделяют две большие группы: антропогенные и естественные. Для каждой из них характерны свои отличительные особенности и характеристики.

Природные виды

Естественные источники загрязнения атмосферы - это те группы, которые обладают растительной, минеральной или микробиологической природой. Что можно привести в качестве примера? Это пыльца растений, экскременты животных, пыль, продукты извержения вулканов. Влиять на данные источники загрязнения атмосферы у человека нет возможности. Единственное, что в силах человечества, использовать оптимальные методы для снижения негативного воздействия от них на здоровье населения.

Искусственные виды

Антропогенные источники загрязнения атмосферы - это продукты жизнедеятельности человека, попадающие в земную атмосферу. Существует их подразделение на несколько групп, каждая из которых заслуживает детального рассмотрения и изучения.

Транспортные загрязнители

Из-за существенного ухудшения экологической ситуации на нашей планете, необходимо искать альтернативные источники энергии, при сгорании которых не будут выделяться в большом количестве оксиды углерода. Автомобиль - источник загрязнения атмосферы. По результатам социологических исследований выяснено, что в некоторых странах на одну семью приходится 1-2 транспортных средства. Миллионы транспортных средств сегодня передвигаются по улицам крупных городов, а в воздухе возрастает содержание ядовитых выхлопных газов. В российских городах автомобильные выбросы СО/СН в атмосферу давно уже превысили выбросы от работы огромных производственных цехов. Суммарная мощность автомобильных двигателей в нашей стране намного выше установленной мощности всех тепловых электростанций страны. Такие источники загрязнения атмосферы воздуха - серьезная опасность для здоровья населения.

В составе автомобильных выхлопных газов есть множество разных веществ. В них содержатся углеводороды — не сгоревшие или не полностью сгоревшие части топлива, количество которых существенно увеличивается при работе двигателя на малых оборотах.

Серьезную опасность представляют и те промежутки времени, когда автомобиль начинает резко трогаться с места. При нажатии водителем на педаль газа, в атмосферу выделяется в десять раз больше несгоревших химических соединений, чем в процессе деятельности двигателя в стандартном режиме.

Эти искусственные источники загрязнения атмосферы негативно действуют на психическое состояние человека.

Вред от бензинового двигателя

Это особый вид поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором процесс воспламенения воздушной и топливной смеси в цилиндрах происходит в принудительном порядке при помощи электрической искры. В бензиновых двигателях в качестве топлива применяется бензин.

Источником загрязнения атмосферы являются углеводороды, входящие в состав данного вида топлива.

Четырехтактный двигатель — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два полных оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня, именуемых тактами.

Состав выхлопных газов

Рассмотрим подробнее эти источники загрязнения атмосферы. В выхлопных газах двигателя, функционирующего на качественном бензине, содержится около 2,7 % оксида углерода. В случае понижения скорости, такой показатель увеличивается до 3,9 %, а на малых оборотах он достигает 6,9 %. Угарный газ при образовании химических соединений с гемоглобином крови, негативно воздействует на процесс перенос кислорода в разные ткани организма. В составе выхлопных газов присутствуют альдегиды, которые обладают неприятным резким запахом, вызывающих аллергическую реакцию.

Серьезным источником загрязнения атмосферы являются непредельные углеводороды этиленового ряда: гексены, пентены. Эти органические соединения, содержащиеся в выхлопных газах, угнетают центральную нервную систему человека, вызывают приступы агрессии и раздражительности.

Максимальное количество различных смол и сажи образуется в том случае, если в работающем бензиновом двигателе есть серьезные неисправности.

Эти источники загрязнения атмосферы особенно опасны в тот момент, когда водитель, увеличивает работу бензинового двигателя, снижая при этом соотношение воздуха и горючего, пытаясь создать «богатую бензиновую смесь». В таких ситуациях за транспортным средством тянется хвост из дыма, в котором находится существенное количество полициклические углеводороды, например, бензапирен.

Если естественные источники загрязнения атмосферы появляются периодически, то выхлопные газы оказывают постоянное негативное действие на Землю, планомерно разрушая ее атмосферу.

Воздействие СО/СН на атмосферу и здоровье человека

Мы уже определили некоторые источники и последствия. Загрязнение атмосферы приводит к уничтожению зеленых растений, появлению множества генетических болезней. Всему виной выхлопные газы. Остановимся на данном вопросе подробнее.

Ученым удалось выяснить, что при попадании существенного количества выхлопных газов в земную атмосферу, возникают серьезные проблемы с развитием плода в утробе матери, причем и на поздних, и на ранних сроках беременности.

При расположении населенных пунктов вблизи крупных автомобильных трасс, по которым передвигаются транспортные средства с бензиновыми двигателями, у женщин часто рождаются малыши с серьезными отклонениями здоровья.

Американские ученые в ходе исследований выяснили, что выхлопные газы наносят значительный ущерб нейронам, которые воздействуют на функционирование головного мозга, вызывают снижение памяти. Они приводят и к воспалению, которое связано с преждевременным старением и развитием болезни Альцгеймера. Частицы несгоревших углеводородов в выхлопных газах малы по размерам, поэтому они не улавливаются системой фильтрации автомобилей. К сожалению, ученым пока не удалось найти эффективный способ защиты населения от негативного воздействия продуктов сгорания бензинового топлива.

Альтернативные варианты двигателей

Так как основные источники загрязнения атмосферы, рассмотренные выше, являются серьезной угрозой для человечества, ученые долгое время работали над созданием электрического двигателя, не предполагающего использования бензина в процессе своего функционирования. Электрический двигатель представляет собой установку, в которой происходит превращение электрической энергии механическую работу, а также наблюдается выделение тепла. Состоит такая система из двух частей: неподвижного статора, вращающегося ротора.

Многие инженеры именуют электрические двигатели транспортом с нулевым выбросом в атмосферу углекислого газа. Его коэффициент полезного действия достигает 95 % (у бензинового данный показатель не превышает 60 %). Среди преимуществ электрического двигателя выделим незначительные расходы на обслуживание, эксплуатацию таких транспортных средств.

Проанализировав, каковы источники загрязнения атмосферы, как они связаны с составом топлива, можно сделать вывод, что электромобили - оптимальный вариант для экологии.

Нет необходимости ставить в них механические тормоза, а ведь именно при остановке транспортного средства, в атмосферу выделяется значительное количество выхлопных газов.

Экологические аспекты электрического двигателя

При производстве аккумуляторных батарей используют определенные химикаты для их обработки. Например, такие химические источники загрязнения атмосферы, как гексафторид (SF6) в 20 000 раз опаснее для глобального потепления климата, чем углекислый газ. Но данное вещество, применяемое в электрических двигателях, по объему существенно меньше, а потому, электрические двигатели по праву можно считать экологически безопасными видами.

Чтобы понять, какова разница между бензиновыми машинами и электромобилями, проведем сравнительные вычисления.

Так как главные источники загрязнения атмосферы связаны с бензиновым транспортом, предположим, что для передвижения машины на 64 километра необходимо 3,785 литра жидкого топлива. Для прохождения такого пути машиной с электрическим двигателем, потребуется 10 кВт*ч энергии. В процессе сгорания 3,785 л бензина, в земную атмосферу выделяется 8,887 грамма углекислого газа. В ходе выработки альтернативных 10 кВт * ч электрической энергии, включая процесс добычи, производства, передачу и сжигание, образуется 900 г CO 2 для гидроэлектростанций, 550 г для солнечных станций, 150 г для атомной энергетики.

Электромобили не оказывают негативного воздействия на нервную систему человека, не мешают живым организмам полноценно дышать, радоваться чистому воздуху.

При продумывании технологий переработки использованных электрических батарей, такие типы двигателей станут оптимальным вариантом для улучшения экологической ситуации на Земле.

Производственные выбросы

Анализируя основные источники загрязнения атмосферы, необходимо остановиться и на разнообразных технологических процессах, необходимых для обеспечения населения химическими средствами, одеждой, продуктами питания, бытовыми приборами, тепловой энергией. В настоящее время доля промышленных выбросов в атмосферу снижается, так как на крупных предприятиях устанавливаются эффективные газоулавливающие установки. В нашей стране промышленные выбросы в атмосферу регулируются на законодательной основе, что также способствует снижению вредных химических выбросов.

Бытовые загрязнители

В эту группу включают соединения, которые формируются при переработке разнообразных бытовых отходов, а также попадают в земную атмосферу в процессах сгорания. Их доля в объеме намного меньше выбросов от транспорта, функционирования промышленных предприятий.

Варианты классификации

Если школьникам предлагается вопрос: «Назовите источники загрязнения атмосферы», они, отвечая на него, пользуются подразделением таких веществ на несколько групп. Рассмотрим некоторые из критериев, используемых для подобной классификации:

1. По составу. Выделяют механические примеси, такие как пыль, получаемую в процессе сгорания твердотопливных соединений, изготовлении цемента. Сюда же включается сажа, компоненты шин, трущихся о дорожное покрытие.
2. Химические загрязнители, находящиеся в газообразном либо твердом состоянии, способствуют протеканию процессов, продукты которых негативно воздействуют на атмосферу. Среди них: аммиак, оксиды азота, диоксид серы, альдегиды, кетоны.
3. К радиоактивным источникам относят изотопы и радиацию.
4. Биологические загрязнители воздушной оболочки - это грибковые, микробные, вирусные организмы.

Заключение

В настоящее время земная атмосфера подвергается атакам со стороны разнообразных загрязнителей. По своей природе они могут быть естественного, искусственного происхождения. Остановимся на процессах, связанных с извержением вулканов. В земных недрах осуществляются процессы, результатом которых становится образование разнообразных соединений органической и неорганической природы.

Во время извержения вулкана, помимо пыли и иных твердых компонентов, в атмосферу попадает множество соединений: сероводород, оксиды серы, сульфаты. Эти загрязнители не предсказуемы, а потому, человек не может воздействовать на них.

В последнее время вопросам, касающимся снижения негативных выбросов в земную атмосферу, уделяется особое внимание во всем мире. Существует множество международных организаций, основной целью деятельности которых является поиск оптимальных методов и средств защиты флоры и фауны от химических, промышленных, естественных загрязнений.

Среди тех эффективных мер, которые позитивно отражаются на снижении выбросов угарного газа, соединений серы, азота, можно назвать постепенный переход на качественное топливо, а также частичный отказ от бензиновых двигателей. Многие крупные автомобильные концерны разрабатывают электрические и водородные двигатели, при работе которых не выделяются в атмосферу вредные химические вещества.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Проблема загрязненности воздуха, особенно в мегаполисах и промышленных районах, сегодня актуальна как никогда. Возросшее число раковых заболеваний, снижение иммунитета, нарушения внутренних ритмов организма — целый ряд проблема со здоровьем связывают именно с ней. Каковы же основные загрязнители атмосферы? И есть ли у нас шанс обезопасить себя от них?

Структура атмосферы на нашей планете обеспечивает возможность существования жизни. Воздух, которым мы дышим, представляет собой настоящую смесь различных газов, примесей и других веществ. Нетрудно догадаться, что колебания в его составе по-разному сказываются на состоянии организма.

Структура воздуха

Как уже говорилось выше, воздух является газовой смесью; его составляющие представлены в определенных пропорциях, нарушение которых может сделать воздух опасным для здоровья и даже жизни. Классический следующий:

• Кислород — около 21%
• Азот — 78%
• Углекислый газ — 0,03-0,04%
• Остальные газы (водяные пары, инертные газы, озон и др.) — примерно 1%

Естественно, что в различных регионах страны и мира в целом этот состав воздуха различен. Так, содержание кислорода обычно держится в рамках, а его изменение не фиксируется больше, чем на 0,5%. Поддерживается эта стабильность за счет фотосинтеза, осуществляемого растениями, а также фотохимических процессов разложения водяных паров в атмосфере под действием ультрафиолета. Еще один важный фактор, поддерживающий оптимальный состав атмосферного воздуха — воздушные массы, перемещающиеся по все территории планеты.

Хуже обстоят дела с углекислым газом, одним из главных «антагонистов» в вопросах экологии воздуха. Он попадает в атмосферу при дыхании всех живых организмов, а также в процессе разложения органики и извержения вулканов. Искусственный путь попадания — выбросы отходов предприятий, сельскохозяйственная деятельность, сжигание лесов.

В промышленных зонах городов концентрация углекислоты может достигать 0,06%, а в местах большого скопления людей без должной вентиляции — до 0,8%! Углекислый газ, наряду с другими веществами, относится к парниковым газам, которые приводят к возникновению парникового эффекта.

Остальные составляющие воздуха также играют свою определенную роль. Так, азот рассматривается как растворитель для других газов. Его содержание также сохраняется в пределах нормы. Такой газ, как озон, жизненно необходимо планете: он составляет известный всем озоновый слой, предотвращающий попадание на планету губительных ультрафиолетовых лучей.

Источники загрязнения

О том, что современное состояние воздуха оставляет желать лучшего, знает каждый. Активное развитие промышленности, добыча полезных ископаемых, сельское хозяйство, автотранспортные средства — факторов, повлиявших на ухудшение состава воздуха, множество.

Тем не менее существуют и природные источники загрязнения, которые существовали еще на заре развития планеты. Поэтому в целом все загрязнители воздуха можно разделить на естественные и искусственные. К естественным загрязнителям относятся:

• Вулканы: невероятно опасный и страшный процесс извержения вулканов сопровождается выбросами гигантских объемов загрязняющих воздух компонентов: углекислоты, водяных паров, пыли, сажи и пепла. Эти вещества сохраняются в атмосфере в течение нескольких лет.
• Горение торфяников: торфяные залежи — настоящая бомба замедленного действия. Концентрирующиеся в процессе их формирования газы в конечном итоге воспламеняются при повышенных температурах (именно поэтому такие пожары возникают в особенно жаркое лето). В результате выделяется большой объем углекислого газа, а также взвешенных частиц.
• Пыльные бури: это явление характерно для целого ряда регионов, обычно пустынных и полупустынных. Сильнейшие ветры поднимают ввысь тонны пыли, песка, мусора и других взвешенных частиц, перенося их на дальние расстояния.

Но естественные по степени своего воздействия значительно уступают искусственным, то есть, тем, которые создает сам человек. Разнообразие их обширно, но в целом такие источники можно разделить на два типа:

• Бытовые отходы: тот самый мусор, который мы регулярно отправляем в мусорные контейнеры во дворе дома. В процессе сжигания на свалках и полигонах отходы выделяют колоссальный объем углекислого газа. Гниющий мусор является источником метана, концентрация которого в воздухе в последнее время пугающе растет.
• Промышленные отходы: самый страшный враг чистого воздуха — это ядовитые выбросы фабрик и заводов, а также выхлопы различного транспорта (автомобилей, поездов, воздушных и морских судов).

Совместно все эти источники вносят свой неприятный вклад в повышение загрязнения воздуха. И если контролировать естественные природные процессы человек не в силах, то последствия собственных действий зависят только от него.

Состав

Анализ воздуха для оценки степени загрязнения атмосферы показывает, что загрязнителями является масса веществ — целая таблица Менделеева! Общее их число чрезвычайно велико, поскольку современное производство связано с использованием ряда синтетических средств. Принято выделять несколько основных загрязнителей, влияние которых рассматривается как наиболее сильное. Они попадают в атмосферу как из естественных, так и из искусственных источников.

• Оксид углерода. Или угарный газ; он не обладает ни вкусом, не запахом, и сохраняется в атмосфере около 4 месяцев. В естественных условиях оксид углерода могут выделять растения в начале своего развития, однако колебания СО в воздухе при этом незначительны. Главную опасность представляют выхлопы, в частности автотранспорт. Действие СО на организм смертельно: попадая в организм, он блокирует поступление кислорода в кровь.
• Диоксид серы. Вещество сохраняется в воздухе около 10 часов, оно имеет весьма резкий, неприятный запах и высокую плотность. Образуется при горении разнообразного топлива, особенно — угля. При попадании газа в организм человек страдает от затрудненного дыхания, сбоев в работе сердца и даже отека легких.
• Оксиды азота. Оксид представляет собой бесцветный газ с высокой плотностью, который при взаимодействии с кислородом окисляется до диоксида, бурого газа, способного образовывать кислоты при контакте с влагой воздуха. Он гораздо опаснее и токсичнее оксида. Оба газа продолжают сохраняться в атмосфере около 3 суток. В естественных условиях выделяется при лесных пожарах; большие выбросы загрязнителя осуществляют работа ТЭС, металлургия и производство взрывчатых веществ.
• Свинец. Этот тяжелый металл широко известен своим токсичным воздействием на организм. Он активно используется в производстве красок, боеприпасов и в типографиях. Кроме того, немало свинца поступает в атмосферу из выхлопных газов. При попадании в организм металл вызывает сильнейшее отравление: нарушение умственной активности, работы почек, печени и даже разрушает костную систему.

Принятие мер

Бороться с высоким уровнем загрязнений воздуха требуется на всех уровнях организации государства. Примечательный и грустный факт: Россия входит в число стран с самой плохой экологией в мире.

Более чем в 120 городах обнаружено сильнейшее превышение нормы концентрации токсичных веществ. В основном это крупнейшие города, а также пункты, в которых расположены крупные промышленные объекты. Очевидно, что основной источник загрязнения воздуха — и производственные отходы.

1. Среди главных механизмов борьбы с загрязнением атмосферного воздуха рассматривается поиск альтернативных и безопасных видов энергии. Солнечная, ветровая, геотермальная энергии, создание электромобилей и многое-многое другое должно помочь снизить концентрацию вредных веществ в атмосфере.
2. Другая необходимая мера — озеленение регионов. Чрезмерная вырубка лесов привела к острой нехватке зеленых насаждений, позволяющих бороться с избытком углекислого газа. В последние годы постепенно осуществляются проекты по внедрение проектов по озеленению больших площадей в мегаполисах и крупных промышленных центрах.
3. Другой аспект — регулирование количества транспортных выхлопов. Казалось бы, сделать это невозможно, особенно, в городах-миллионниках. Однако современные технологии позволяют устанавливать специальные фильтры, пусть немного, но снижающие концентрацию токсинов в выхлопах.
4. То же самое касается и защитных фильтров в очистных системах на крупных промышленных предприятиях. Одновременно с этим разрабатываются новые виды экологически чистого топлива, не загрязняющие атмосферу.

В конце концов, еще одна важная мера по борьбе с усиливающимся загрязнением воздуха — принятие законов, регулирующих бережное отношение к природе. Вместе с этим необходимо с ранних лет воспитывать в детях ответственность за свои действия.

Современное состояние воздуха оставляет желать лучшего, поскольку уровень его загрязнения в некоторых регионах мира поразительно высок. Источники этого загрязнения подвластны нам лишь отчасти: ряд природных явлений вносят свой вклад в повышение концентрации загрязнителей в атмосфере.

Однако влияние человека заметно превышает природную «работу»: промышленность, сельское хозяйство, вырубка лесов, выхлопные газы — все это буквально за несколько десятилетий довело состояние воздуха до катастрофического. Но хотя ежедневно атмосфера загрязняется тоннами выхлопов и отходов, этот процесс еще нельзя назвать необратимым, поэтому все в наших руках.

Атмосфера земли является газовой оболочкой планеты. Данная оболочка имеет послойное строение и относительно стабильный газовый состав. Атмосферный воздух включает азот (более 78%), кислород (более 20%) и около 1% других газов, в том числе углекислого газа, неона, аргона, метана, гелия, водорода, т.д. Воздух – это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете.

В настоящее время вследствие хозяйственной деятельности человека происходит интенсивное загрязнение атмосферы. Это искусственное, или антропогенное загрязнение. Также ученые выделяют естественное загрязнение воздушной оболочки в связи с воздействием факторов неживой природы. Понятие «загрязнение атмосферы» подразумевает привнесение в воздух каких-либо не характерных для него химических, физических и биологических веществ, либо повышение их концентрации. Соответственно, загрязнение может быть трех видов: химическое, физическое и биологическое.

Физическое загрязнение включает механическое (твердые частички, пыль), электромагнитное (разные типы электромагнитных волн, включая радиоволны), радиоактивное (изотопы и радиоактивные лучи), тепловое (выбросы теплых воздушных масс, др.), шумовое (шум, низкочастотные колебания воздуха).

Химическое загрязнение подразумевает загрязнение воздуха газообразными летучими веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями воздуха считаются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, диоксид серы, тяжелые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и атмосферная пыль. Из тяжелых металлов наибольшей концентрации в промышленных регионах достигают соединения свинца, меди, цинка, хрома, кадмия.

Биологическое загрязнение атмосферы, в большинстве случаев, микробной природы. Примером может служить загрязнение воздуха спорами и вегетативными формами грибов и бактерий, вирусами, в том числе их продуктами жизнедеятельности.

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон). Интенсивное загрязнение атмосферы обусловлено работой промышленных предприятий черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических комбинатов, строительной индустрии, энергетической и целюлозно-бумажной промышленности. Основные источники загрязнения воздуха – тепловые электростанции, так как от этих предприятий в атмосферу поступает дым с углекислым и сернистым газом. Металлургические заводы выбрасывают в атмосферу сероводород, окиды азота, фтор, хлор, аммиак, соединения фтора, мышьяка, ртути. Цементные и химические предприятия наносят не меньший урон газовой оболочке планеты. Большое количество опасных газов поступают в атмосферу вследствие сжигания топлива для потребностей промышленности и отопления помещений, в результате работы двигателей транспортных средств и при переработке промышленных отходов.

Похожие матери алы: