Выберите из списка загрязнители атмосферы сточные воды выхлопные газы парниковые газы нефть радиация

Обновлено: 07.07.2024

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды и неотъемлемой частью среды обитания всего живого. От его качества зависит здоровье людей, а также состояние растительного и животного мира. На формирование качества атмосферного воздуха влияют различные факторы, в том числе производственная деятельность предприятий промышленности, большое количество транспортных средств и неблагоприятные метеорологические условия, то есть естественные процессы, которые способствуют еще большему накоплению загрязняющих примесей в воздухе.

Выбросы загрязняющих веществ являются, пожалуй, главной экологической проблемой на сегодняшний день. Наибольший процент выбросов загрязняющих веществ на сегодняшнее время приходится на промышленные предприятия. Именно они таят в себе едва ли не главную угрозу окружающей среде.

Выбросы загрязняющих веществ

Выбросы загрязняющих веществ – это различные разновидности отходов, попадающие в окружающую среду в результате жизнедеятельности человека. Они оказывают вредное воздействие на людей, животных, растения, почву, воду, здания, вызывают коррозию изделий из металла, понижают прозрачность атмосферы, повышают влажность воздуха, увеличивают количество туманов, уменьшают видимость и т. д. Выбросы загрязняющих веществ, попадая в атмосферу, литосферу и гидросферу, разрушают эти экосистемы, делая их либо малопригодными для существования жизни, либо же совсем непригодными.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу представляют собой, в основном, летучие газообразные химические вещества. Как показывают результаты экологических исследований, выбросы в атмосферу, ее загрязнение, являются одними из самых мощных и постоянных факторов негативного воздействия на человека и окружающую его природную среду. Промышленные предприятия, бытовые котельные, а также автомобильный транспорт, выбрасывающий ежедневно в приземную атмосферу огромное количество ядовитых выхлопов, что приводит к постоянно растущему накоплению в атмосфере углекислого газа, являются сильнейшим загрязнителем окружающей среды. Естественно, наибольшее количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу происходит в больших городах [4].

В городах воздух очень сильно загрязняют вредные выбросы промышленных предприятий. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 2014-2015 год, ежегодно в мире примерно 3,7 миллионов человек умирает из-за загрязнения атмосферного воздуха. Общее количество смертей, связанных с воздействием загрязненного воздуха как в помещениях, так и в атмосфере, достигает 7 миллионов в год. Существуют нормы ПДК (предельно допустимых концентраций) веществ в воздухе. За этим должны следить специальные органы (лаборатория загрязнения окружающей среды) и принимать какие-либо меры: от штрафа до закрытия предприятия. Человек полностью не осознает всю опасность, поэтому, в своём эссе я хочу рассказать о проблемах загрязнения воздуха, как бороться с ними.

Регулярный учет вредных выбросов в атмосферный воздух ведется на 18 тыс. предприятий. В 2010 г. они составили 24,8 млн. т (из них 2 % – синтетические высокотоксичные ингредиенты) – это на 11,7 % меньше, чем в предыдущем году. Однако в ряде регионов наблюдается рост выбросов в атмосферу; причины этого – нарушение технологических режимов, использование низкокачественного и некондиционного сырья и топлива.

В связи с изношенностью основных фондов участились залповые и аварийные выбросы вредных ингредиентов. Состояние воздушного бассейна городов и промышленных центров ухудшается. В список городов с наибольшим уровнем загрязнения (41 город) вошли: Архангельск, Братск, Грозный, Кемерово, Красноярск, Москва, Новосибирск и др.

Повышение уровня загрязнения атмосферы отмечается не только в городах и прилегающих территориях, но и в фоновых районах, в которых выбросы большого количества диоксидов серы (более 9 млн. т в год) вызывают закисление атмосферных осадков. Области повышенной кислотности зафиксированы на европейской территории России, а также в ряде промышленных районов, где развита цветная металлургия. Выпадение загрязняющих веществ на территории Российской Федерации обусловлено не только выбросами собственных источников, но и трансграничным переносом [1, 2].

Даже безвредные для человека вещества, например, фреон, попадая в верхние слои атмосферы, способствуют разрушению озонового слоя. Следовательно, появляется все больше и больше озоновых дыр, которые пропускают жесткий ультрафиолетовый спектр солнечного излучения. От этого страдает на только климат Земли, но и все люди, т.к. подобное излучение является одной из основных причин возникновения рака кожи, а повышение температуры ведет к учащению сердечно-сосудистых заболеваний. Изменение климата вследствие загрязнения воздуха и глобального потепления значительно влияет на жизнь человека и имеет гораздо более серьезные последствия, чем мы можем себе представить. К примеру, приводит к сокращению пригодных для возделывания земель, уменьшая тем самым площадь сельскохозяйственных угодий. Что, в свою очередь, грозит сокращением возможного количества продовольствия и наступлением всеобщего голода [3].

Примеры конкретных соединений

Для начала стоит разобрать состав выбросов от автотранспорта в атмосферу, так как он многокомпонентный. Прежде всего, в нём содержится углекислый газ СО2, который не относится к токсичным соединениям, но, попадая в организм в высоких концентрациях, способен снижать уровень кислорода в тканях и крови. И хотя СО2 является неотъемлемой частью воздуха и выделяется во время дыхания людьми, выбросы углекислого газа при эксплуатации автомобилей гораздо более значительны.

Также в составе выхлопных газов обнаруживаются отработавшие газы, копоть и сажа, углеводороды, оксиды азота, угарный газ, альдегиды, бензапирен. Согласно результатам проводившихся измерений, количество выбросов от автотранспорта на один литр используемого бензина может достигать 14-16 кг различных газов и частиц, включая угарный газ и СО2.

От стационарных источников выбросов могут исходить самые разные вещества, такие как ангидрид, аммиак, сернистая и азотная кислоты, оксиды серы и углерода, пары ртути, мышьяк, фтористые и фосфорные соединения, свинец. Все они не просто попадают в воздух, но и могут вступать с ним или друг с другом в реакции, образуя новые компоненты. И особенно опасны промышленные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ: замеры показывают их высокие концентрации.

Источники и виды загрязнения атмосферы

Источники загрязнения атмосферы принято делить на два вида: естественные (их число крайне невелико и влияние на атмосферу планеты в целом незначительно) и искусственные (создаваемые человеком). Основными искусственными источниками загрязнений являются автотранспорт, промышленные предприятия и объекты энергетики [5].

К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем. Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы – вулканическая и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы. Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару.

Продолжительность загрязнённого состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет. На долю природных факторов в конце ХХ в. приходилось 75 % общего загрязнения атмосферы. Остальные 25 % возникали в результате деятельности человека. Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести: Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т. углекислого газа в год. Работа тепловых электростанций, когда при сгорании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди. Выхлопы современных турбореактивных самолётов с оксидами азота и газообразными фтор углеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы. Выбросы вредных веществ от автомобилей. Производственная деятельность. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора). Выбросы предприятиями различных газов. Сжигание топлива в котлах, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

По характеру загрязнение атмосферы бывает:

– физическое: механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.);

– химическое – загрязнение газообразными веществами и аэрозолями [6].

На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (свинец, медь, цинк, кадмий, хром и др.), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы; биологическое – в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

Ключевое место в процессе загрязнения отводится предприятиям промышленности. На их долю приходится более 50 % от общего числа вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Все дело в том, что топливо, сжигаемое в промышленных печах, никогда не бывает полным. Помимо угарного газа с дымом в воздух попадают разные несгоревшие частицы: сажа, зола и пыль, которые позже оседают на землю в ближайших районах. Для того чтобы избежать вредного воздействия отравляющих веществ на людей, все чаще промышленные предприятия выносятся за пределы населенных пунктов.

Кроме продуктов горения, промышленность является источником выброса в атмосферу мельчайшей пыли. Ведущее место здесь отведено цементным заводам. Тут следует отметить, что введение высокотехнологичных пылеуловителей позволило снизить выброс этого загрязнителя в несколько раз.

Второе место по количеству выбросов, загрязняющих атмосферу, отводится автотранспорту. Специалистами было установлено, что ежегодно один легковой автомобиль поглощает более 4 тонн кислорода, выбрасывая при этом более 1 тонны вредных веществ (около 800 килограммов окиси углерода, 100 килограммов окиси азота и 200 килограммов различных примесей). Учитывая тот факт, что по дорогам мира передвигается более 800 миллионов автомобилей, легко представить себе весь ужас возможных последствий [5].

При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40 – 50 %.

Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории.

Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных. В настоящее время в приземной атмосфере находятся многие десятки тысяч загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Ввиду продолжающегося роста промышленного и сельскохозяйственного производства появляются новые химические соединения, в том числе сильно токсичные. Главными антропогенными загрязнителями атмосферы кроме крупнотоннажных оксидов серы, азота, углерода, пыли и сажи являются сложные органические, хлорорганические и нитросоединения, техногенные радионуклиды, вирусы и микробы. Наиболее опасны широко распространённые в воздушном бассейне диоксин, бенз(а)пирен, фенолы, формальдегид, сероуглерод. Твёрдые взвешенные частицы представлены главным образом сажей, кальцитом, кварцем, гидрослюдой, каолинитом, полевым шпатом, реже сульфатами, хлоридами. В снеговой пыли специально разработанными методами обнаружены окислы, сульфаты и сульфиты, сульфиды тяжёлых металлов, а также сплавы и металлы в самородном виде.

Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу

Загрязнение атмосферы происходит по причине двух типов агрегатных состояний веществ:

газы;
аэрозоли с мелкодисперсными взвесями.

Советуем почитать: Основные источники загрязнения воды
Для возникновения газообразных выбросов вредных веществ в атмосферу требуется – горение, производственные процессы и естественные источники. Из них 90% приходится на деятельность человека – антропогенный характер.

Состав газообразных смесей многообразен – первичные вещества, продукты распада, варианты взаимодействия. Наиболее распространенные токсические соединения, обнаруженные в промышленных выбросах:

ацетон;
оксид углерода;
фенол;
серный и сернистый ангидрид;
этилбензол и его производный – стирол;
соединения фтора, хлора;
окислы азота;
этилмеркаптан.

Список литературы

1. Глобальные экологические проблемы России. Серия: Чтения памяти академика А. Л. Яншина, 2008 г.

2. Социально-экологические проблемы развития городов России. В.Битюкова.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы

06.05.16 в 11:58 Автор:werun83

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно

Чтобы скачать бесплатно Рефераты на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Рефераты для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Если Реферат, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

А.И. Сафонов
Техноэкология. Курс лекций
Донецк: ДонНУ, 2014. – 107 с.

2.1. Основные источники загрязнения атмосферы

Различают природные (естественные) и антропогенные (искусственные) источники загрязнения. К природным источникам относятся: пыльные бури, пожары, различные аэрозоли растительного, животного или микробиологического происхождения и т.п. Антропогенные выбросы в атмосферу ежегодно составляют более 19 млрд. т, из них более 15 млрд. т углекислого газа, 200 млн. т оксида углерода, более 500 млн. т углеводородов, 120 млн. т золы и др.

На территории Российской Федерации, например, в 1991г., выбросы загрязняющих веществ в воздушную среду составили около 53 млн. т, в том числе промышленностью – 32 млн. т (61%), автотранспортом 21 млн. т (39%). В одном из крупных регионов страны, Ростовской области, выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в 1991 и 1996 гг. составили соответственно 944,6 тыс. т и 858,2 тыс. т в том числе:

летучие орг. соед.

Более половины от общего объема составляют выбросы от автотранспорта. Загрязнения в основном получаются в виде побочных продуктов или отходов при добыче, переработке и использовании ресурсов, а также могут представлять собой одну из форм вредных выбросов энергии, например, избыточного тепла, шума и радиации.

Большинство естественных загрязнений (например, извержение вулкана, сжигание угля) рассеиваются по обширной территории, и их концентрация, зачастую, снижается до безопасной (за счет разложения, растворения и рассеивания). Антропогенные загрязнения воздуха возникают на урбанизированных территориях, где большие количества загрязнителей концентрируются в небольших объемах воздуха.

Наиболее опасными и широко распространенными считаются следующие восемь категорий загрязнителей:

1) взвеси – мельчайшие частицы вещества во взвешенном состоянии;

2) углеводороды и другие летучие органические соединения, находящиеся в воздухе в виде паров;

3) угарный газ (СО) – чрезвычайно ядовит;

4) оксиды азота (NO_x) – газообразные соединения азота и кислорода;

5) оксиды серы (SO₂ диоксид) – ядовитый газ, опасный для растений и животных;

6) тяжелые металлы (медь, олово, ртуть, цинк и т.д.);

7) озон и другие фотохимические окислители;

8) кислоты (преимущественно серная и азотная).

Рассмотрим, что это за загрязнители и как они образуются.

В крупных городах можно встретить два основных вида источников загрязнителей: точечные, например, труба ТЭЦ, дымовая труба, выхлопная труба автомобиля и т.д. и неточечные – поступающие в атмосферу с обширных источников.

Различают твердые, жидкие и газообразные вещества, загрязняющие окружающую среду.

Твердые – образуются при механической обработке материалов или их транспортировке, при сжигании и тепловых процессах производства. К ним относятся пыль и взвеси, образующиеся: первые – при добыче, переработке и транспортировке сыпучих материалов, различных технологических процессах и ветровой эрозии; вторые – при открытом сжигании отходов и из промышленных труб в результате самых различных технологических процессов.

Жидкие загрязняющие вещества – продукт химических реакций, конденсации или распыления жидкости в технологических процессах. Основными жидкими загрязнителями являются нефть и продукты ее переработки, загрязняющие атмосферу углеводородами.

Газообразные загрязнители образуются в результате химических реакций, электрохимических процессов, сжигания топлива, реакций восстановления. Наиболее распространенными загрязнителями в газовом состоянии являются: оксид углерода СО, диоксид углерода СО₂, оксиды азота NO, N₂O, NO₂, NO₃, N₂O₅, диоксид серы SO₂, соединения хлора и фтора.

Рассмотрим наиболее опасные, широко распространенные загрязнители. Каковы они и в чем их опасность?

1. Пыль и взвеси – это взвешенные в воздухе тонкие частицы, например, дыма и сажи (табл.2.2). Основными источниками взвеси являются промышленные трубы, транспорт и открытое сжигание топлива. Мы можем наблюдать такие взвеси в виде смога или дымки.

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха

Котлы и промышленные печи

NO₂, SO₂, а также CO, альдегиды (HCHO), органические кислоты, бензапирен

CO, NO₂, альдегиды, углеводороды неканцерогенные, бензапирен

SO₂, H₂S, NH₃, NО_x, CO, углеводороды, кислоты, альдегиды, канцерогенные вещества

В зависимости от процесса (H₂S, CO, NH₃), кислоты, органические вещества, растворители, летучие сульфиды и др.

Металлургия и коксохимия

SO₂, CO, NH₃, NO_X, фтористые и цианистые соединения, органические вещества, бензапирен

В зависимости от процесса (CO, фтористые соединения, органические вещества)

NH₃, H₂S, смеси органических соединений

Промышленность строительных материалов

CO, органические соединения

По дисперсности, т.е. степени измельченности различают пыль:

— крупнодисперсную – с частицами размером более 10 мкм, оседающую в неподвижном воздухе с возрастающей быстротой;

— среднедисперсную – с частицами от 10 до 5 мкм, медленно оседающую в неподвижном воздухе;

— мелкодисперсную и дым – с частицами размером 5 мкм, быстро рассеивающуюся в окружающей среде и почти не оседающую.

Пыль, способная некоторое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, называется аэрозоль, в отличие от осевшей пыли, называемой аэрогель. Мелкодисперсная пыль представляет для организма наибольшую опасность, поскольку она не задерживается в верхних дыхательных путях и может проникнуть глубоко в легкие. Кроме того, тонкая пыль может быть проводником в организм человека различных ядовитых веществ, например, тяжелых металлов, которые на пылинках могут проникать глубоко в дыхательные пути.

Можно привести и другие примеры: комбинация двуокиси серы с пылью раздражает кожу и слизистые оболочки, с повышением концентрации — приводит к нарушениям дыхания и болям в груди, а при очень высоких концентрациях, значительно превосходящих ПДК, вызывает смерть от удушья.

В машиностроительных предприятиях, особенно в цехах горячей и холодной обработки металлов, в воздушную среду рабочих зон выделяется много пыли, токсических и раздражающих газов. Современный стандарт устанавливает ПДК для вредных веществ около 1000 видов. По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса:

1-й – вещества чрезвычайно опасные;

2-й – вещества высоко опасные;

3-й – вещества умеренно опасные;

4-й – вещества малоопасные.

Класс опасности веществ установлен в зависимости от норм и показателей (табл.2.3).

Таблица 2.3

Классы опасности и пределы уровня загрязнения

Норма для класса опасности

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м 3

Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м 3

Предельно допустимая концентрация представляет первичный стандарт, являющийся критерием загрязнения, это максимальный уровень загрязнения, который человек может переносить без ущерба для здоровья, плюс 10-15% как запас прочности.

2. Углеводороды – это органические соединения углерода и водорода. В технике и промышленности они используются в качестве энергоносителей, например, природный газ, пропан, бензин, растворители для красок и чистящих средств и др. Среди особо опасных углеводородов важное место занимает бензапирен – составная часть выхлопных газов автомобилей и выбросов в атмосферу от угольных печей.

3. Угарный газ. При полном сгорании топлива и отходов, представляющих собой органические соединения, образуются углекислый газ и вода: CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O.

В случае полного сгорания выбрасывается в воздух двуокись углерода, называемая также углекислым газом (СО₂) при неполно окисленном углероде – угарный газ (СО).

Двуокись углерода – бесцветный газ со слабым запахом образуется при дыхании живых организмов, а также при сжигании угля, нефти и газа на тепловых станциях, в котельных и т.п. В небольшом количестве углекислый газ не опасен, но в очень больших дозах он приводит к смерти. Содержание СО₂ в воздухе постоянно растет, что связано с все более увеличивающимся количеством сжигания угля и нефти. За последние 100 лет содержание двуокиси углерода в воздухе увеличилось примерно на 14%. Рост содержания углекислого газа в воздухе способствует повышению температуры на Земле, так как слой углекислого газа создает мощный экран, не пропускающий в космос тепло, излучаемое Землей, что нарушает естественный теплообмен между планетой и окружающим ее пространством. Это так называемый парниковый, или оранжерейный, эффект.

Окись углерода (СО) – не полностью окисленный углерод, так называемый угарный газ. СО – ядовитый газ, не имеющий цвета и запаха. Вдыхание угарного газа блокирует поступление кислорода в кровь, приводит к кислородному голоданию тканей с последующим наступлением обморока, паралича дыхательных путей и смерти.

4. Оксиды азота (NO_x) – газообразные соединения веществ, вырабатываемые микроорганизмами; также могут образоваться в продуктах сгорания топлива в автомобильных двигателях, в химической промышленности, например, при производстве азотной кислоты. При высоких температурах горения часть азота (N₂) окисляется, образуя монооксид (NO), который в воздухе, вступая в реакцию с кислородом, окисляется до диоксида (NO₂) и/или тетраоксида (N₂O₄).

Оксиды азота способствуют возникновению фотохимического смога, образованного из продуктов реакции между окислами азота и ненасыщенными углеводородами под активным действием ультрафиолетового излучения Солнца.

Оксиды азота раздражают органы дыхания, слизистые оболочки, особенно легких и глаз, а также отрицательно действуют на мозг и нервную систему человека.

5. Двуокись серы или так называемый сернистый газ (SO₂) – остро пахнущий, бесцветный газ, раздражающий дыхательные пути человека и животных, особенно в среде тонкой пыли. Основными источники загрязнения воздуха двуокисью серы являются горючие ископаемые, сжигаемые в энергетических установках. Топливо и отходы, которые при сгорании попадают в воздух, содержат серу (например, в угле от 0,2 до 5,5% серы). В процессе сгорания сера окисляется с образованием SO₂. Двуокись серы наносит серьезный ущерб окружающей среде – у растений под действием SO₂ происходит частичное отмирание хлорофилла, что пагубно действует на сельскохозяйственные урожаи, лесные деревья, водоемы, выпадая в виде так называемых кислотных дождей.

6. Тяжелые металлы, загрязняя окружающую среду, приносят огромный вред человеку и природе. Свинец, ртуть, кадмий, медь, никель, цинк, хром, ванадий – постоянные компоненты воздушной среды крупных промышленных центров. Примеси тяжелых металлов могут содержать уголь, а также различные отходы.

Примеры: там, где используется в качестве дополнителя в бензин тетраэтилсвинец с целью дешевого предотвращения стука двигателей (в ряде стран такой способ добавки запрещен) воздух значительно загрязняется свинцом. Высвобождаясь с выхлопными газами, этот вредный тяжелый металл, остается в воздухе и, прежде чем осесть, переносится ветром на большие расстояния.

Другой тяжелый металл – ртуть, попадая из загрязненного воздуха в воду в процессе биоаккумуляции в озерах, попадает в организмы рыб, что создает серьезную опасность отравления человека по пищевой цепочке.

7. Озон и различные активные органические соединения, которые образуются в процессе химических взаимодействий оксидов азота с летучими углеводородами, стимулируемых лучами солнца. Продукты этих реакций называются фотохимическими окислителями. Например, под действием солнечной энергии диоксид азота распадается на монооксид и атом кислорода, который, соединяясь с О₂, образует озон О₃.

8. Кислоты, преимущественно серная и азотная, которые образуют кислотные дожди.

Какие же объекты источников загрязнения атмосферы составляют главную опасность здоровью планеты?

Основными загрязнителями воздуха в индустриальных странах являются автомобили и другие виды транспорта, промышленные предприятия, тепловые электростанции, крупные комплексы военной промышленности и атомной энергетики.

Автотранспорт загрязняет воздух городов окисью углерода и азота, углеводородами и другими вредными веществами. Ежегодные выбросы автомобилей в России в начале 90-х годов составили 36 млн. т или 37% от общего объема выбросов (около 100 млн. т/год), в том числе: оксиды азота – 22%, углеводороды – 42%, окиси углерода – около 46% (наибольший объем выбросов от автомобилей отмечен в Москве – более 840 тыс. т/год).

Выхлопные газы, в том числе окись углерода, углекислый газ и многие другие выбросы двигателей, тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли, отравляя человека и растительность. При полном сгорании топлива в двигателе часть углеводородов превращается в сажу, содержащую различные смолы. Особенно при неисправности двигателя за автомобилем тянется черный шлейф дыма, содержащий полициклические углеводороды и в том числе бензапирен. В выхлопных газах содержатся также оксиды азота, альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим эффектом, соединения неорганического свинца.

Черная металлургия – один из крупных источников загрязнения атмосферы пылью и газами. В процессе выплавки чугуна и переработки его на сталь выбросы пыли в расчете на 1 т предельного чугуна составляют 4,5 кг, сернистого газа – 2,7 кг и марганца – 0,5-0,1 кг.

Существенную роль в загрязнении атмосферы играют выбросы мартеновских и конверторных сталеплавильных цехов. Выбросы мартеновских печей в основном содержат пыль из триокиси железа (76%) и триокиси алюминия (8,7%). При бескислородном процессе на 1 т мартеновской стали выделяется 3000-4000 м 3 газов с концентрацией пыли около 0,6-0,8 г/м 3 . В процессе подачи кислорода в зону расплавленного металла образование пыли значительно увеличивается, достигая 15-52 г/м 3 . Одновременно происходит выгорание углеводорода и серы, в связи с чем в выбросах мартеновских печей содержится до 60 кг окиси углерода и до 3 кг сернистого газа в расчете на 1 т выдаваемой стали.

Процесс получения стали в конверторных печах характерен выбросом в атмосферу дымовых газов, состоящих из частиц окислов кремния, марганца и фосфора. В составе дыма содержится до 80 % окиси углерода, а концентрация пыли в отходящих газах составляет около 15 г/м 3 .

Выбросы цветной металлургии содержат технические пылевидные вещества: мышьяк, свинец, фтор и др., поэтому представляют собой серьезную опасность для здоровья людей и окружающей среды. В процессе производства алюминия электролизом в атмосферу выбрасывается большое количество газообразных и пылевидных фтористых соединений. Для получения 1 т алюминия расходуется от 33 до 47 кг фтора (в зависимости от мощности электролизера), более 65 % которого попадает в атмосферу.

Предприятия химической промышленности относятся к группе наиболее опасных источников загрязнения атмосферы. Состав их выбросов весьма разнообразен и содержит много новых, чрезвычайно вредных веществ. Мы мало знаем о потенциально вредном воздействии 80 % этих веществ на людей, животных и природу. К основным выбросам предприятий химической промышленности относятся окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид, аммиак, органические вещества, сероводород, хлористые и фтористые соединения, пыль от неорганических производств и др.

Топливно-энергетический комплекс (тепловые электростанции, теплоэлектроцентрали, котельные установки) выделяет в атмосферный воздух дым, образующийся при сгорании твердого и жидкого топлива. Выбросы в атмосферный воздух от использующих топливо установок содержат продукты полного сгорания – окислы серы и зола, продукты неполного сгорания – в основном окись углерода, сажа и углеводороды. Общий объем всех выбросов весьма значительный. Например, тепловая электростанция, потребляющая ежемесячно 50 тыс. т угля, содержащего примерно 1% серы, ежедневно выбрасывает в атмосферу 33 т серного ангидрида, который может превратиться (при определенных метеорологических условиях) в 50 т серной кислоты. За одни сутки такая электростанция производит до 230 т золы, которая частично (около 40-50 т в день) выбрасывается в окружающую среду в радиусе до 5 км. Выбросы тепловых станций, сжигающих нефть, почти не содержат золы, однако выделяют в три раза больше серного ангидрида.

Воздушные загрязнения нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов.

Воздух — что он собой представляет? Его основные компоненты — азот, кислород и двуокись углерода. В небольшом количестве присутствуют неон, криптон, гелий, метан, аргон и водород.

Но состав воздуха не является неизменным. В разных регионах Земли он может значительно отличаться. О загрязнении воздуха можно говорить, когда в атмосферу попадают избыточные количества веществ, которых в ней быть не должно.

Источники загрязнения воздушной среды

Последствия загрязнения воздуха ощущают жители всей планеты. Атмосфера считается загрязненной, если концентрация или интенсивность газообразных веществ, жидкостей, твердых частиц превышает естественные показатели. Источники загрязнения принято делить на две группы:

1. Природные, или естественные, источники атмосферного загрязнения

Лесные пожары (от ударов молний) — из-за них в атмосферу поднимаются тонны сажи и пепла

Извержения вулканов — в результате тысячи тонн раскаленных газов и пепла вздымаются в небо

Ветровая эрозия — шквалистый ветер разносит повсюду твердые частицы пыли и камней

Микробное загрязнение — бактерии и грибные споры; газы от разложения фекалий животных и органических веществ

Космическая пыль — от падения метеоритов

Испарение солей из Мирового океана — каждый год в воздух поступает около 50-200 млн тонн сульфатов, что приводит к выделению теплоты (пара)

2. Искусственные, или антропогенные, источники — результат деятельности человека

Химические загрязнители — пестициды; аэрозоли; газообразные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями

Физические загрязнители — радиоактивные вещества (результат испытаний ядерного оружия, аварий на атомных электростанциях); шум; термические отходы (выброс тепла в окружающую среду); электромагнитное излучение (от линий электропередач, подстанций и т. д.); угольная сажа; пыль от строительных предприятий; частички резины от автомобильных шин; попутный нефтяной газ, возникающий при добыче полезных ископаемых

Обратная сторона технического прогресса — рост антропогенных источников загрязнения воздуха. К примеру, с января по сентябрь 2021 года во всем мире продано более 47 млн новых машин. В выхлопных газах автомобиля содержится более двухсот различных примесей, 70% из них — канцерогены (окись углерода и азота, диоксиды азота и серы, сажа, углеводороды). Неполное сгорание топлива наносит наибольший урон воздуху.

День без руля: сделает ли он воздух чище

Почему стоит отказаться от автомобиля хотя бы на сутки

Летучие органические соединения (ЛОС) — также одни из основных загрязнителей воздуха. ЛОС выделяются из химических удобрений, органических растворителей, чистящих средств и даже из мебели. Современную мебель производят из древесно-волокнистых и стружечных плит, а также фанеры, а их основу составляет фенолформальдегидная смола. Со временем она разлагается на фенол и формальдегид — ядовитые вещества. Кроме того, ЛОС образуются при сжигании бензина и природного газа.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — устойчивые органические загрязнители. Их выбрасывают в атмосферу металлургические заводы, тепловые и атомные электростанции, предприятия, изготавливающие изделия из резины, и т. п. Большая концентрация ПАУ в воздухе — один из факторов развития онкологических заболеваний.

Промышленные предприятия, автотранспорт и домашние хозяйства выбрасывают в атмосферу большое количество загрязнителей, тем самым ухудшая качество воздуха.

Пятью основными загрязняющими веществами в нашей атмосфере являются: приземный озон, загрязнение твердыми частицами, оксид углерода, диоксид серы и диоксид азота.

Некоторые из них, наряду с радоном, сигаретным дымом, летучими органическими соединениями, формальдегидом, асбестом и другими веществами, также способствуют загрязнению воздуха в помещениях и являются мощными канцерогенами.

Оксиды углерода

Оксиды углерода включают в себя моноксид углерода (CO) и двуокись углерода (CO₂). Оба являются бесцветными газами без запаха, которые образуются, когда углерод в топливе не полностью сгорает. Обычно они вырабатываются автомобилями и промышленными предприятиями.

Внутри помещений угарный газ образуется в газовых отопительных приборах, дровяных печах и содержится в сигаретном дыме. В холодную погоду угарный газ достигает высокого уровня, потому что холодные температуры делают горение менее полным и задерживают загрязняющие вещества вблизи земли.

Угарный газ может оказывать вредное воздействие на здоровье, уменьшая количество кислорода, поступающего в органы (например, в сердце и мозг) и ткани. При чрезвычайно высоких уровнях угарный газ может вызвать смерть (отравление угарным газом). CO токсичен как для растений, так и для животных.

Оксиды азота

Оксиды азота образуются при слиянии азота и кислорода в атмосфере, обычно при высоких температурах. Они также образуются при выбросе горячих выхлопных газов автомобилей, электростанций или фабрик. Оксид азота (NO) и диоксид азота (NO₂) являются парниковыми газами. Оксиды азота способствуют выпадению кислотных дождей.

Оксиды серы

Оксиды серы включают диоксид серы (SO₂) и триоксид серы (SO₃). Они образуются, когда сера от сжигания угля попадает в воздух. Индустриализация стала ключевым переходным моментом в интенсификации выбросов SO₂ в связи с крупномасштабным сжиганием серосодержащих видов топлива и промышленной переработкой.

Прежде всего, в Европе наблюдался быстрый рост загрязнения окружающей среды серой, за которым в середине 19 века вплотную следовала Северная Америка. Благодаря индустриализации и спросу на энергию выбросы в Европе и Северной Америке продолжали расти на протяжении 19-го и 20-го веков. Оксиды серы являются компонентами кислотных дождей.

Твердые частицы

Источниками твердых частиц являются зола, пыль и дым. Твердые частицы обычно образуются в результате сжигания ископаемого топлива и могут образовывать смог. PM_2.5 (твердые частицы размером менее 2,5 мкм в диаметре), можно считать одним из наиболее опасных загрязнителей воздуха, опасных для здоровья человека.

В то время как ряд загрязнителей воздуха может иметь негативные последствия для здоровья, есть особое беспокойство относительно небольших частиц с диаметром менее 2,5 мкм, так как они могут проникнуть в легкие, влияя на здоровье дыхательных путей. Другая проблема заключается в том, что их трудно контролировать. Эти частицы могут способствовать развитию астмы, сердечных заболеваний и некоторых видов рака.

Свинец когда-то широко использовался в автомобильном топливе, краске и трубах. Этот тяжелый металл может вызвать повреждение мозга или болезни крови.

Летучие органические соединения — это в основном углеводороды. К важным летучим органическим соединениям относятся метан (природный парниковый газ, который увеличивается в результате деятельности человека), хлорфторуглероды (соединения, созданные человеком, которые выводятся из употребления из-за их воздействия на озоновый слой) и диоксин (побочный продукт химического производства, который не служит никакой полезной цели, но является вредным для человека и других организмов).

Вторичные загрязнители атмосферы

Многие города страдают от фотохимического смога, но чаще всего он встречается в солнечных, сухих местах. Рост числа автомобилей в городах по всему миру привел к увеличению количества фотохимического смога. Оксиды азота, озон и некоторые другие соединения являются одними из компонентов этого типа загрязнения воздуха.

Фотохимический смог образуется, когда выхлопные газы автомобилей подвергаются воздействию солнечных лучей. Оксид азота образуется при сгорании газа в автомобилях, а затем в воздухе. В присутствии солнечного света NO₂ расщепляется и выделяет ион кислорода. Затем ион кислорода соединяется с молекулой кислорода и образует озон.

Озон является одним из основных вторичных загрязнителей. Озон в основном находится в двух областях земной атмосферы: в верхних слоях атмосферы и рядом с поверхностью земли. Озон в верхних слоях атмосферы защищает нас, отфильтровывая вредное ультрафиолетовое излучение от Солнца.

Кроме того, озон может наносить вред здоровью человека. Этот вид озона является основным компонентом смога и продуктом взаимодействия солнечного света с выбросами от таких источников, как автомобили и промышленность. В летние месяцы озон у поверхности земли становится более заметным и достигает самых высоких концентраций во второй половине дня или ранним вечером.

Читайте также: