Естественные и антропогенные источники загрязнения атмосферы – Антропогенное воздействие на атмосферу Источники материального загрязнения атмосферного воздуха

2. Естественное и искусственное загрязнение атмосферы

Источники загрязнения атмосферы могут быть естественными и искусственными. Естественные источники загрязнения атмо­сферы - извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ. К ис­кусственным (антропогенным) источникам загрязнения атмосфе­ры относятся промышленные и теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйство, быто­вые отходы.

Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такие грозные явления природы, как извержения вулканов и пыльные бури. Обычно они имеют катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли. По­сле затухания вулканической деятельности общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. Так, в результате из­вержения вулкана Кракатау в 1883 году в атмосферу было выброше­но около 150 млрд. т пыли и пепла. Мелкие пылевые частицы дер­жались в верхних слоях атмосферы в течение нескольких лет. «Над Кракатау поднялась черная туча высотой около 27 км. Взрывы продолжались всю ночь и были слышны на расстоянии 160 км от вулкана. Газы, пары, обломки, песок и пыль поднялись на высоту 70-80 км и рассеялись на площади свыше 827000 км

2 (Влодавец, 1973).

При извержениях вулкана Катмай на Аляске в 1912 году было вы­брошено в воздух около 20 млрд. т пыли, которая долго держалась в атмосфере. Извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году сопровождалось выбросами в атмосферный воздух диок­сида серы. Его количество составило более 20 млн. т. При извер­жении вулканов происходит тепловое загрязнение атмосферы, так как в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Темпера­тура их, в том числе паров и газов, такова, что они сжигают все на своем пути.

Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. В России наиболее опасны лесные пожары в Сибири, на Дальнем Востоке, на Урале, в Республике Коми. В среднем за год сгорает и повреждается на корню до 20-25 млн. м3 древесины.

Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности мельчайших частиц почвы. Сильные ветры - смерчи и ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки горных пород, но они не держатся долго в воздухе. При сильных бурях в атмосферный воздух поднимается до 50 млн. т. пыли. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи; провоцируют их интенсивная распашка, выпас скота, сведение лесов и кустарников. Наиболее часты пыльные бури в степных, полупустынных и пустынных районах. В России катаст­рофические пыльные бури наблюдались в 1928-м, 1960-м, 1969-м, 1989 годах.

Катастрофические явления, связанные с извержением вулканов, лесными пожарами и пыльными бурями, приводят к возникнове­нию светозащитного экрана вокруг Земли, который несколько изменяет тепловой баланс планеты. В целом, эти явления имеют заметный, но локальный эффект в отношении загрязнения атмо­сферы. И совсем незначительный характер носит загряз­нение атмосферного воздуха, связанное с выветриванием и раз­ложением органических веществ.

Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для ат­мосферы. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества антропогенного происхождения подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90 % от общей массы выбрасываемых в атмосферу загрязняющих ве­ществ.

Проблема загрязнения воздуха не нова. Более двух столетий серьезные опасения вызывает загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах многих европейских стран. Однако дли­тельное время эти загрязнения имели локальный характер. Дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы и легко разбавлялись массой чистого воздуха в то время, когда за­водов и фабрик было немного. Быстрый рост промышленности и транспорта в XX веке привел к тому, что такое количество выбро­шенных в воздух веществ не может больше рассеиваться. Их кон­центрация увеличивается, что влечет за собой опасные и даже фа­тальные последствия для биосферы.

Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах и городских агломерациях значительно выше, чем на прилегающих территориях. Так, по данным американских ученых, концентрация различных веществ в городах следующим образом относится к средним (фоновым) показателям этих веществ в тропосфере (в час­тях на млн. частей): SO

2 - 0,3/0,0002-0,0004; NO2 - 0,05/0,001-0,003; Оз -во время смогов - до 0,5/0,01-0,03; СО - 4/0,1; МНз- 2/1-1,5; пыль (в мкг/м3) - 100/1 -30.

Особое место среди источников загрязнения атмосферы зани­мает химическая промышленность. Она поставляет диоксид серы (SОз), сероводород (H2S), оксиды азота (NO, NО2), углеводороды (CхHх,), галогены (F2, Сl2) и другое.

Особенно опасны те, борьба с которыми пока еще недостаточно эффективна. К таким загрязнениям обычно относят диоксины, а также другие вредные вещества, порождающие озоновые дыры в стратосфере и смог в городах.

Диоксины относятся к классу полихлорированных полициклических соединений (ПХПС). Под этим названием объединено более 200 веществ - дибензодиоксинов и дибензофуранов. Основным элементом диоксинов является хлор (в отдельных соединениях хлор может замещаться бромом), кроме того, диоксины содержат кислород, угле­род и водород.

Диоксины являются типичными и очень стой­кими ксенобиотиками,

то есть веществами, непри­емлемыми для живых организмов. Они способны легко проникать в ядра клеток живых организ­мов, вызывая, с одной стороны, ускоренное разру­шение гормонов, витаминов, лекарств, а с другой - активацию канцерогенов, нейротоксических ядов и даже превращение многих безвред­ных соединений в чрезвычайно токсичные. Ви­димо этим объясняется крайне высокая чувстви­тельность пораженного диоксинами организма к стрессовым воздействиям физической, химичес­кой, биологической природы и к психическим факторам. При хроническом отравлении малыми дозами отмечается дискомфорт, снижение трудо­способности, авитаминоз, развитие иммунодефи­цита, нарушение нервной, психической деятель­ности и репродуктивных функций.

В природной среде диоксины, вследствие хи­мической инертности, высокого сродства с орга­нической фазой и способности к комплексообразованию, чрезвычайно эффективно переносятся по цепям питания, выносятся в атмосферу, мигри­руют в почве и накапливаются в воде. Это способ­ствует поражению аэробных организмов во всех нишах экосистемы и может, при определенных условиях, полностью разрушить экоценоз. Нечто подобное происходило во Вьетнаме, где с 1961 по 1970 гг. армия США под предлогом борьбы с партизанами распылила 57 тыс. т яда «Оранж» для уничтожения растительности. Впоследствии обнаружились массовые необратимые забо­левания у участников событий, рождение у них детей-уродов. Установлено, что в составе яда выброшено около 170 кг диоксина, который и явился причиной этих бед. До сих пор 10-15 % рождающихся во Вьет­наме детей имеют необратимые генные отклоне­ния. Подобные катастрофы бывали и ранее, но при­писывались они воздействию чистого хлора и даже болезнь называлась «хлоракне».

Итак, основная опасность для человека от ди­оксинов состоит в подавлении иммунной систе­мы, канцерогенном (возбуждающем злокачествен­ные опухоли), тератогенном (искажением гена) и эмбриотоксичном действии. Нарушаются детородные функции, развиваются хронические заболевания, наступает ранняя смерть.

Диоксиновая опасность заставила Правитель­ство РФ в 1995 году принять специальную целевую программу «Защита окружающей природной среды от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов», в которой предусматриваются не только мероп­риятия по контрольному мониторингу, правовые и организационные меры, но и предложения по предотвращению опасного загрязнения. Предус­мотрена разработка лечебных препаратов и средств, препятствующих всасыванию ядов в организм. Но самое главное - не допустить накопления диоксидантов в природе. По возможности следует избегать применения хлорсодержащих материа­лов в быту.

Диоксины недаром называют «химическим СПИДом», они появляются везде, где хлор всту­пает в контакт с каким-либо органическим соединением. По данным Гринписа, на 1996 год в РФ насчитывалось более 160 предприятий, рабо­тающих с выбросами диоксинов. Где же следует ожидать появления диоксинов? При сжигании любых полимерных пленок и материалов, плас­тиков, техногенной (пропитанной синтетически­ми клеями, пестицидами) древесины, рези­ны и так далее. Очень опасны не только пожары трансформаторов (горение полихлорвиниловой изоля­ции) и вагонов (пластики), но и сжигание мусора, листьев. Мусоросжигательные заводы, ра­ботающие при температуре 800-900 °С вместо 1400 °С, как и автомобили, работающие на этили­рованном бензине, в котором есть специальные хлорированные добавки, - одни из основных ис­точников диоксинов в городах. Отбеливание цел­люлозы хлором на бумажных комбинатах и выб­росы самых разных химических предприятий - еще один вид источников. Применение хлорис­тых ядохимикатов в сельском хозяйстве при оп­ределенных условиях также может вызвать по­ражение растительности и людей диоксинами. Из­быточное хлорирование воды - важный источник диоксинов в наших домах. Но против этого най­дено противоядие: специальные сорбенты, кото­рые удаляют до 85-95 % диоксинов, уже внедре­ны в Уфе и Москве. Существенное количество диоксинов выделяется при термическом разло­жении хлорфторуглеродов (фреонов). Это проис­ходит не только при сжигании аэрозольных бал­лончиков, но и при пожарах холодильников, ва­гонных рефрижераторных секций.

С каждым годом возрастает роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы выхлопными газами. В США на долю автотранспорта приходится 60 % в общем загрязнении атмосферы. С выхлопными газами в воздух поступают угарный газ, оксиды азота, углеводороды, свинец и его соединения. Поступление свинца него соединений в воздух связано с тем, что к дизельному топливу и бензину для снижения детонации и повышения КПД двигателей внутреннего сгорания добавляют тетраэтилсвинец [ТЭС - Pb(C2H5)4]. В результате при сгорании 1 литра такого бензина в воздух попадает 200-400 мг свинца. С начала 30-х годов, когда в топливо автотранс­порта стали добавлять ТЭС, авиационные, автомобильные, судо­вые и тепловозные двигатели стали выбрасывать свинец во все возрастающем количестве. На 70-80 % он состоит из частиц менее 1 мкм. Известно, что городской воздух содержит свинца в 20 раз больше, чем деревенский, и в 2000 раз больше, чем морской.

Повышение концентрации ионов свинца в крови человека до 0,80 част/млн вызывает тяжелое свинцовое отравление: анемию, головную и мышечную боль, потерю сознания. Средний уровень свинца в крови американцев - 0,25, у работников бензозаправоч­ных станций - до 0,34-0,40. Наиболее высокая концентрация свинца (0,40-0,60 част/млн) оказывается в крови детей, играющих на мостовой в городских кварталах, так как выхлопные газы тя­желее воздуха и скапливаются в его приземном слое, которым дышат дети (Бондарев, 1976). Высокая концентрация выхлопных газов вблизи транспортных магистралей отрицательно сказывает­ся на растениях, вызывая пожелтение листьев и ранний листопад, а в конечном итоге их гибель.

Серьезные последствия имеет загрязнение воздуха хлорфторметанами, или фреонами. С широким использованием фреонов в хо­лодильных установках, в производстве аэрозольных баллонов свя­зано их появление на больших высотах, в стратосфере и мезосфере. Высказываются опасения относительно возможного взаимодейст­вия озона с галогенами, которые выделяются из фреонов под дейст­вием ультрафиолетового излучения. По данным специали­стов, уменьшение слоя озонового экрана только на 7-12 % 10-кратно увеличит (в умеренных широтах) интенсивность ультрафиолетово­го излучения с длиной волны 297 нм, а в связи с этим в несколько раз возрастает число людей, заболевших раком кожи. Уменьше­нию слоя озонового экрана способствуют газы, выделяемые турбо­реактивными самолетами, полеты ракет, разнообразные экспери­менты, проводимые в атмосфере: вынос в стратосферу медных опилок, иголок, кристаллов NaCl.

Промышленность России выбрасывает в атмосферу в среднем 19,5 млн т загрязняющих веществ за год. По степени токсичности выбросов в атмосферу отрасли промышленности можно распо­ложить следующим образом: цветная металлургия, химическая, нефтехимическая, черная металлургия, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная.

На одного жителя России приходится около 342 кг выбросов в атмосферу в год. В 84 городах России загрязнение воздуха более чем в 10 раз превышает ПДК. Из 148 млн россиян 109 млн прожи­вают в неблагоприятных экологических условиях с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха, в том числе 60 млн человек при постоянном превышении ПДК токсичных веществ в воздухе. В связи с этим возрастает число людей, особенно детей, страдаю­щих от респираторных заболеваний, от болезней органов крово­обращения, аллергии, бронхиальной астмы.

Увеличение количества диоксида серы в воздухе губительно для лесных массивов; площадь поврежденных лесов с годами возрас­тает: 1000 га (1860 год), 150 тыс. га (1906 год), 50 млн. га (1994 год).

Один из наиболее опасных источников загрязнения атмосферы представляет собой автомобильный транспорт. В 1900 году в мире бы­ло 11 тыс. автомобилей, в 1950 году - 48 млн., в 1970 году - 181 млн., в 1982 году - 330 млн., в настоящее время - около 500 млн. автомоби­лей. Они сжигают сотни миллионов тонн невозобновимых запа­сов нефтепродуктов. В частности, только в Западной Европе ав­томобили (с двигателем внутреннего сгорания) потребляют около 45% всей расходуемой нефти. Подсчитано, что один автомобиль за год выбрасывает в атмосферу 600-800 кг оксида углерода, око­ло 200 кг несгоревших углеводородов и около 40 кг оксидов азота. В отработанных газах автомобилей содержится около 280 вред­ных компонентов, некоторые из них обладают канцерогенными свойствами. Автомобильный транспорт становится одним из ос­новных источников загрязнения окружающей среды. В ряде зару­бежных стран (Франция, США, Германия) автомобильный транс­порт дает более 50-60 % всего загрязнения атмосферы. В России количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от транспорта составляет 16,5 млн. т в год в том числе от автотранспорта – 13,5 млн. т (около 82 % от общего количества выбросов). В ряде регионов на долю транспорта приходится более половины выбросов: Приморский край – 55 %, Тверская область – 63 %; Пензенская область – 70 %. В Ростовской области насчитывается 650 тыс. автомо­билей, причем только в 1995 году их количество увеличилось на 75 тыс. В атмосферу области в 1995 году автотранспортом было выброшено 543 тыс. т вредных веществ (61 % от общего объема выбросов).

Структура выбросов автотранспорта в России: 84 % - по СО, 83 % - по оксидам азота, 73 % - по углеводородам – практически не отличается от структуры выбросов автотранспорта других стран. В частности, в 1995 году во Франции выбросы автотранспорта в атмосферу составили: 90 % - по СО, 75 % - по оксидам азота, 1/3 - по летучим органическим соединениям и твердым частицам.

Особенно велик «вклад» автотранспорта в загрязнение воз­душного бассейна крупных городов. Так, в Москве он составляет более 75 % выбросов. В ряде городов доля выбросов автотранс­порта на фоне снижения выбросов от промышленных предпри­ятий еще выше: Батайск – 86 %, Ростов-на-Дону – 88 %, Азов – 89 %. Определяющая доля выбросов приходится на грузовые ав­томобили и легковые индивидуального пользования.

Уровень загрязнения городов Республики Коми по индексу загрязнения атмосферы (ИЗА) автотранспортом относится к "высокому" и "повышенному"[7]. Этот уровень загрязнения определяют специфические примеси, среднегодовые концентрации которых превышают норму. В основном это бенз(а)пирен и формальдегид, в отдельных случаях - метилмеркаптан. По данным на 2004 год высокий уровень загрязнения наблюдается в городах Сыктывкаре (ИЗА= 7,5) и Воркуте (ИЗА=6,6), в остальных городах уровень загрязнения повышенный (город Ухта) или повышенный в отдельные периоды (город Сосногорск).

Средние за год концентрации бенз(а)пирена составили:

- город Сыктывкар, в целом по городу - 3,1 ПДК;

- город Воркута - 2,2 ПДК, максимальная - 4,0 ПДК;

- город Ухта - 2,1 ПДК, максимальная - 3,0 ПДК.

Кроме того, основными источниками загрязнения городов Республики Коми являются предприятия теплоэнергетики, добычи угля, нефти и газа, нефте- и газоперерабатывающие заводы, предприятия лесопереработки, стройиндустрии.

По данным федерального государственного статистического наблюдения в 2004 год проведен учет количества выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников 354 предприятий Республики Коми, суммарный выброс загрязняющих веществ по которым составил 660,2 тыс. т.

По сравнению с данными предыдущих лет наиболее значительное повышение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу отмечается в следующих районах Республики Коми:

- Усинский - увеличение выбросов составило 14,5 тыс. т (в том числе по оксиду углерода на - 7,7, по диоксиду серы - на 3,1, по углеводородам - 2,7 тыс. т), что обусловлено ростом объемов добычи нефти, в результате чего повышается расход газа для подогрева нефти и объем сжигания попутного газа и т.д.

- Воркутинский - увеличение выбросов составило 8,8 тыс.т (в том числе по углеводородам - 10,5 тыс.т) в результате роста добычи угля на шахтах ОАО "Воркутауголь".

- Усть-Вымский - увеличение выбросов составило 6,2 тыс.т, в том числе по углеводородам - 5,3 тыс.т.

В то же время в ряде районов отмечено снижение выбросов:

- Сосногорский - снижение выбросов составило 19,8 тыс.т, в том числе по окиси углерода - 19,6 тыс.т.

- Ухтинский - снижение выбросов составило 3,7 тыс.т.

Радиоактивное загрязнение атмосферы. Радиоактивные веще­ства относятся к особо опасным для людей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения, в основном, техногенного происхождения. Это экспериментальные взрывы атомных, водо­родных и нейтронных бомб, различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия, атомные реакторы и элек­тростанции; предприятия, где используются радиоактивные вещества; станции по дезактивации радиоактивных отходов; хранилища отходов атомных предприятий и установок; аварии или утечки на предприятиях, где производится и используется ядерное топли­во. Естественные источники радиоактивного загрязнения, в основ­ном, связаны с выходом на поверхность урановых руд и горных пород, имеющих повышенную природную радиоактивность (граниты, гранодиориты, пегматиты).

Большую опасность для людей, растений и животных пред­ставляют испытания ядерного оружия, аварии и утечки на пред­приятиях, где используется ядерное топливо.

Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно опасно, так как радионуклиды с воздухом попадают в организм и пора­жают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывает­ся не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках из-за появления многочисленных мутаций. Не существует такой малой дозы ионизирующего излучения, которая была бы безопасна для человека, растений и животных. Даже в районах умеренного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, заболевших лейкозами.

В настоящее время радиоактивное загрязнение атмосферного воздуха над территорией России определяется глобальным повы­шенным радиационным фоном, который был создан в результате проводившихся ранее ядерных испытаний, радиоактивным загряз­нением после катастрофических аварий, случившихся в 1957 году на военном производственном объединении (ПО) «Маяк» и в 1986 году на Чернобыльской АЭС. В результате аварии на ПО «Маяк» про­изошла утечка радиоактивных отходов, сбрасываемых и хранив­шихся в «бессточном» озере. В 1957 году радиоактивный фон озера составлял 120 млн. кюри, что в 24 раза больше, чем фон разрушен­ного реактора Чернобыльской АЭС. После аварии на ПО «Маяк» радиоактивными веществами была загрязнена площадь 23 тыс. км2. Загрязнение атмосферы также произошло в результате переноса ветром радиоактивной пыли с берегов и со дна озера, обнаживше­гося после засухи.

Различного рода утечки и неконтролируемые выбросы на предприятиях несколько изменяют радиологическую обстановку и носят обычно локальный характер.

К зонам радиоактивного загрязнения отнесено 14 субъектов Российской Федерации: Белгородская, Брянская, Воронежская, Калужская, Курская, Ленинградская, Липецкая, Орловская, Пен­зенская, Рязанская, Тамбовская, Тульская, Ульяновская области, Республика Мордовия.

Наибольшее загрязнение атмосферы происходит при взрывах термоядерных устройств. Образующиеся при этом изотопы ста­новятся источником радиоактивного распада в течение длитель­ного времени. Наиболее опасны изотопы стронция-90 (период полураспада 25 лет) и цезия-137 (период полураспада 33 года).

Радиоактивные вещества распространяются не только воздуш­ным путем. В миграции радиоактивных элементов большую роль играют цепи питания: из воды эти элементы поглощаются планк­тоном, который служит пищей для рыб, они, в свою очередь, по­едаются хищными рыбами, рыбоядными птицами и зверями.

Радиоактивное излучение опасно для человека, вызывает у не­го лучевую болезнь с повреждением генетического аппарата кле­ток. Это ведет к появлению у людей злокачественных опухолей, наследственных заболеваний и уродств у потомства.

studfiles.net

16. Естественные и антропогенные источники загрязнения атмосферы

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

  • Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)

  • Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:

    • Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного,  железнодорожного,  воздушного, морского и речного транспорта;

    • Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах,  отоплении;

    • Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище  и  переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

  • Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;

  • Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;

  • Радиоактивные загрязнители.

.17. Экологические факторы среды (абиот, биот, антроп.)

Экологический фактор – это любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития. Фактор от латинского слова «делающий, производящий» движущая сила, причина какого – либо процесса, явления. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор специфичными приспособительными реакциями. Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории:

  • факторы не живой природы (абиотические или абиогенные)

  • факторы живой природы (биотические или биогенные)

  • антропогенные

Классификация экологических факторов среды (по И. Н. Пономарёвой 1975г).

Абиотические:

  1. климатические: свет, температура, влага, движение воздуха, давление.

  2. орографические: рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона.

  3. эдафогенные (от греческого слова «эдафос» почва): механический состав, влагоёмкость, воздухопроницаемость, плотность.

  4. химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов.

Биотические:

  1. фитогенный: растительные организмы (воздействие растений)

  2. зоогенные: животные (воздействие животных)

  3. микробиогенные или микробогенные: вирусы, простейшие, бактерии (воздействие микробов)

  4. антропогенные: деятельность человека

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические и эдофические.

Физические факторы – это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и т.д.). В качестве примера: температура если высокая, вызывает ожог, если низкая, то обморожение.

Химические факторы – это те, которые происходят от химического состава среды. В качестве примера: солёность воды.

Эдофические факторы (почвенные) – это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, то есть те для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений.

Хорошо известно влияние химических компонентов: температуры, влажности, структуры почв, содержание гумуса и т.п. на рост и развитие растений.

Не только абиотические факторы влияют на организмы. Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые ресурсы, за обладание определенными пастбищами или территорий охоты, то есть вступать в конкурентную борьбу между собой. При этом проявляются хищничества, паразитизм и другие сложные взаимоотношения, как на внутривидовом, так и особенно на межвидовом уровнях. Это уже факторы живой природы или биотические факторы.

Биотические факторы – это совокупность влияний, жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания, то есть существует способность самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания.

studfiles.net

Естественные и искуственные источники загрязнения атмосферы?

Источники загрязнения атмосферы могут быть естественными и искусственными. Естественными источниками загрязнения атмосферы служат извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ.

К искусственным (антропогенным) источникам загрязнения атмосферы относятся промышленные и теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйство, бытовые отходы.

Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такие грозные явления природы, как извержения вулканов и пыльные бури. Обычно они имеют катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли. После прекращения извержения общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. Так, в результате извержения вулкана Кракатау в 1883 г. в атмосферу было выброшено около 150 млрд т пыли и пепла. Мелкие пылевые частицы держались в верхних слоях атмосферы в течение нескольких лет.

При извержении вулканов происходит тепловое загрязнение атмосферы, так как в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Температура их, в том числе паров и газов, такова, что они сжигают все на своем пути.

Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Чаще всего они возникают в засушливые годы. В России наиболее опасны пожары в Сибири, на Дальнем Востоке, на Урале, в Республике Коми.

Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности частиц почвы. Сильные ветры -смерчи и ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки пород, но долго в воздухе они не держатся. При сильных пыльных бурях в атмосферный воздух поднимается до 50 млн т пыли.

Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для атмосферы. Они способствуют поступлению в атмосферный воздух инородных, не свойственных естественным условиям газов и веществ. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества антропогенного происхождения подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90% от общей массы выбрасываемых в атмосферу искусственных загрязняющих веществ.

Особое место среди источников загрязнения атмосферы занимает химическая промышленность. Для химической промышленности характерна высокая концентрация предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды. Вещества, выделяемые в атмосферу, могут вступать в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Часто образуется озон в концентрациях, во много раз превосходящих нормальный его уровень в воздухе у поверхности Земли, что опасно для жизни растений, жи­вотных и человека.

С выхлопными газами в воздух попадают угарный газ, оксиды азота, углеводороды, свинец и его соединения. Поступление свинца и его соединений в воздух связано с тем, что к дизельному топливу и бензину для снижения детонации и повышения КПД двигателей внутреннего сгорания добавляется тетраэтилсвинец. Известно, что городской воздух содержит свинца в 20 раз больше, чем деревенский, и в 2000 раз больше, чем морской.

Серьезные последствия имеет загрязнение воздуха хлорфторметанами, или фреонами. Широкое использование фреонов в холодильных установках, в производстве аэрозольных баллонов приводит к появлению их на больших высотах, в стратосфере и мезосфере. Высказываются опасения относительно возможности взаимодействия озона с галогенами, которые выделяются из фреонов под действием ультрафиолетового излучения.

Радиоактивное загрязнение атмосферы особенно опасно для людей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения. Это экспериментальные взрывы атомных, водородных и нейтронных бомб; различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия; атомные реакторы и электростанции; предприятия, где используются радиоактивные вещества.

otvet.mail.ru

14. Естественные источники загрязнения атмосферы.

Естественное загрязнение вызвано природными процессами. Это вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, дым от лесных пожаров.

Когда происходят извержения, расплавленная порода, или магма, из глубины Земли поднимается к поверхности и либо с гигантской силой выбрасывается, либо вытекает через отверстие вместе с обломками скал и выделением газа. При извержении вулканов происходит тепловое загрязнение атмосферы, так как в воздух выбрасываются сильно нагретые вещества. Температура их, в том числе паров и газов, такова, что они сжигают все на своем пути.

Природный процесс горения. Природный процесс горения может отрицательно сказаться на климате Земли. Под действием солнечного света в присутствие кислорода органические соединения воспламеняются и горят. Продуктами их горения являются углекислый газ и вода. Т. к. углекислый газ является главной причиной усиления парникового эффекта, пожары являются одним из природных загрязнителей атмосферы, несмотря на то, что они также наносят не меньший ущерб человеку. Из-за недостаточных противопожарных мер леса страдают от пожаров, наносит ущерб лесам и загрязнение атмосферы. Причиняемый урон и вымирание лесов ведут к эрозии почвы, сокращению разнообразия растительного и животного мира, деградации бассейнов рек. Уменьшается число деревьев поглощающих двуокись углерода.

Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности мельчайших частиц почвы. Сильные ветры - смерчи и ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки горных пород, но они не держатся долго в воздухе. При сильных бурях в атмосферный воздух поднимается до 50 млн. т пыли. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи; провоцируют их интенсивная распашка, выпас скота, сведение лесов и кустарников. Наиболее часты пыльные бури в степных, полупустынных и пустынных районах. В России катастрофические пыльные бури наблюдались в 1928-м, 1960-м, 1969-м, гг.

Вихри. Выгнутые в изогнутую трубку вихри, в диаметре 100-500м, проносящиеся над морем  смерчи, а над сушей – тромбы (в Северной Америке – торнадо), возникают перед грозовым облаком в виде расширяющихся кверху и книзу тёмных столбов между облаком и землёй или поверхностью воды. Скорость их перемещения доходит до 30-40км/ч, иногда – до 150км/ч. Внутри вихря давление очень низкое, потому он всасывает в себя всё попадающееся на пути: деревья, линии электропередач, транспортные средства засасываются вместе с песком, травой и водой – тем самым, загрязняя атмосферу взвешенными частицами.

Из космоса.  За год Земля принимает 19000 малюсеньких тел массой до 1кг, 4100 малых метеоритов – более 1кг и приблизительно 830 – более 10кг. Всего 9% массы всех метеоритов, ворвавшихся в атмосферу Земли, доходят до её поверхности. Остальные сгорают в слоях атмосферы, оставляя в ней оксиды металлов (в основном железа).

15. Пдв, пдс.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ, г/с) – это максимально кол-во загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается выбрасывать предприятию в атмосферу, не вызывая при этом превышения в них ПДК загрязн-х веществ и неблагоприятных экологических последствий. Норматив проектов ПДВ устанавливается для стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха. Проекты ПДВ разрабатываются с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы и других экологических нормативов.

Проект ПДВ является необходимым для промышленных предприятий, располагающих стационарными источниками загрязнения атмосферного воздуха. Проекты нормативов пдв разрабатывается во исполнение Закона РФ «Об охране атмосферного воздуха», Федерального закона «Об охране окружающей среды», Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий СН-244, ГОСТом 17.2.3.02-78 и другими нормативно-правовыми и методическими документами.

Основной задачей проекта пдв является разработка комплекса мероприятий по защите атмосферного воздуха. Целью разработки проектов пдв является снижение приземных концентраций загрязняющих веществ в зоне проживания людей до величин, допустимых по санитарным нормам.

В качестве исходных данных используются результаты инвентаризации источников выбросов.

ПДС (Предельно допустимые сбросы, г/с) – это максимально кол-во загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается сбрасывать предприятию в водоём, не вызывая при этом превышения в них ПДК загрязн-х веществ и неблагоприятных экологических последствий.

Разработка ПДС необходима в следующих случаях:

• получение лицензии на водопользование

• организации государственного надзора за эксплуатацией и охраной объекта водопользования

• определение величины платежа за пользование объектом водопользования

• наложение штрафных санкций и предъявления исков за нарушение законодательства

• анализ существующих водозащитных мероприятий и их эффективность

studfiles.net

Антропогенные источники загрязнения атмосферы

Наибольшее количество загрязнений антропогенного происхождения попадает в атмосферу в результате сжигания различных видов топлива, основу которого составляют органические вещества — нефть и нефтепродукты, каменный и бурый угли, горючие сланцы, газ, дрова, торф. Кроме основных горючих компонентов — восстановленных углерода и водорода, дающих при соединении с кислородом в процессе горения углекислый газ и воду, все они, кроме газа, содержат негорючие минеральные примеси, образующие при сгорании топлива пылевые частицы различного состава, или горючие вещества, например серу, дающие окислы, которые в больших концентрациях могут быть достаточно опасны. Кроме того, в высокотемпературном пламени частично окисляется азот воздуха, добавляя к выбросам окислы азота. Наиболее чистое топливо — газ, как природный, так и получаемый при переработке нефти или в процессах метанового брожения органических веществ. Больше всего минеральных частиц образуется при сжигании горючих сланцев, бурого угля и торфа. Использующие эти виды топлива тепловые электростанции выбрасывают в атмосферу особенно много загрязнений.

Для уменьшения концентрации вредных примесей в приземном слое воздуха котельные тепловых электростанций и крупных промышленных предприятий оборудуют высокими, до 100-200 и более метров, дымовыми трубами. Чем в более высокие слои воздуха выбрасываются загрязнения, тем ниже их концентрация в приземном слое, но на тем большую площадь они рассеиваются. Крупные промышленные центры создают сверхфоновую концентрацию взвешенных частиц, окислов серы и азота, окиси углерода на десятки километров вокруг себя, а при устойчивом ветре постоянного направления — и на сотни километров.

Кроме создания концентрации загрязнений, многократно превышающей фоновую для природных примесей, промышленность и транспорт выбрасывают в воздух множество веществ, вообще не встречающихся в природных примесях. К таким веществам у живых организмов нет выработанных эволюцией механизмов обезвреживания или использования. Некоторые из них высокотоксичны, например многие промежуточные продукты химических производств. Аварийный выброс одного из таких веществ, диоксана, на химическом заводе в городе Бхопал в Индии в начале 80-х годов привел к гибели и серьезным отравлениям нескольких тысяч человек. Постоянные выбросы производственной пыли, содержащей бактериальные белки, на некоторых биохимических производствах приводили к распространению среди живущего поблизости населения острейших аллергических заболеваний.

Десятки миллионов двигателей внутреннего сгорания, работающих на всех видах транспорта, выбрасывают в атмосферу огромные количества окислов азота и серы, особенно дизельные двигатели, использующие дешевое «тяжелое» топливо. Автомобильные моторы выбрасывают также много продуктов неполного сгорания углеводородов, многие из которых обладают высокой канцерогенной активностью, и окиси углерода — угарного газа. В больших городах и вблизи автомагистралей основной источник загрязнения приземных слоев воздуха — автотранспорт.

Вклад сельского хозяйства в загрязнение воздуха относительно невелик, хотя в тех случаях, когда не налажена переработка отходов животноводства, в воздух попадает значительное количество летучих органических соединений азота и серы, которые создают устойчивый неприятный запах и небезразличны для здоровья людей. Но если эти загрязнения оказываются существенными только в отдельных местах, то загрязнения от промышленности, энергетики и транспорта настолько значительны по объему, что влияют не только на сугубо местные условия, но иногда способны изменить весь ход биосферных процессов.

Химический состав антропогенных загрязнений

В общей массе антропогенных загрязнений воздуха наиболее значительную долю составляют окислы углерода. Большая часть углерода различных видов органического топлива окисляется до двуокиси углерода, меньшая — до окиси углерода, или угарного газа. Количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу промышленностью, транспортом, тепловыми электростанциями и системами отопления, превышает 7 миллиардов тонн в год, или более 2 миллиардов тонн в расчете на углерод.

Это всего около 2% от массы углерода, поступающего из естественных источников и связываемого растениями в процессе фотосинтеза. Однако эти добавочные 2% оказываются в значительной мере избыточными и не успевают связываться растениями планеты. Дело тут, очевидно, не столько в возможностях самого процесса фотосинтеза, который в нормальных условиях существования растений активируется при повышении концентрации углекислого газа и автоматически мог бы привести концентрацию С02 в состояние исходного равновесия. Изымается из круговорота углерода, что ведет к снижению концентрации С02 в воздухе, только углекислый газ, который связывается водными организмами, строящими свои скелеты из углекислого кальция, и вошедший в восстановленном виде в состав органического вещества, «захораниваемого» в обширных болотах самого разного типа. Осушение болот, повышение кислотности вод, ведущее к разложению карбонатов, подавление фотосинтеза разнообразными загрязнениями — вот только некоторые причины нарушения равновесия между поступлением в атмосферу углекислого газа и его связыванием. В результате в последние десятилетия наблюдается устойчивая тенденция повышения концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе. Так, болота только Западной Сибири ежегодно связывают в виде торфа и захораниваемой под слоем воды древесины не менее 50 млн. тонн углерода или 180 млн. тонн углекислого газа.

Именно общая концентрация углекислоты в атмосфере имеет наибольшее значение, поскольку этот газ эффективнее всех других «парниковых» газов экранирует тепловое излучение Земли, и повышение его содержания в атмосфере ведет к повышению средней температуры поверхности планеты. И для растений, и для животных углекислый газ становится вредным в значительно более высоких концентрациях, чем те, которые обычно встречаются даже в экстремальных условиях горячих цехов и плохо проветриваемых помещений. Окись углерода (угарный газ), напротив, очень токсична даже в небольших концентрациях, поскольку она прочно связывается с гемоглобином крови, лишая его способности переносить кислород. Опасные концентрации окиси углерода могут возникать не только при неправильной топке печей или в некоторых производственных помещениях, но и на улицах городов при отсутствии ветра и обилии автотранспорта. Содержание СО2 в выхлопе считается одним из важнейших показателей качества регулировки автомобильного двигателя.

Наиболее распространенные соединения азота антропогенного происхождения — его окислы, от закиси до двуокиси азота, образующиеся при сжигании любого топлива в потоке воздуха. При температуре пламени азот воздуха частично окисляется, связываясь с кислородом. Чем выше температура пламени, тем, как правило, выше КПД устройства, преобразующего тепловую энергию, что повышает экономичность соответствующей технологии и способствует ее внедрению в практику. Но чем выше эта температура, тем больше в топке образуется окислов азота. И хотя такое окисление азота делает его доступным для растений, полезные или хотя бы безвредные концентрации этих окислов в воздухе много ниже тех, которые возникают в зоне выпадения осадков крупных промышленных центров. Растворяясь в каплях тумака, в дождевой воде, окислы азота образуют азотную и азотистую кислоты, которые в значительной мере определяют кислотность дождей и могут серьезно повлиять на равновесие в экосистемах.

Многие виды топлива содержат в некотором, иногда значительном, количестве серу. Образующиеся при сжигании такого топлива окислы хорошо растворяются в атмосферных осадках, образуя слабые серную и сернистую кислоты. Действуя вместе с азотной и азотистой кислотами, они обусловливают иногда очень высокую, вплоть до рН 2,0, кислотность осадков и являются причиной «кислых дождей», сильно обеднивших экосистемы многих озер и рек Европы и Северной Америки. Ливневые дожди оказываются менее кислыми, чем слабые моросящие. Это естественно — при той же исходной концентрации окислов в воздухе, в последнем случае они растворяются в меньшем количестве воды. Такие слабые дожди, проходящие в подветренной по отношению к крупным промышленным центрам стороне, иногда вызывают повреждение листьев растений, снижают их устойчивость к вирусным и грибковым заболеваниям. В самих промышленных центрах, многочисленные дымовые трубы которых выбрасывают особенно много окислов азота и серы, слабые моросящие дожди иногда оказываются настолько кислыми, что повреждают не только городскую растительность, но и некоторые виды синтетических тканей одежды людей, вызывают сильное раздражение дыхательных путей и кожи, ускоряют коррозию металлических конструкций и разрушают мраморные скульптуры и детали произведений архитектуры многих исторических памятников, например в Италии.

Особую категорию загрязнений воздушного бассейна составляют вещества, не свойственные природным экосистемам и потому особенно опасные как для их состояния, так и непосредственно для здоровья человека. Среди них есть как неорганические, так и органические вещества. Например, чистый хлор, широко применяемый в ряде химических производств, в природе, за исключением незначительной примеси в вулканических газах, не встречается. Хлор ядовит, к тому же он имеет большую, чем воздух, плотность, и при авариях или утечках «растекается» по поверхности, скапливаясь в понижениях рельефа. Человека, если опасность утечки хлора учтена заранее, может спасти противогаз, а животные и растения оказываются беззащитными.

Развитие химической промышленности, в частности органического синтеза, привело к тому, что в природную среду попадает ежегодно 2-3 тысячи новых веществ, никогда прежде не существовавших в природе. Среди них есть и относительно безвредные, и такие высокотоксичные, как уже упоминавшийся в связи с трагедией в Бхопале диоксан.

Многие высокомолекулярные вещества, попадающие в природную среду при работе химических и биохимических производств, в частности микробные белки, обладают высокой аллергенной активностью и способны вызывать массовые аллергические заболевания у людей, живущих в зоне распространения таких выбросов.

Хотя для некоторой части низкомолекулярных органических веществ техногенного происхождения установлены относительно безопасные концентрации в воздухе, взаимодействие нескольких вредных веществ, каждое из которых присутствует в как будто бы безвредных концентрациях, может вести к заметным нарушениям здоровья людей и разрушительно влиять на экосистемы. Ввиду обилия самых различных загрязнений в воздушном бассейне крупных городов, особенно имеющих мощные химические производства, механизмы их взаимоусиливающего действия очень слабо изучены. Однако анализ заболеваемости людей в таких промышленных центрах часто позволяет однозначно определить высокий уровень вредности того «коктейля» вредных веществ, который содержится в воздухе этих городов.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях: Поиск по сайту:

geography-ege.ru

10.Источники антропогенного загрязнения атмосферы.

К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорта, различные машиностроительные и промышленные предприятия, а также с/х производство.Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной дея-тельности человека—диоксид серы (SO2), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в об-щем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных за-грязнителей, в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых—формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, ам-миак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно кон-центрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наи-более часто превышают допустимые уровни во многих горо-дах Казахстана

Атмосфера- Человек оказывает воздействие на различные параметры и свой-ва атмосферы, ее хим. состав, тепловой режим, перемещение, электромагнитность. В результате деятельности человека в атмосферу попадают сотни в-в, которые становятся загрязнителями либо то, что они чуждые для атмосферы. Воздействия на атмосферу стали заметны, когда стали вырубать леса, выжигать леса, делать распашку земель, осушать, орошение, строительство городов, промышленных объектов.

11.Основные факторы загрязнения (поллютанты) атмосферного воздуха.

Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воз­духа, образующиеся в процессе производственной и иной дея­тельности человека — диоксид серы ( S 02), оксиды азота ( NOx ), оксид углерода (СО) й твердые частицы. На их долю прихо­дится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и посел­ков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых — формальдегид, фтористый водород, соеди­нения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Од­нако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.)

12.Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы: парниковый эффект, нарушение озонового слоя, кислотные дожди.

  • Парниковый эффект - повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике. Последствия - изменение климата Земли.

  • Разрушение озонового слоя. Озоновые дыры - локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли. Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на Землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. Также от повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

Кислотные дожди - атмосферные осадки в виде дождя, снега, града, тумана, содержащие соединения серы и соединения азота.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Последствия кислотных дождей:

  • Кислотные дожди заметно повышают кислотность озер, прудов, водохранилищ, в результате чего там постепенно вымирает их естественная флора и фауна. В результате изменения экосистемы водоемов, происходит их заболачивание, засорение, повышенная илистость. Кроме того, в результате таких процессов вода становится непригодной для использования человеком. В ней повышается содержание солей тяжелых металлов и различных токсичных соединений, которые в нормальной ситуации поглощаются микрофлорой водоема.

  • Кислотные дожди приводят к деградации лесов, вымиранию растений. Особенно страдают хвойные деревья, так как медленное обновление листвы не дает им возможности самостоятельно устранять последствия кислотных дождей. Очень подвержены таким осадкам и молодые леса, качество которых стремительно падает. При постоянном воздействии воды с повышенной кислотностью, деревья погибают.

  • В США и Европе кислотные дожди – одна из распространенных причин плохих урожаев, вымирания сельскохозяйственных культур на огромных площадях. При этом причина такого ущерба кроется как в прямом воздействии, которое оказывают кислотные дожди на растения, так и в нарушениях минерализации почвы.

  • Кислотные дожди наносят непоправимый ущерб памятникам архитектуры, здания, сооружениям, разъедают краски, синтетические соединения. Действие таких осадков вызывает ускоренную коррозию металлов, выход из строя механизмов.

  • При текущей кислотности, которую имеют кислотные дожди, в некоторых случаях они могут наносить прямой вред человеку и животных. Прежде всего, люди в зонах повышенной опасности страдают от заболеваний верхних дыхательных путей. Впрочем, не так далек тот день, когда насыщенность вредных веществ в атмосфере достигнет уровня, при котором в виде осадков будет выпадать серная и нитратная кислота достаточно высокой концентрации. В такой ситуации угроза здоровью человека окажется уже значительно более высокой.

studfiles.net

2.3. Природные и антропогенные источники загрязнения

В природоохранной практике необходимо учитывать не только антропогенные источники загрязнения (обусловленные сознательной деятельностью человека), но и природные. При этом вследствие загрязнения воздуха природными источниками сокращение промышленных выбросов не всегда может дать требуемый положительный эффект.

Следует подчеркнуть, что если выбросы от антропогенных источников оценивают уже давно (в США с 1900 г.), то выбросы от природных источников начали оценивать сравнительно недавно.

К природным источникам биогенного характера относятся растения и микроорганизмы, выделяющие различные химические соединения.

К природным источникам небиогенного характера относятся геотермальные источники, грозовые разряды и молнии, процессы природного горения, водные и почвенные аэрозоля (переносимые массами атмосферного воздуха).

При этом в атмосферу попадают твердые и газообразные вещества, которые относят к непостоянным примесям, переменным составным частям атмосферного воздуха.

К непостоянным примесям природного происхождения относят: водяной пар, озон, оксиды азота, аммиак, диоксид серы, фторид и хлорид водорода, сероводород и взвешенные частицы. На долю примесей природного происхождения приходится около 50% соединений серы, 93% оксида углерода, 98% оксида азота и 87% реактивных углеводородов.

Водяной пар содержится в атмосфере в концентрации 1-3%, причем основная его масса сосредоточена в слое атмосферы от 0 до 6 км. И хотя водяной пар в настоящее время не считают загрязнителем, однако при его поступлении в больших количествах возможно изменение температуры атмосферы.

Озон является одним из наиболее опасных компонентов, который активно вовлекается в окислительные процессы и является сильным фитотоксином. В нижнем атмосферном слое он образуется в фотохимических процессах с участием соединений, а также и при электрических разрядах. Наиболее высокие его концентрации наблюдаются в промышленных районах и высокогорных областях. Основное его количество распределяется в слое атмосферы на высоте 25-40 км.

Аммиак поступает в атмосферу в результате распада органических азотосодержащих веществ и может присутствовать в воздухе вдали от населенных пунктов в концентрации 0,003-0,005 мг/м3.

Взвешенные частицы природного происхождения представляют собой солевые частицы морской воды, почвы, растений, метеорной пыли, спор бактерий и цветочной пыльцы.

Серосодержащие соединения образуются в естественных Условиях в результате деятельности растений, живых организмов, при вулканической и геотермальной деятельности.

Образующиеся в результате жизнедеятельности растений Ненасыщенные углеводороды (в основном изопрены и терпены) крайне реакционноспособны в атмосферных окислительных процессах и быстро превращаются в активные частицы - свободные радикалы.

При извержениях вулканов в выделяющихся серосодержащих соединениях преобладает диоксид серы. В меньшем количестве в атмосферу поступают сероводород, карбонилсульфид, сульфаты в виде аэрозолей и твердых частиц. В мире ежегодно в результате вулканической деятельности выделяется 4 -16 млн т сернистых соединений.

Сероводород поступает в атмосферу в результате просачивания серосодержащего природного газа, жизнедеятельности бактерий, деятельности вулканов и геотермальных источников. В Мировом океане обнаружено только одно соединение, содержащее серу, - диметилсульфид. Распределение его в поверхностном слое вод Мирового океана аналогично распределению хлорофилла. Однако биогенные механизмы его образования пока не выяснены.

Более важную роль по сравнению с источниками серосодержащих соединений играют природные источники оксидов азота. Природными источниками оксидов азота являются грозовые разряды и молнии, а также биогенные выделения (в виде продуктов жизнедеятельности бактерий).

Общее количество оксидов азота из природных источников оценивается в 450 млн т/год.

Летучие органические соединения, в отличие от оксидов серы и азота, поступают в атмосферу главным образом из природных источников (65% от общего количества). Основной природный источник этих веществ - растения, в результате жизнедеятельности которых образуются непредельные соединения (терпеновые углеводороды и производные изопрена). Они активно участвуют в химических реакциях, протекающих в атмосфере, способны взаимодействовать с озоном и гидроксильными радикалами, инициируют химические реакции, в результате которых образуется целый ряд продуктов. Из природных источников выделяется более 90% летучих органических соединений. Количество их возрастает при повышении температуры и интенсивности солнечного освещения (летом их значительно больше, чем зимой).

По количеству выбросов природные источники в ряде случаев сопоставимы с антропогенными. Так, исследователями в США установлено, что из природных источников в атмосферу поступает около 35 млн т летучих органических соединений, тогда как выбросы этих соединений из антропогенных источников составляют 21 млн т [12]. Причем главными их поставщиками являются хвойные породы леса.

И, тем не менее, примеси природного происхождения обычно рассредоточены в пространстве, перемешиваются в воздухе и рассеиваются, как правило, нейтрализуются в процессе естественного самоочищения атмосферы.

Более опасны примеси антропогенного происхождения. Они характеризуются большой сосредоточенностью в пространстве, неоднородностью по составу и неравномерностью распределения. Загрязнения антропогенного происхождения наблюдаются в густонаселенных районах, содержат много веществ, отрицательно влияющих на здоровье человека, предметы материального производства, растительный и животный мир.

Основными источниками загрязнения антропогенного происхождения являются тепловые электростанции (29% всех загрязнений), предприятия черной и цветной металлургии (соответственно 24 и 10,5%), нефтехимической промышленности (15,5%), строительных материалов (8,1%), химической промышленности (1,3%), автотранспорта (13,3%) и другие. Причем в крупных городах доля выбросов загрязняющих веществ автотранспортом достигает 60-80 % и более.

Неотъемлемыми компонентами техногенных выбросов являются диоксид серы, оксид углерода и пыль (табл. 2.3).

Процессы горения играют важную роль в образовании загрязнений атмосферы; основные продукты сгорания топлива - диоксид и окись углерода. В результате окисления примесей, содержащихся в топливе, образуются также оксиды серы и азота. Более 58% выбросов диоксида серы образуется в результате функционирования тепловых электростанций.

Черная металлургия является также источником выбросов оксида углерода, марганца, небольших количеств соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и др.

Таблица 2.3. Выбросы пыли и диоксида серы в атмосферу различными предприятиями, %

Предприятия

Пыль

Диоксид серы

Тепловые электростанции

42,5

58,6

Предприятия черной металлургии

25,6

17,6

Предприятия цветной металлургии

2,8

18,5

Предприятия промышленности строительных материалов

27,4

Предприятия химической и нефтеперерабатывающей промышленности

1,7

5,3

Нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность являются источником таких загрязнений, как углеводороды, кислые примеси, твердые частицы.

Химическая промышленность - источник пыли от неорганических производств, сероуглерода, хлористых соединений и др.

Угольная промышленность выбрасывает в атмосферу диоксид серы, оксид углерода, продукты возгонки смолистых веществ.

В выхлопных газах автомобилей содержатся оксид углерода, оксиды азота, различные углеводороды, альдегиды, соединения свинца и др. Один автомобиль в среднем ежегодно поглощает 4 т кислорода и выбрасывает с выхлопными газами около 800 кг оксида углерода, 40 кг оксидов азота и 200 кг углеводородов.

Загрязнителями воздуха являются также сельскохозяйственные объекты (животноводческие, птицеводческие, энергетические и тепловые). Основной и опасный загрязнитель в процессе сельскохозяйственного производства - пестициды.

Источником выбросов кислых компонентов (оксидов и диоксидов углерода, диоксида серы, оксидов азота, сероводорода) являются продукты сжигания мусора и отходов.

Выброс в атмосферу кислых продуктов обусловлен, прежде всего, процессами горения, которые характерны для нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. При сгорании топлива происходит окисление соединений углерода и водорода, основных компонентов топлива, с выделением углекислого газа и водяного пара. При недостатке кислорода происходит неполное окисление.

С + ½ О2→ СО+111 МДж/моль.

Часть образующегося диоксида углерода может вступать в реакцию с углеродом с образованием оксида

С + СО2→ 2СО - 172 МДж/моль.

Таким образом, обедненная смесь топливо-воздух приводит к образованию оксида углерода. Продукты неполного сгорания нефти или угля в виде летучих органических соединений являются компонентами дыма и загрязняют атмосферу.

Примеси, содержащиеся в топливе, также способствуют образованию побочных продуктов и сгорают с образованием диоксидов серы и азота.

S+О2→ SО2;

N+O2→ NO2.

В меньшей степени протекает дальнейшее окисление.

2+O → SО3;

2 + ½ О3→ SO3+85 МДж.

В результате окисления азота, содержащегося в топливе, и атмосферного азота выделяется также оксид азота.

N2 + O → NO + N - 315 МДж/моль;

N + О2→ NО + О + 133 МДж/моль.

При высоких температурах в пламени образуются оксиды азота из активных атомов азота и кислорода, а также гидроксильных радикалов. Выбросы в атмосферу оксидов азота из антропогенных источников составляют почти 50 млн т в год.

А. В. Дончевой и С. Г. Покровским (1999) была построена классификация отраслей промышленности по их экологической опасности для природной среды с использованием индекса экологической опасности, рассчитанной по отношению к валовой продукции и к численности промышленно-производственного персонала (табл. 2.4).

Таблица 2.4. Классификация отраслей промышленности по экологической опасности для природной среды1

Отрасли промышленности

Индекс экологической опасности, рассчитанный по отношению к валовой продукции

Цветная металлургия, микробиологическая

Иэ>10,1

Химическая, нефтехимическая, черная металлургия, теплоэнергетика

Rэ= 5,1 -10,0

Лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная, топливная

Rэ= 1,1 -5,0

Строительных материалов, пищевая, машиностроение и металлообработка, легкая промышленность

Rэ= 0,05-1,0

studfiles.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о