Замърсяване на земната атмосфера: източници, видове, последствия.

Разграничете естествено(естествен) и антропогенен(изкуствени) източници на замърсяване. ДА СЕ естественоизточници включват: прашни бури, пожари, различни аерозоли от растителен, животински или микробиологичен произход и др. Антропогененемисиите в атмосферата възлизат на повече от 19 милиарда тона годишно, от които повече от 15 милиарда тона въглероден диоксид, 200 милиона тона въглероден оксид, повече от 500 милиона тона въглеводороди, 120 милиона тона пепел и др.

На територията на Руската федерация, например, през 1991 г. емисиите на замърсители във въздуха възлизат на около 53 милиона тона, включително промишлеността - 32 милиона тона (61%), автомобилите - 21 милиона тона (39%). В един от големите региони на страната, Ростовска област, емисиите на замърсители във въздуха през 1991 и 1996 г. възлизат съответно на 944,6 хил. тона и 858,2 хил. тона, в това число:

твърди вещества	112,6 хиляди тона
серен диоксид	184,1 хиляди тона	133,0 хиляди тона
въглероден окис	464,0 хиляди тона	467,1 хиляди тона
Азотен оксид
въглеводороди
летяща орг. конн.

Повече от половината от общия обем идва от емисии от моторни превозни средства. Замърсителите се произвеждат предимно като странични продукти или отпадъци от добива, преработката и използването на ресурси и могат също да бъдат форма на вредни енергийни емисии като излишна топлина, шум и радиация.

Повечето естествени замърсители (напр. вулканични изригвания, изгаряне на въглища) са разпръснати в широка област и тяхната концентрация често е намалена до безопасно ниво (поради разлагане, разтваряне и дисперсия). Антропогенното замърсяване на въздуха възниква в градските райони, където големи количества замърсители са концентрирани в малки обеми въздух.

Следните осем категории замърсители се считат за най-опасни и широко разпространени:

1) суспензии - най-малките частици от вещество в суспензия;

2) въглеводороди и други летливи органични съединения, намиращи се във въздуха под формата на пари;

3) въглеродният окис (CO) е изключително токсичен;

4) азотни оксиди (NOx) – газообразни съединения на азот и кислород;

5) серни оксиди (SO 2 диоксид) – отровен газ, опасен за растенията и животните;

6) тежки метали (мед, калай, живак, цинк и др.);

7) озон и други фотохимични окислители;

8) киселини (предимно сярна и азотна).

Нека да разгледаме какви са тези замърсители и как се образуват.

В големите градове можете да намерите два основни вида източници на замърсители: точка, например тръба на ТЕЦ, комин, изпускателна тръба на автомобил и др. И неточков– навлизане в атмосферата от обширни източници.

Има твърди, течни и газообразни вещества, които замърсяват околната среда.

Твърди– образуват се при механична обработка на материали или тяхното транспортиране, при горивни и топлинни производствени процеси. Те включват прах и суспензии, образувани: първият - по време на добива, обработката и транспортирането на насипни материали, различни технологични процеси и ветрова ерозия; вторият - при открито изгаряне на отпадъци и от промишлени тръби в резултат на различни технологични процеси.

Течностзамърсителите са продукт на химични реакции, кондензация или разпръскване на течности в технологични процеси. Основните течни замърсители са петролът и неговите рафинирани продукти, които замърсяват атмосферата с въглеводороди.

Газообразензамърсителите се образуват в резултат на химични реакции, електрохимични процеси, изгаряне на гориво и редукционни реакции. Най-честите замърсители в газово състояние са: въглероден оксид CO, въглероден диоксид CO 2, азотни оксиди NO, N 2 O, NO 2, NO 3, N 2 O 5, серен диоксид SO 2, хлорни и флуорни съединения.

Нека да разгледаме най-опасните, широко разпространени замърсители. Какви са те и каква е тяхната опасност?

1. ПрахИ окачване– това са фини частици, суспендирани във въздуха, например дим и сажди (Таблица 4.2). Основните източници на суспендирани вещества са промишлени тръби, транспорт и открито изгаряне на гориво. Можем да наблюдаваме такива суспензии под формата на смог или мъгла.

Чрез дисперсия, т.е. Степента на смилане разграничава праха:

Груби – с частици по-големи от 10 микрона, утаяващи се в неподвижен въздух с нарастваща скорост;

Средно дисперсен - с частици от 10 до 5 микрона, бавно се утаяват в неподвижен въздух;

Фини и димни - с частици с размер 5 микрона, бързо се разсейват в околната среда и почти не се утаяват.

Таблица 4.2

Основни източници на замърсяване на въздуха

	Аерозоли	Газообразни емисии
Котли и промишлени пещи		NO 2, SO 2, както и CO, алдехиди (HCHO), органични киселини, бензопирен
Автомобилни двигатели		CO, NO 2, алдехиди, неканцерогенни въглеводороди, бензопирен
Нефтопреработваща промишленост		SO 2, H 2 S, NH 3, NO x, CO, въглеводороди, киселини, алдехиди, канцерогени
Химическа индустрия		В зависимост от процеса (H 2 S, CO, NH 3), киселини, органични вещества, разтворители, летливи сулфиди и др.
Металургия и коксохимия		SO 2 , CO, NH 3 , NO X , флуоридни и цианидни съединения, органични вещества, бензопирен
Минен		В зависимост от процеса (CO, флуорид, органични вещества)
Хранително-вкусовата промишленост		NH3, H2S, смеси от органични съединения
Производство на строителни материали		CO, органични съединения

Нарича се прах, който може да остане във въздуха известно време аерозол, за разлика от утаения прах, наречен аерогел. Финият прах представлява най-голяма опасност за тялото, тъй като не се задържа в горните дихателни пътища и може да проникне дълбоко в белите дробове. В допълнение, финият прах може да бъде проводник в човешкото тяло на различни токсични вещества, например тежки метали, които върху прахови частици могат да проникнат дълбоко в дихателните пътища.

Могат да се дадат и други примери: комбинацията на серен диоксид с прах дразни кожата и лигавиците, при повишаване на концентрациите води до проблеми с дишането и болки в гърдите, а при много високи концентрации, значително надвишаващи ПДК, причинява смърт от задушаване.

В машиностроителните предприятия, особено в цеховете за гореща и студена обработка на метали, във въздуха на работните зони се отделя много прах, токсични и дразнещи газове. Съвременният стандарт установява максимално допустими концентрации за вредни вещества от около 1000 вида. Въз основа на степента на въздействие върху тялото, вредните вещества се разделят на четири класа:

1-во – изключително опасни вещества;

2-ро – силно опасни вещества;

3-то – умерено опасни вещества;

4-то – малоопасни вещества.

Класът на опасност на веществата се установява в зависимост от стандартите и показателите (Таблица 4.3).

Таблица 4.3

Класове на опасност и граници на замърсяване

Пределно допустимите концентрации на вредни вещества във въздуха на работното място са концентрации, които при ежедневна 8-часова (без почивните дни) работа или друга продължителност (но не повече от 41 часа седмично) през целия период на работа не причиняват заболявания или аномалии в здравето.

Максимално допустимата концентрация представлява основният стандарт, който е критерий за замърсяване; това е максималното ниво на замърсяване, което човек може да понесе без вреда за здравето, плюс 10-15% като граница на безопасност.

2. Въглеводородиса органични съединения на въглерод и водород. В техниката и промишлеността те се използват като енергийни носители, например природен газ, пропан, бензин, разтворители за бои и почистващи препарати и др. Сред особено опасните въглеводороди важно място заема бензопиренът - компонент на автомобилните отработени газове и атмосферните емисии от печки на въглища.

3. Въглероден окис. При пълното изгаряне на гориво и отпадъци, които са органични съединения, се образуват въглероден диоксид и вода:

CH4 +2O2 =CO2 +2H2O.

В случай на пълно изгаряне във въздуха се отделя въглероден диоксид, наричан още въглероден диоксид (CO 2), докато ненапълно окисленият въглерод е въглероден оксид (CO).

Въглеродният диоксид е безцветен газ със слаба миризма, който се образува при дишането на живите организми, както и при изгарянето на въглища, нефт и газ в топлоцентрали, котелни и др. В малки количества въглеродният диоксид не е опасен, но в много големи дози е фатален. Съдържанието на CO 2 във въздуха непрекъснато нараства, което е свързано с непрекъснато нарастващото количество изгаряне на въглища и петрол. През последните 100 години количеството въглероден диоксид във въздуха се е увеличило с около 14%. Увеличаването на съдържанието на въглероден диоксид във въздуха допринася за повишаване на температурата на Земята, тъй като слоят въглероден диоксид създава мощен екран, който не позволява топлината, излъчвана от Земята, да премине в космоса, което нарушава естествения топлообмен между планетата и пространството около нея. Това е т.нар зелена къща,или парников ефект.

Въглеродният оксид (CO) е непълно окислен въглерод, така нареченият въглероден оксид. CO е отровен газ, който е без цвят и мирис. Вдишването на въглероден окис блокира притока на кислород в кръвта, което води до кислороден глад на тъканите, последван от припадък, парализа на дишането и смърт.

4. Азотни оксиди(NO x) – газообразни съединения на вещества, произведени от микроорганизми; може да се образува и в продуктите от изгарянето на гориво в автомобилни двигатели, в химическата промишленост, например при производството на азотна киселина. При високи температури на горене част от азота (N 2) се окислява, образувайки моноксид (NO), който във въздуха, реагирайки с кислорода, се окислява до диоксид (NO 2) и/или тетроксид (N 2 O 4).

Азотните оксиди допринасят за образуването на фотохимичен смог, образуван от продуктите на реакцията между азотни оксиди и ненаситени въглеводороди под активното въздействие на ултравиолетовото лъчение от Слънцето.

Азотните оксиди дразнят дихателната система, лигавиците, особено белите дробове и очите, а също така имат отрицателен ефект върху човешкия мозък и нервната система.

5. серен диоксидили така нареченият серен диоксид (SO 2) е безцветен газ с остра миризма, който дразни дихателните пътища на хора и животни, особено в среди с фин прах. Основните източници на замърсяване на въздуха със серен диоксид са изкопаемите горива, изгаряни в електроцентрали. Горивото и отпадъците, отделяни във въздуха по време на горенето, съдържат сяра (например въглищата съдържат от 0,2 до 5,5% сяра). По време на горенето сярата се окислява до SO 2 . Серният диоксид причинява сериозни щети на околната среда - в растенията, под въздействието на SO 2, настъпва частична смърт на хлорофил, което има пагубен ефект върху селскостопанските култури, горските дървета и водоемите, попадайки под формата на така наречената киселина дъжд.

6. Тежки металиЗамърсявайки околната среда, те причиняват огромни вреди на хората и природата. Олово, живак, кадмий, мед, никел, цинк, хром, ванадий са постоянни компоненти на въздушната среда на големите индустриални центрове. Примеси от тежки метали могат да съдържат въглища, както и различни отпадъци.

Примери: когато тетраетилолово се използва като добавка в бензина с цел евтино предотвратяване на детонация на двигателя (този метод на добавяне е забранен в редица страни), въздухът е значително замърсен с олово. Освободен в изгорелите газове, този вреден тежък метал остава във въздуха и се пренася на големи разстояния от вятъра, преди да се утаи.

Друг тежък метал, живакът, попада от замърсения въздух във водата при процеса на биоакумулиране в езерата и попада в телата на рибите, което създава сериозна опасност от отравяне на хората по хранителната верига.

7. Озони различни активни органични съединения, които се образуват при химичните взаимодействия на азотни оксиди с летливи въглеводороди, стимулирани от слънчевите лъчи. Продуктите от тези реакции се наричат ​​фотохимични окислители. Например, под въздействието на слънчевата енергия, азотният диоксид се разпада на моноксид и кислороден атом, който, когато се комбинира с O 2, образува озон O 3.

8. Киселини, главно сяра и азот, които образуват киселинен дъжд.

Кои източници на замърсяване на въздуха представляват основната опасност за здравето на планетата?

Основните замърсители на въздуха в индустриализираните страни са автомобили и други видове транспорт, промишлени предприятия, топлоелектрически централи, голяма военна промишленост и ядрени енергийни комплекси.

Автомобилният транспорт замърсява въздуха на градовете с въглероден и азотен оксид, въглеводороди и други вредни вещества. Годишните емисии от превозни средства в Русия в началото на 90-те години възлизат на 36 милиона тона или 37% от общите емисии (около 100 милиона тона / година), включително: азотни оксиди - 22%, въглеводороди - 42%, въглеродни оксиди - около 46% ( най-голям обем емисии от автомобили е отбелязан в Москва – над 840 хиляди тона/годишно).

Сега в света има няколкостотин милиона лични автомобили, почти половината от тях - около 200 милиона - на американския континент. В Япония, поради ограничената й територия, има почти 7 пъти повече автомобилисти на единица площ, отколкото в САЩ. Автомобилът - тази "химическа фабрика на колела" - е отговорен за повече от 60% от всички вредни вещества в градския въздух. Автомобилните изгорели газове съдържат около 200 вещества, които са вредни за здравето и околната среда. Те съдържат неизгорели или ненапълно разградени горивни въглеводороди. Количеството въглеводороди се увеличава рязко, ако двигателят работи на ниски обороти или на повишени обороти, например при потегляне на кръстовища близо до светофари. При натискане на педала на газта се отделят голям брой неизгорели частици (10-12 пъти повече, отколкото в нормален режим). В допълнение, неизгорелите отработени газове на двигателя при нормална работа съдържат около 2,7% въглероден оксид, чието количество се увеличава с намаляване на скоростта до приблизително 3,9-4%, а при ниска скорост - до 6,9%.

Отработените газове, включително въглероден оксид, въглероден диоксид и много други емисии от двигателя, са по-тежки от въздуха, така че всички те се натрупват близо до земята, отравяйки хората и растителността. При пълното изгаряне на горивото в двигателя част от въглеводородите се превръщат в сажди, съдържащи различни смоли. Особено когато двигателят работи неизправно, черна струя дим се издига зад колата, съдържаща полициклични въглеводороди, включително бензопирен. Отработените газове съдържат също азотни оксиди, алдехиди, които имат остра миризма и дразнещ ефект, и неорганични оловни съединения.

Черната металургия е един от основните източници на замърсяване на въздуха с прах и газове. В процеса на топене на чугун и преработката му в стомана емисиите на прах на 1 тон краен чугун са 4,5 kg, серен диоксид - 2,7 kg и манган - 0,5-0,1 kg.

Емисиите от мартеновите и конверторните стоманодобивни цехове играят значителна роля в замърсяването на въздуха. Емисиите от мартеновите пещи съдържат основно прах от железен триоксид (76%) и алуминиев триоксид (8,7%). При безкислороден процес на 1 тон мартеновска стомана се отделят 3000-4000 m 3 газове с концентрация на прах около 0,6-0,8 g/m 3 . В процеса на подаване на кислород в зоната на разтопен метал, образуването на прах се увеличава значително, достигайки 15-52 g / m3. В същото време въглеводородът и сярата изгарят, поради което емисиите от мартеновите пещи съдържат до 60 kg въглероден оксид и до 3 kg серен диоксид на 1 тон произведена стомана.

Процесът на производство на стомана в конверторни пещи се характеризира с изпускане в атмосферата на димни газове, състоящи се от частици от силициев, манганов и фосфорен оксид. Димът съдържа до 80% въглероден окис, а концентрацията на прах в отработените газове е около 15 g/m3.

Емисиите от цветната металургия съдържат технически прахообразни вещества: арсен, олово, флуор и др., поради което представляват сериозна опасност за човешкото здраве и околната среда. По време на производството на алуминий чрез електролиза в атмосферата се отделят големи количества газообразни и прахови флуоридни съединения. За производството на 1 тон алуминий се изразходват от 33 до 47 kg флуор (в зависимост от мощността на електролизера), повече от 65% от които навлизат в атмосферата.

Предприятията на химическата промишленост са сред най-опасните източници на замърсяване на въздуха. Съставът на техните емисии е много разнообразен и съдържа много нови, изключително вредни вещества. Ние знаем малко за потенциално вредните ефекти на 80% от тези вещества върху хората, животните и природата. Основните емисии от предприятията на химическата промишленост включват въглероден оксид, азотни оксиди, серен диоксид, амоняк, органични вещества, сероводород, хлоридни и флуоридни съединения, прах от неорганично производство и др.

Горивно-енергийният комплекс (топлоелектрически централи, комбинирани топлоелектрически централи, котелни централи) отделя дим в атмосферния въздух в резултат на изгарянето на твърди и течни горива. Емисиите в атмосферния въздух от горивни инсталации съдържат продукти от пълно изгаряне - серни оксиди и пепел, продукти от непълно изгаряне - главно въглероден оксид, сажди и въглеводороди. Общият обем на всички емисии е доста значителен. Например, топлоелектрическа централа, която консумира 50 хиляди тона въглища месечно, съдържащи приблизително 1% сяра, ежедневно отделя 33 тона серен анхидрид в атмосферата, който може да се превърне (при определени метеорологични условия) в 50 тона сярна киселина. За един ден такава електроцентрала произвежда до 230 тона пепел, която частично (около 40-50 тона на ден) се отделя в околната среда в радиус до 5 км. Емисиите от топлоелектрическите централи, които изгарят петрол, почти не съдържат пепел, но отделят три пъти повече серен анхидрид.

Замърсяването на въздуха от производството на нефт, нефтопреработката и нефтохимическата промишленост съдържа големи количества въглеводороди, сероводород и газове с лоша миризма.

Предишен

Един от значимите глобални проблеми е атмосферното замърсяване на Земята. Опасността от това е не само, че хората нямат чист въздух, но и че замърсяването на въздуха води до изменение на климата на планетата.

Причини за замърсяване на въздуха

Различни елементи и вещества навлизат в атмосферата, променяйки състава и концентрацията на въздуха. Следните източници допринасят за замърсяването на въздуха:

• емисии и дейности на промишлени съоръжения;
• автомобилни ауспуси;
• радиоактивни предмети;
• Селско стопанство;
• битови и .

При изгарянето на гориво, отпадъци и други вещества във въздуха навлизат продукти от горенето, които значително влошават състоянието на атмосферата. Прахът, генериран на строителните площадки, също замърсява въздуха. В топлоелектрическите централи горивото изгаря и отделя значителна концентрация на елементи, които замърсяват атмосферата. Колкото повече изобретения прави човечеството, толкова повече се появяват източници на замърсяване на въздуха и биосферата като цяло.

Ефекти от замърсяването на въздуха

Когато горят различни видове гориво, във въздуха се отделя въглероден диоксид. Заедно с други парникови газове, той поражда такова опасно явление на нашата планета като. Това води до разрушаване на озоновия слой, който от своя страна предпазва нашата планета от интензивно излагане на ултравиолетови лъчи. Всичко това води до глобално затопляне и изменение на климата на планетата.

Една от последиците от натрупването на въглероден диоксид и глобалното затопляне е топенето на ледниците. В резултат на това нивото на водата в Световния океан се повишава и в бъдеще може да настъпи наводняване на острови и крайбрежни зони на континенти. Наводненията ще бъдат постоянно явление в някои райони. Растенията, животните и хората ще умрат.

Като замърсяват въздуха, различни елементи падат на земята във формата. Тези утайки попадат в резервоари, променят състава на водата и това причинява смъртта на флората и фауната в реките и езерата.

Днес замърсяването на въздуха е локален проблем в много градове, който прерасна в глобален. Трудно е да се намери място в света, където да има чист въздух. В допълнение към отрицателното въздействие върху околната среда, замърсяването на атмосферата води до заболявания при хората, които прерастват в хронични заболявания и намалява продължителността на живота на населението.

ПЛАН:

1. ВЪВЕДЕНИЕ

2. ХИМИЧЕСКО ЗАМЪРСЯВАНЕ НА АТМОСФЕРАТА

2.1

2.2 Аерозолно замърсяване

2.3 Фотохимична мъгла (смог)

2.4 Контрол на замърсяването

в атмосферата (максимално допустима концентрация)

3. ЗАМЪРСЯВАНЕ НА АТМОСФЕРАТА ОТ МОБИЛНИ ПРЕВОЗНИ СРЕДСТВА

ИЗТОЧНИЦИ

3.1 Автомобилен транспорт

3.2 Самолет

3.3 Шумове

4. ВЛИЯНИЕ НА ЗАМЪРСЯВАНЕТО НА АТМОСФЕРАТА

ЗА ЧОВЕШКИ, РАСТИТЕЛЕН И ЖИВОТИНСКИ СВЯТ

4.1 Въглероден окис

4.2 Серен диоксид и серен анхидрид

4.3 Азотни оксиди и някои други вещества

4.4 Влиянието на радиоактивните вещества върху растенията

тяло и животински свят

1. ВЪВЕДЕНИЕ

На всички етапи от своето развитие човекът е бил тясно свързан със света около него. Но след появата на силно индустриализирано общество опасната човешка намеса в природата рязко се увеличи, обхватът на тази намеса се разшири, стана по-разнообразен и сега заплашва да се превърне в глобална опасност за човечеството. Увеличава се потреблението на невъзобновяеми суровини, все повече обработваема земя напуска икономиката, така че върху нея се изграждат градове и фабрики. Човекът все повече трябва да се намесва в икономиката на биосферата - тази част от нашата планета, в която съществува живот. Биосферата на Земята в момента е обект на нарастващо антропогенно въздействие.В същото време могат да се идентифицират няколко от най-значимите процеси, нито един от които не подобрява екологичната ситуация на планетата.

Най-разпространеното и значимо е химическото замърсяване на околната среда с необичайни за нея вещества от химическо естество. Сред тях са газообразни и аерозолни замърсители от промишлен и битов произход. Натрупването на въглероден диоксид в атмосферата също напредва. По-нататъшното развитие на този процес ще засили нежеланата тенденция към повишаване на средната годишна температура на планетата. Еколозите са обезпокоени и от продължаващото замърсяване на Световния океан с нефт и петролни продукти, което вече е достигнало 11/5 от общата му повърхност. Замърсяването с петрол от такъв размер може да причини значителни смущения в обмена на газ и вода между хидросферата и атмосферата. Няма никакво съмнение относно значението на химическото замърсяване на почвата с пестициди и нейната повишена киселинност, което води до колапс на екосистемата. Като цяло, всички разглеждани фактори, които могат да бъдат приписани на замърсяващия ефект, имат забележимо въздействие върху процесите, протичащи в биосферата.

2. ХИМИЧЕСКО ЗАМЪРСЯВАНЕ НА АТМОСФЕРАТА

2.1. Основни замърсители

Ще започна моя тест с преглед на онези фактори, които водят до влошаване на един от най-важните компоненти на биосферата - атмосферата. Човекът е замърсявал атмосферата от хиляди години, но последствията от използването на огъня, който е използвал през този период, са били незначителни. Трябваше да се примиря с факта, че димът пречеше на дишането и че саждите лежаха като черна покривка по тавана и стените на дома. Получената топлина беше по-важна за хората от чистия въздух и стените на пещерите без дим. Това първоначално замърсяване на въздуха не е било проблем, тъй като тогава хората са живели на малки групи, заемайки неизмеримо обширна, непокътната природна среда. И дори значителна концентрация на хора на сравнително малка територия, както беше в класическата древност, все още не беше придружено от сериозни последици.

Така е било до началото на деветнадесети век. Само през последните сто години развитието на промишлеността ни „дари“ с такива производствени процеси, последствията от които първоначално хората все още не можеха да си представят. Появиха се градове милионери, чийто растеж не може да бъде спрян. Всичко това е резултат от велики изобретения и завоевания на човека.

Основно има три основни източника на замърсяване на въздуха: промишленост, битови котли и транспорт. Приносът на всеки от тези източници към общото замърсяване на въздуха варира значително от място на място. Вече е общоприето, че промишленото производство произвежда най-много замърсяване на въздуха. Източници на замърсяване са топлоелектрическите централи, които заедно с дима отделят във въздуха серен диоксид и въглероден диоксид; металургични предприятия, особено цветна металургия, които отделят във въздуха азотни оксиди, сероводород, хлор, флуор, амоняк, фосфорни съединения, частици и съединения на живак и арсен; химически и циментови заводи. Вредните газове попадат във въздуха в резултат на изгаряне на гориво за промишлени нужди, отопление на жилища, работа на транспорта, изгаряне и преработка на битови и производствени отпадъци. Атмосферните замърсители се разделят на първични, които постъпват директно в атмосферата, и вторични, които са резултат от преобразуването на последните. Така газът серен диоксид, влизащ в атмосферата, се окислява до серен анхидрид, който реагира с водни пари и образува капчици сярна киселина. Когато серен анхидрид реагира с амоняк, се образуват кристали на амониев сулфат. По същия начин в резултат на химични, фотохимични, физикохимични реакции между замърсителите и атмосферните компоненти се формират други вторични характеристики. Основните източници на пирогенно замърсяване на планетата са топлоелектрически централи, металургични и химически предприятия и котелни централи, които консумират повече от 170% от годишно произвежданото твърдо и течно гориво. Основните вредни примеси от пирогенен произход са следните:

3а) Въглероден окис. 0. Получава се от непълно изгаряне на въглеродни вещества. Той навлиза във въздуха в резултат на изгарянето на твърди отпадъци, отработени газове и емисии от промишлени предприятия. Всяка година най-малко 1250 милиона тона от този газ навлизат в атмосферата. 0Въглеродният окис е съединение, което активно реагира с компонентите на атмосферата и допринася за повишаване на температурата на планетата и създаването на парников ефект.

3б) серен диоксид. . 0 Емитира се при изгаряне на сяросъдържащо гориво или преработка на серни руди (до 170 милиона тона годишно). Някои серни съединения се отделят при изгарянето на органични остатъци в минните сметища. Само в Съединените щати общото количество серен диоксид, изпуснат в атмосферата, възлиза на 65 процента от глобалните емисии.

3в) Серен анхидрид. Образува се при окисление на серен диоксид. Крайният продукт на реакцията е аерозол или разтвор на сярна киселина в дъждовна вода, който подкиселява почвата и влошава заболяванията на дихателните пътища на човека. Отпадането на аерозол със сярна киселина от димни факли на химически заводи се наблюдава при ниска облачност и висока влажност на въздуха. Листни остриета на растения, растящи на разстояние по-малко от 11 км. от такива предприятия обикновено са гъсто осеяни с малки некротични петна, образувани на места, където се утаяват капки сярна киселина. Пирометалургичните предприятия на цветната и черната металургия, както и топлоелектрическите централи, отделят десетки милиони тонове серен анхидрид годишно в атмосферата.

3d) Сероводород и въглероден дисулфид. Те влизат в атмосферата отделно или заедно с други серни съединения. Основните източници на емисии са предприятия, произвеждащи изкуствени влакна, захар, коксови заводи, петролни рафинерии и нефтени находища. В атмосферата, когато взаимодействат с други замърсители, те претърпяват бавно окисление до серен анхидрид.

3д) Азотни оксиди. .Основни източници на емисии са предприятия, произвеждащи азотни торове, азотна киселина и нитрати, анилинови багрила, нитросъединения, вискозна коприна, целулоид. Количеството азотни оксиди, постъпващи в атмосферата, е 20 милиона тона. през годината.

3д) Флуорни съединения. Източници на замърсяване са предприятия, произвеждащи алуминий, емайли, стъкло, керамика, стомана, фосфорни торове. Флуорсъдържащите вещества навлизат в атмосферата под формата на газообразни съединения - флуороводород или прах от натриев и калциев флуорид. Съединенията се характеризират с токсичен ефект. Флуорните производни са силни инсектициди.

3g) Хлорни съединения. Те навлизат в атмосферата от химически заводи, произвеждащи солна киселина, хлорсъдържащи пестициди, органични багрила, хидролитичен алкохол, белина и сода. В атмосферата се намират като примеси от хлорни молекули и пари на солна киселина. Токсичността на хлора се определя от вида на съединенията и тяхната концентрация. В металургичната промишленост при топенето на чугун и преработката му в стомана в атмосферата се отделят различни тежки метали и токсични газове. Така на 11 тона чугун се отделят 12,7 кг. 0 серен диоксид и 14,5 кг. 0прахови частици, които определят количеството на съединенията на арсен, фосфор, антимон, олово, живачни пари и редки метали, смолисти вещества и циановодород.

2.2. Аерозолно замърсяване на въздуха

Аерозолите са твърди или течни частици, суспендирани във въздуха. В някои случаи твърдите компоненти на аерозолите са особено опасни за организмите и причиняват специфични заболявания при хората. В атмосферата аерозолното замърсяване се възприема като дим, мъгла, мъгла или мъгла. Значителна част от аерозолите се образуват в атмосферата чрез взаимодействието на твърди и течни частици помежду си или с водни пари. Средният размер на аерозолните частици е 11-5 1 микрона. Годишно в земната атмосфера навлизат около 11 куб. км. 0 прахови частици от изкуствен произход. Голям брой прахови частици се образуват и по време на човешки производствени дейности. По-долу е дадена информация за някои източници на промишлен прах:

ЕМИСИИ НА ПРАХ ОТ ПРОИЗВОДСТВЕНИЯ ПРОЦЕС, МИЛИОНА ТОНА/ГОДИНА

11. Изгаряне на въглища 93.60

12. Топене на желязо 20.21

13. Топене на мед (без пречистване) 6.23

АНТРОПОГЕННИ ВЪЗДЕЙСТВИЯ ВЪРХУ АТМОСФЕРАТА

Въпросът за човешкото въздействие върху атмосферата е във фокуса на вниманието на специалисти и еколози по света. И това не е случайно, тъй като най-големите глобални екологични проблеми на нашето време - „парниковият ефект“, разрушаването на озоновия слой, киселинните дъждове - са свързани именно с антропогенното замърсяване на атмосферата.

Опазването на атмосферния въздух е ключов проблем за подобряване здравето на околната среда. Атмосферният въздух заема специално място сред другите компоненти на биосферата. Неговото значение за целия живот на Земята не може да бъде надценено. Човек може да издържи без храна пет седмици, без вода пет дни и без въздух само пет минути. В същото време въздухът трябва да има определена чистота и всяко отклонение от нормата е опасно за здравето.

Атмосферният въздух изпълнява и сложна защитна екологична функция, предпазвайки Земята от абсолютно студения космос и потока от слънчева радиация. В атмосферата протичат глобални метеорологични процеси, формират се климат и време, задържат се много метеорити.

Атмосферата има способността да се самопречиства. Това се случва, когато аерозолите се измиват от атмосферата чрез валежи, турбулентно смесване на повърхностния слой на въздуха, отлагане на замърсени вещества на повърхността на земята и т.н. Но в съвременните условия възможностите на естествените системи за самопречистване на атмосферата е сериозно подкопана. Под масовия натиск на антропогенното замърсяване на атмосферата започнаха да се появяват много нежелани екологични последици, включително и от глобален характер. Поради тази причина атмосферният въздух вече не изпълнява пълноценно своите защитни, терморегулаторни и животоподдържащи екологични функции.

§ 1. Замърсяване на въздуха

Под замърсяване на атмосферния въздух трябва да се разбира всяка промяна в неговия състав и свойства, която има отрицателно въздействие върху здравето на хората и животните, състоянието на растенията и екосистемите.

Замърсяването на атмосферата може да бъде естествено (естествено) и антропогенно (техногенно).

Естественото замърсяване на въздуха се дължи на природни процеси. Те включват вулканична дейност, изветряне на планински скали, ветрова ерозия, масивен цъфтеж на растения, дим от горски и степни пожари и др. Антропогенното замърсяване е свързано с отделянето на различни замърсители по време на човешката дейност. По мащаби то значително надвишава естественото замърсяване на въздуха.

В зависимост от мащаба на разпространение се разграничават различни видове замърсяване на въздуха: локални, регионални и глобални. Локалното замърсяване се характеризира с повишено съдържание на замърсители в малки територии (град, индустриална зона, селскостопанска зона и др.) (фиг. 13.1). При регионалното замърсяване значителни територии са въвлечени в отрицателното въздействие, но не и цялата планета. Глобалното замърсяване е свързано с промени в състоянието на атмосферата като цяло.

Според агрегатното си състояние емисиите на вредни вещества в атмосферата се класифицират на: 1) газообразни (серен диоксид, азотни оксиди, въглероден оксид, въглеводороди и др.); 2) течност (киселини, основи, солеви разтвори и др.); 3) твърди (канцерогенни вещества, олово и неговите съединения, органичен и неорганичен прах, сажди, смолисти вещества и др.).

Основните замърсители (замърсители) на атмосферния въздух, образувани при промишлена и друга човешка дейност, са серен диоксид (SO 2 ), въглероден оксид (CO) и прахови частици. Те представляват около 98% от общите емисии на вредни вещества. В допълнение към основните замърсители, в атмосферата на градовете се наблюдават повече от 70 вида вредни вещества, включително формалдехид, флуороводород, оловни съединения, амоняк, фенол, бензол, въглероден дисулфид и др. Но концентрациите са от основните замърсители (серен диоксид и др.) най-често надвишават допустимите нива в много руски градове.

Общите глобални емисии на четирите основни атмосферни замърсители (замърсители) през 1990 г. възлизат на 401 милиона тона, а в Русия през 1991 г. - 26,2 милиона тона (Таблица 13.1; The worM..., National... , 1992). В допълнение към тези основни замърсители в атмосферата навлизат много други много опасни токсични вещества: олово, живак, кадмий и други тежки метали (източници на емисии: автомобили, топилни заводи и др.); въглеводороди (C^^, сред тях най-опасен е бензо(а)пиренът, който има канцерогенен ефект (изгорели газове, въглищни пещи и др.), алдехиди и предимно формалдехид, сероводород, токсични летливи разтворители (бензин, алкохоли, етери) и др.

Емисии на основните замърсители (замърсители) в атмосферата в света и Русия

Вещества, милиони тона	серен диоксид	Азотни оксиди	Въглероден окис	Прахови частици
Общи глобални емисии
Русия (само стационарни източници)
Русия (включително всички източници),

Най-опасното замърсяване на въздуха е радиоактивното. В момента тя се причинява главно от глобално разпространени дългоживеещи радиоактивни изотопи - продукти от тестове на ядрени оръжия, проведени в атмосферата и под земята. Повърхностният слой на атмосферата се замърсява и от емисии на радиоактивни вещества в атмосферата от действащи атомни електроцентрали при нормалната им експлоатация и други източници.

Особено място заемат изхвърлянията на радиоактивни вещества от четвърти блок на Чернобилската атомна електроцентрала през април - май 1986 г. Ако по време на експлозията на атомна бомба над Хирошима (Япония) в атмосферата са изхвърлени 740 g радионуклиди, тогава в резултат на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил през 1986 г. общото изхвърляне на радиоактивни вещества в атмосферата възлиза на 77 кг.

Друга форма на замърсяване на въздуха е местното излишно внасяне на топлина от антропогенни източници. Признак на топлинно (топлинно) замърсяване на атмосферата са така наречените топлинни вълни, например „топлинни острови“ в градовете, затопляне на водни тела и др.

Като цяло, съдейки по официални данни за 1997-1999 г., нивото на замърсяване на въздуха в нашата страна, особено в руските градове, остава високо, въпреки значителния спад в производството, което се свързва предимно с увеличаването на броя на автомобилите, в т.ч. - дефектен.

Атмосферата като екологичен компонент е въздушен слой в подпочвения слой и над неговата повърхност, в който се наблюдава взаимното влияние на всички компоненти на околната среда (включително самия въздух). Следователно замърсяването на въздуха влияе върху промените в състава и свойствата на природните компоненти и човешкото здраве.

Замърсителите навлизат в атмосферата от природни и антропогенни източници.

Веществата, отделяни от природни източници, включват: прах от растителен, вулканичен и космически произход; прах, произтичащ от ерозия на почвата; частици морска сол; мъгла; продукти на горене от горски и степни пожари; газове от вулканичен произход; различни продукти от растителен, животински и микробиологичен произход и др. Тези замърсявания създават естествен фон.

С нарастването на промишленото производство се увеличава антропогенното замърсяване на земната атмосфера.

Понастоящем в индустриализираните страни над 2,25 kg/човек различни замърсители се отделят в атмосферата годишно, включително 1,5 kg/човек газообразни и 0,75 kg/човек твърди вещества.

Особено опасни са емисиите от електроцентрали, консумиращи въглища – възлизат на 133 млн. кг годишно серни оксиди, 21 млн. кг азотни оксиди, 5 млн. кг прахови частици, които са основната причина за киселинните дъждове.

Разпределението на дела на вредните емисии между индустриалните сектори в отделните страни е различно (Таблица 2.1.).

Таблица 2.1
Съдържание на емисии (в %) от различни индустрии в развитите страни (въз основа на данни от 1991 г.)

Нивото на замърсяване на въздуха в градовете е особено високо; например през 1996 г. 171,1 хиляди тона вредни вещества са влезли в атмосферата на Москва от стационарни източници и 204,4 хиляди тона в района на Москва.

Динамиката на промените в емисиите на замърсители в атмосферата на Москва е представена на ориз. 2.1.

Вижда се ясна тенденция към нарастване на общото количество замърсители. Основният източник на замърсяване на въздуха (фиг. 2.2.)стана автомобилният транспорт - на него се падат до 83% от емисиите на вредни вещества в замърсения въздух на града. Автомобилните изгорели газове представляват особена опасност за архитектурните паметници, разположени по главните магистрали.

Ориз. 2.1 (вляво).Динамика на промените в емисиите на замърсители в атмосферата на Москва
Ориз. 2.2 (вдясно).Основни източници на замърсяване на въздуха в градовете

Сравнение на концентрациите на някои газообразни замърсители за селските райони и градовете на Русия, представено в маса 2.2,показва, че в градовете е възникнала критична ситуация по отношение на този показател за качество на въздуха.

Таблица 2.2
Концентрации на някои газообразни замърсители за селските райони и градовете на Русия

Токсични замърсители във въздуха	Източници на емисии	Концентрации (mg/m3)
		в градовете	в селските райони
Въглероден окис, CO	Пожари, автомобилни газове	5,0	0,1
Серен диоксид, SO 2	Изгаряне на въглища, рафиниране на нефт, производство на H2SO4	0,2	0,002
Азотен оксид, NO	В двигатели, в електроцентрали, горене	0,2	0,002
Азотен диоксид, NO 2	Изгаряне, окисление, в електроцентрали	0,1	0,001
Озон	Атмосферни, фотохимични реакции	0,3	0,01
Метан	Природен газ, процеси на гниене	3,0	1,4
Етилен	Автомобилен ауспух	0,05	0,001
ацетилен	-"-	0,07	0,001
ПАН	Атмосферно окисляване на алдехиди	0,03	0,001
Алдехиди, C 3 -C 8	Автомобилен ауспух	0,02	0,001
Общо въглеводороди (с изключение на CH 4)	-"-	2,0	0,005
Амоняк	Гниещ	0,01	0,01
Водороден сулфид	-"-	0,004	0,002
Формалдехид	Непълно изгаряне	0,05	0,001

Тези цифри показват, че екосистемите на един голям град вече не могат да изпълняват функцията да му осигуряват чист въздух.

Случаи на превишаване на максималните концентрации до 10 ПДК са регистрирани в 70 града на Русия.

Напредва замърсяването на атмосферата и насищането на биосферата с тежки метали. Смята се, че през цялата история на човешкото общество са били претопени около 20 милиарда тона желязо. Количеството желязо в конструкции, машини, съоръжения и др. сега се оценява на приблизително 6 милиарда тона.Следователно приблизително 14 милиарда тона са разпръснати в околната среда поради корозия и други процеси. Други метали се разсейват още по-значително. Например дисперсията на живак и олово представлява 80–90% от годишното им производство. Когато се изгарят въглища, някои икономически важни елементи се отделят в околната среда заедно с пепел и отпадъчни газове. Например повече се доставя, отколкото се извлича от недрата: магнезий - 1,5 пъти, молибден - 3 пъти, арсен - 7 пъти, уран, титан - 10 пъти, алуминий, йод, кобалт - 15 пъти, живак - 50 пъти, литий , ванадий, стронций, берилий, цирконий - стотици пъти, галий, германий - хиляди пъти, натрий - десетки хиляди пъти.

„Вторичните“ замърсители са се превърнали в особена опасност в градовете. Атмосферната фотохимия се характеризира с образуването на нежелани съединения, които служат като основа за фотохимичен смог. Основните продукти на тези фотохимични реакции са алдехиди, кетони, ароматни въглеводороди, въглероден оксид - CO, киселинни оксиди CO 2, SO 2, NO 2, органични нитрати и окислители - озон, азотен диоксид, съединения като пероксиацетилнитрати и др. Известно е, че пероксиацетил нитратът (PAN) силно дразни лигавицата на очите и има отрицателен ефект върху асимилационния апарат на растенията. Облъчването на олефини и ароматни съединения води до образуването на значителни количества аерозоли. Изброените киселинни оксиди се окисляват и, реагирайки с вода, образуват киселини. Проблемът с киселинните дъждове стана наистина забележим не само в индустриалните градове, но и навсякъде в урбанизираните райони на градовете.

Всяка година с валежите падат милиони тонове киселини и други замърсители, което е опасно от гледна точка на глобалните промени в химичния състав на околната среда. Емисиите на серен диоксид (SO 2) от промишлени отработени газове също причиняват големи икономически щети, тъй като се губи такова ценно вещество като сярата. Доказаните световни запаси от тази суровина са близо до изчерпване. В същото време количеството техногенна сяра, постъпваща в атмосферата през 2000 г., възлиза според различни източници от 275 до 400 милиона тона.