Poluarea atmosferei terestre: surse, tipuri, consecințe.

Distinge natural(naturale) și antropogenă surse (artificiale) de poluare. LA natural sursele includ: furtunile de praf, incendiile, aerosoli diverși de origine vegetală, animală sau microbiologică etc. Antropic emisiile în atmosferă se ridică anual la peste 19 miliarde de tone, dintre care peste 15 miliarde de tone de dioxid de carbon, 200 de milioane de tone de monoxid de carbon, peste 500 de milioane de tone de hidrocarburi, 120 de milioane de tone de cenușă etc.

Pe teritoriul Federației Ruse, de exemplu, în 1991, emisiile de poluanți în aer s-au ridicat la aproximativ 53 de milioane de tone, inclusiv industrie - 32 de milioane de tone (61%), autovehicule - 21 de milioane de tone (39%). Într-una dintre marile regiuni ale țării, regiunea Rostov, emisiile de poluanți în aer în 1991 și 1996. s-au ridicat la 944,6 mii tone, respectiv 858,2 mii tone, inclusiv:

solide	112,6 mii tone
dioxid de sulf	184,1 mii tone	133,0 mii tone
monoxid de carbon	464,0 mii tone	467,1 mii tone
Oxid de azot
hidrocarburi
org zburătoare. conn.

Mai mult de jumătate din volumul total provine din emisiile de la autovehicule. Poluanții sunt produși în principal ca subproduse sau deșeuri din extracția, prelucrarea și utilizarea resurselor și pot fi, de asemenea, o formă de emisii de energie nocivă, cum ar fi excesul de căldură, zgomot și radiații.

Majoritatea poluanților naturali (de exemplu, erupții vulcanice, arderea cărbunelui) sunt dispersați pe o zonă largă, iar concentrația lor este adesea redusă la un nivel sigur (datorită descompunerii, dizolvării și dispersării). Poluarea aerului de origine antropică are loc în zonele urbane, unde cantități mari de poluanți sunt concentrate în volume mici de aer.

Următoarele opt categorii de poluanți sunt considerate cele mai periculoase și răspândite:

1) suspensii - cele mai mici particule ale unei substanțe în suspensie;

2) hidrocarburi și alți compuși organici volatili prezenți în aer sub formă de vapori;

3) monoxidul de carbon (CO) este extrem de toxic;

4) oxizi de azot (NOx) – compuși gazoși ai azotului și oxigenului;

5) oxizi de sulf (dioxid de SO 2) – un gaz otrăvitor periculos pentru plante și animale;

6) metale grele (cupru, staniu, mercur, zinc etc.);

7) ozon și alți oxidanți fotochimici;

8) acizi (în principal sulfuric și nitric).

Să ne uităm la ce sunt acești poluanți și cum se formează.

În orașele mari puteți găsi două tipuri principale de surse de poluanți: punct, de exemplu, o țeavă de centrală termică, un coș de fum, o țeavă de evacuare a mașinii etc. Și non-punct– intrarea în atmosferă din surse extinse.

Există substanțe solide, lichide și gazoase care poluează mediul.

Solid– se formează în timpul prelucrării mecanice a materialelor sau al transportului acestora, în timpul proceselor de ardere și de producție termică. Acestea includ praful și suspensiile formate: prima - în timpul extracției, prelucrării și transportului materialelor în vrac, diferite procese tehnologice și eroziune eoliană; al doilea - în timpul arderii în aer liber a deșeurilor și din conductele industriale, ca urmare a unei varietăți de procese tehnologice.

Lichid poluanții sunt un produs al reacțiilor chimice, condensării sau pulverizării lichidelor în procese tehnologice. Principalii poluanți lichizi sunt petrolul și produsele sale rafinate, care poluează atmosfera cu hidrocarburi.

Gazos poluanții se formează ca rezultat al reacțiilor chimice, proceselor electrochimice, arderii combustibilului și reacțiilor de reducere. Cei mai des întâlniți poluanți în stare gazoasă sunt: ​​monoxid de carbon CO, dioxid de carbon CO 2, oxizi de azot NO, N 2 O, NO 2, NO 3, N 2 O 5, dioxid de sulf SO 2, compuși de clor și fluor.

Să ne uităm la cei mai periculoși și răspândiți poluanți. Ce sunt ei și care este pericolul lor?

1. PrafȘi suspensie– acestea sunt particule fine suspendate în aer, de exemplu, fum și funingine (Tabelul 4.2). Principalele surse de materie în suspensie sunt conductele industriale, transportul și arderea în aer liber a combustibilului. Putem observa astfel de suspensii sub formă de smog sau ceață.

Prin dispersie, i.e. Gradul de măcinare diferențiază praful:

Grosier – cu particule mai mari de 10 microni, care se depun în aer nemișcat cu viteza crescândă;

Mediu dispersat - cu particule de la 10 la 5 microni, care se depun lent în aer nemișcat;

Fină și fum - cu particule de 5 microni, care se risipesc rapid în mediu și aproape că nu se depun.

Tabelul 4.2

Principalele surse de poluare a aerului

	Aerosoli	Emisii gazoase
Cazane si cuptoare industriale		NO 2, SO 2, precum și CO, aldehide (HCHO), acizi organici, benzopiren
Motoare auto		CO, NO 2, aldehide, hidrocarburi necancerigene, benzopiren
Industria de rafinare a petrolului		SO 2, H 2 S, NH 3, NO x, CO, hidrocarburi, acizi, aldehide, cancerigeni
Industria chimica		În funcție de proces (H 2 S, CO, NH 3), acizi, substanțe organice, solvenți, sulfuri volatile etc.
Metalurgie și chimia cocsului		SO 2 , CO, NH 3 , NO X , compuși cu fluor și cianuri, substanțe organice, benzopiren
Minerit		În funcție de proces (CO, fluor, substanțe organice)
Industria alimentară		NH3, H2S, amestecuri de compuși organici
Industria materialelor de constructii		CO, compuși organici

Se numește praful care poate rămâne suspendat în aer o perioadă de timp aerosoli, spre deosebire de praful depus, numit aerogel. Praful fin reprezintă cel mai mare pericol pentru organism, deoarece nu rămâne în tractul respirator superior și poate pătrunde adânc în plămâni. În plus, praful fin poate fi un conductor în corpul uman al diferitelor substanțe toxice, de exemplu, metalele grele, care pe particulele de praf pot pătrunde adânc în tractul respirator.

Se pot da și alte exemple: combinația dioxidului de sulf cu praful irită pielea și mucoasele, cu concentrații crescânde duce la probleme de respirație și dureri în piept, iar la concentrații foarte mari, depășind semnificativ concentrația maximă admisă, provoacă moartea prin sufocare.

În întreprinderile de inginerie mecanică, în special în magazinele de prelucrare a metalelor la cald și la rece, în aerul zonelor de lucru sunt eliberate mult praf, gaze toxice și iritante. Standardul modern stabilește concentrațiile maxime admise pentru substanțele nocive de aproximativ 1000 de tipuri. Pe baza gradului de impact asupra organismului, substanțele nocive sunt împărțite în patru clase:

1 – substanțe extrem de periculoase;

2 – substanțe foarte periculoase;

3 – substanțe moderat periculoase;

a 4-a – substanțe cu risc redus.

Clasa de pericol a substanțelor se stabilește în funcție de standarde și indicatori (Tabelul 4.3).

Tabelul 4.3

Clasele de pericol și limitele de poluare

Concentrațiile maxime admise de substanțe nocive în aerul unei zone de lucru sunt concentrații care, în timpul lucrului zilnic de 8 ore (cu excepția weekend-ului) sau pe altă durată (dar nu mai mult de 41 de ore pe săptămână) pe toată perioada de lucru, nu provoacă boli. sau anomalii de sănătate.

Concentrația maximă admisă reprezintă standardul primar, care este un criteriu de poluare; acesta este nivelul maxim de poluare pe care o persoană îl poate tolera fără a dăuna sănătății, plus 10-15% ca marjă de siguranță.

2. Hidrocarburi sunt compuși organici ai carbonului și hidrogenului. În tehnologie și industrie, ele sunt folosite ca purtători de energie, de exemplu, gazul natural, propanul, benzina, solvenții pentru vopsele și produse de curățare etc. Dintre hidrocarburile deosebit de periculoase, benzopirenul ocupă un loc important - o componentă a gazelor de eșapament ale mașinii și a atmosferei. emisii de la sobele cu cărbune.

3. Monoxid de carbon. Odată cu arderea completă a combustibilului și a deșeurilor, care sunt compuși organici, se formează dioxid de carbon și apă:

CH4+2O2=C02+2H2O.

În cazul arderii complete, dioxidul de carbon este eliberat în aer, numit și dioxid de carbon (CO 2 ), în timp ce carbonul incomplet oxidat este monoxid de carbon (CO).

Dioxidul de carbon este un gaz incolor, cu un miros slab, care se formează în timpul respirației organismelor vii, precum și în timpul arderii cărbunelui, petrolului și gazului la stații termice, cazane etc. În cantități mici, dioxidul de carbon nu este periculos, dar în doze foarte mari este fatal. Conținutul de CO 2 din aer este în continuă creștere, ceea ce este asociat cu o cantitate din ce în ce mai mare de ardere a cărbunelui și a petrolului. În ultimii 100 de ani, cantitatea de dioxid de carbon din aer a crescut cu aproximativ 14%. O creștere a conținutului de dioxid de carbon din aer contribuie la creșterea temperaturii pe Pământ, deoarece stratul de dioxid de carbon creează un ecran puternic care nu permite căldurii emise de Pământ să treacă în spațiu, ceea ce perturbă schimbul natural de căldură între planeta și spațiul care o înconjoară. Acesta este așa-numitul seră, sau efect de sera.

Monoxidul de carbon (CO) este carbon incomplet oxidat, așa-numitul monoxid de carbon. CO este un gaz otrăvitor incolor și inodor. Inhalarea monoxidului de carbon blochează fluxul de oxigen în sânge, ducând la lipsa de oxigen a țesuturilor, urmată de leșin, paralizie respiratorie și moarte.

4. Oxizi de azot(NO x) – compuși gazoși ai substanțelor produse de microorganisme; se poate forma și în produsele de ardere a combustibilului din motoarele de automobile, în industria chimică, de exemplu, în producția de acid azotic. La temperaturi ridicate de ardere, o parte din azot (N 2 ) este oxidat, formând monoxid (NO), care în aer, reacţionând cu oxigenul, este oxidat la dioxid (NO 2) şi/sau tetroxid (N 2 O 4).

Oxizii de azot contribuie la formarea smogului fotochimic, format din produșii de reacție dintre oxizii de azot și hidrocarburile nesaturate sub influența activă a radiațiilor ultraviolete de la Soare.

Oxizii de azot irită sistemul respirator, mucoasele, în special plămânii și ochii, și au, de asemenea, un efect negativ asupra creierului uman și a sistemului nervos.

5. Dioxid de sulf sau așa-numitul dioxid de sulf (SO 2) este un gaz incolor, cu miros înțepător, care irită tractul respirator al oamenilor și animalelor, în special în mediile cu praf fin. Principalele surse de poluare a aerului cu dioxid de sulf sunt combustibilii fosili arși în centralele electrice. Combustibilul și deșeurile eliberate în aer în timpul arderii conțin sulf (de exemplu, cărbunele conține 0,2 până la 5,5% sulf). În timpul arderii, sulful este oxidat pentru a forma SO 2 . Dioxidul de sulf provoacă daune grave mediului - în plante, sub influența SO 2, are loc moartea parțială a clorofilei, care are un efect dăunător asupra culturilor agricole, arborilor forestieri și corpurilor de apă, căzând sub formă de așa-numit acid. ploaie.

6. Metale grele Poluând mediul, ele provoacă daune enorme oamenilor și naturii. Plumbul, mercurul, cadmiul, cuprul, nichelul, zincul, cromul, vanadiul sunt componente permanente ale mediului aerian al marilor centre industriale. Impuritățile din metale grele pot conține cărbune, precum și diverse deșeuri.

Exemple: în cazul în care plumbul tetraetil este utilizat ca aditiv în benzină pentru a preveni ciocănirea motorului (această metodă de adăugare este interzisă în mai multe țări), aerul este poluat semnificativ cu plumb. Eliberat în gazele de eșapament, acest metal greu dăunător rămâne în aer și este transportat pe distanțe lungi de vânt înainte de a se stabili.

Un alt metal greu, mercurul, ajunge din aerul poluat în apă în timpul procesului de bioacumulare în lacuri și intră în corpurile peștilor, ceea ce creează un pericol grav de otrăvire umană de-a lungul lanțului trofic.

7. Ozonși diverși compuși organici activi care se formează în timpul interacțiunilor chimice ale oxizilor de azot cu hidrocarburile volatile, stimulate de razele soarelui. Produșii acestor reacții se numesc oxidanți fotochimici. De exemplu, sub influența energiei solare, dioxidul de azot se descompune în monoxid și un atom de oxigen, care, atunci când este combinat cu O2, formează ozon O3.

8. Acizi, în principal sulf și azot, care formează ploile acide.

Ce surse de poluare a aerului constituie principalul pericol pentru sănătatea planetei?

Principalii poluanți ai aerului din țările industrializate sunt mașinile și alte tipuri de transport, întreprinderile industriale, centralele termice, industria militară mare și complexele de energie nucleară.

Transportul cu motor poluează aerul orașelor cu monoxid de carbon și azot, hidrocarburi și alte substanțe nocive. Emisiile anuale ale vehiculelor în Rusia la începutul anilor 90 se ridicau la 36 milioane de tone sau 37% din emisiile totale (aproximativ 100 milioane tone/an), inclusiv: oxizi de azot - 22%, hidrocarburi - 42%, oxizi de carbon - aproximativ 46% cel mai mare volum de emisii de la mașini a fost observat la Moscova – peste 840 mii tone/an).

Acum există câteva sute de milioane de mașini private în lume, aproape jumătate dintre ele - aproximativ 200 de milioane - pe continentul american. În Japonia, datorită teritoriului său limitat, există de aproape 7 ori mai mulți șoferi pe unitate de suprafață decât în ​​Statele Unite. Mașina – această „fabrică chimică pe roți” – este responsabilă pentru mai mult de 60% din toate substanțele nocive din aerul urban. Gazele de eșapament ale mașinilor conțin aproximativ 200 de substanțe care sunt dăunătoare sănătății și mediului. Conțin hidrocarburi combustibile nearse sau incomplet descompuse. Cantitatea de hidrocarburi crește brusc dacă motorul funcționează la turații mici sau la viteze crescute, de exemplu, la pornirea la intersecții din apropierea semafoarelor. Când apăsați pedala de accelerație, se eliberează un număr mare de particule nearse (de 10-12 ori mai multe decât în ​​modul normal). În plus, gazele de eșapament nearse ale motorului în timpul funcționării normale conțin aproximativ 2,7% monoxid de carbon, a cărui cantitate crește pe măsură ce viteza scade la aproximativ 3,9-4%, iar la viteză mică - până la 6,9%.

Gazele de eșapament, inclusiv monoxidul de carbon, dioxidul de carbon și multe alte emisii ale motorului, sunt mai grele decât aerul, așa că toate se acumulează în apropierea solului, otrăvind oamenii și vegetația. În timpul arderii complete a combustibilului în motor, unele dintre hidrocarburi se transformă în funingine care conține diverse rășini. Mai ales atunci când motorul funcționează defectuos, în spatele mașinii se întinde un pană negru de fum, care conține hidrocarburi policiclice, inclusiv benzopiren. Gazele de eșapament mai conțin oxizi de azot, aldehide, care au un miros înțepător și efect iritant și compuși anorganici de plumb.

Metalurgia feroasă este una dintre sursele majore de poluare a aerului cu praf și gaze. În procesul de topire a fontei și de prelucrare a acesteia în oțel, emisiile de praf la 1 tonă de fontă finală sunt de 4,5 kg, dioxid de sulf - 2,7 kg și mangan - 0,5-0,1 kg.

Emisiile de la atelierele de producție de oțel cu vatră deschisă și convertoare joacă un rol semnificativ în poluarea aerului. Emisiile de la cuptoarele cu vatră deschisă conțin în principal praf din trioxid de fier (76%) și trioxid de aluminiu (8,7%). Într-un proces fără oxigen, se eliberează 3000-4000 m 3 de gaze cu o concentrație de praf de aproximativ 0,6-0,8 g/m 3 la 1 tonă de oțel cu focar deschis. În procesul de alimentare cu oxigen a zonei de metal topit, formarea de praf crește semnificativ, ajungând la 15-52 g/m3. În același timp, hidrocarburile și sulful se ard și, prin urmare, emisiile de la cuptoarele cu vatră deschisă conțin până la 60 kg de monoxid de carbon și până la 3 kg de dioxid de sulf la 1 tonă de oțel produs.

Procesul de producere a oțelului în cuptoare de convertizor se caracterizează prin eliberarea în atmosferă a gazelor de ardere constând din particule de siliciu, mangan și oxizi de fosfor. Fumul conține până la 80% monoxid de carbon, iar concentrația de praf din gazele de evacuare este de aproximativ 15 g/m3.

Emisiile din metalurgia neferoasă conțin substanțe tehnice praf: arsen, plumb, fluor etc. și, prin urmare, prezintă un pericol grav pentru sănătatea umană și pentru mediu. În timpul producției de aluminiu prin electroliză, sunt eliberate în atmosferă cantități mari de compuși de fluorură gazoasă și sub formă de particule. Pentru a produce 1 tonă de aluminiu, se consumă de la 33 la 47 kg de fluor (în funcție de puterea electrolizatorului), din care peste 65% intră în atmosferă.

Întreprinderile din industria chimică sunt printre cele mai periculoase surse de poluare a aerului. Compoziția emisiilor lor este foarte diversă și conține multe substanțe noi, extrem de nocive. Știm puține despre efectele potențial dăunătoare ale a 80% dintre aceste substanțe asupra oamenilor, animalelor și naturii. Principalele emisii de la întreprinderile din industria chimică includ monoxid de carbon, oxizi de azot, dioxid de sulf, amoniac, substanțe organice, hidrogen sulfurat, compuși de clorură și fluorură, praf din producția anorganică etc.

Complexul de combustibil și energie (centrale termice, centrale termice combinate, centrale termice) degajă fum în aerul atmosferic rezultat din arderea combustibililor solizi și lichizi. Emisiile în aerul atmosferic de la instalațiile care utilizează combustibil conțin produse de ardere completă - oxizi de sulf și cenușă, produse de ardere incompletă - în principal monoxid de carbon, funingine și hidrocarburi. Volumul total al tuturor emisiilor este destul de semnificativ. De exemplu, o centrală termică care consumă lunar 50 de mii de tone de cărbune, conținând aproximativ 1% sulf, emite zilnic în atmosferă 33 de tone de anhidridă sulfuric, care se poate transforma (în anumite condiții meteorologice) în 50 de tone de acid sulfuric. Într-o zi, o astfel de centrală produce până la 230 de tone de cenușă, care este parțial (aproximativ 40-50 de tone pe zi) eliberată în mediu pe o rază de până la 5 km. Emisiile de la centralele termice care ard petrol nu conțin aproape deloc cenușă, dar emit de trei ori mai multă anhidridă sulfurică.

Poluarea aerului din producția de petrol, rafinarea petrolului și industria petrochimică conține cantități mari de hidrocarburi, hidrogen sulfurat și gaze urât mirositoare.

Anterior

Una dintre problemele globale semnificative este poluarea atmosferică a Pământului. Pericolul acestui lucru este nu numai că oamenilor le lipsește aerul curat, ci și că poluarea aerului duce la schimbări climatice pe planetă.

Cauzele poluării aerului

Diverse elemente și substanțe pătrund în atmosferă, modificând compoziția și concentrația aerului. Următoarele surse contribuie la poluarea aerului:

• emisiile și activitățile instalațiilor industriale;
• evacuare auto;
• obiecte radioactive;
• Agricultură;
• gospodărie și .

În timpul arderii combustibilului, a deșeurilor și a altor substanțe, produsele de ardere intră în aer, ceea ce înrăutățește semnificativ starea atmosferei. Praful generat pe șantierele de construcții poluează și aerul. La centralele termice, combustibilul arde și eliberează o concentrație semnificativă de elemente care poluează atmosfera. Cu cât umanitatea face mai multe invenții, cu atât apar mai multe surse de poluare a aerului și biosfera în ansamblu.

Efectele poluării aerului

Când ard diferite tipuri de combustibil, dioxidul de carbon este eliberat în aer. Alături de alte gaze cu efect de seră, dă naștere unui fenomen atât de periculos pe planeta noastră ca. Acest lucru duce la distrugerea stratului de ozon, care la rândul său protejează planeta noastră de expunerea intensă la razele ultraviolete. Toate acestea duc la încălzirea globală și la schimbările climatice pe planetă.

Una dintre consecințele acumulării de dioxid de carbon și încălzirea globală este topirea ghețarilor. Ca urmare, nivelul apei din Oceanul Mondial crește și, în viitor, pot apărea inundații ale insulelor și zonelor de coastă ale continentelor. Inundațiile vor fi un eveniment constant în unele zone. Plantele, animalele și oamenii vor muri.

Prin poluarea aerului, diverse elemente cad la pământ în formă. Aceste sedimente cad în rezervoare, modifică compoziția apei, iar acest lucru provoacă moartea florei și faunei din râuri și lacuri.

Astăzi, poluarea aerului este o problemă locală în multe orașe, care a devenit una globală. Este greu să găsești un loc în lume în care să rămână aer curat. Pe lângă impactul negativ asupra mediului, poluarea atmosferică duce la îmbolnăviri ale oamenilor care se dezvoltă în boli cronice și reduce speranța de viață a populației.

PLAN:

1. INTRODUCERE

2. POLUAREA CHIMICA A ATMOSFEREI

2.1

2.2 Poluarea cu aerosoli

2.3 Ceață fotochimică (smog)

2.4 Controlul poluării

în atmosferă (concentrație maximă admisă)

3. POLUAREA ATMOSFEREI DIN VEHICULE MOBILE

SURSE

3.1 Transport cu motor

3.2 Avioane

3.3 Zgomote

4. INFLUENȚA POLUĂRII ATMOSFEREI

PE LUME OM, PLANTE ȘI ANIMALE

4.1 Monoxid de carbon

4.2 Dioxid de sulf și anhidridă sulfurică

4.3 Oxizi de azot și alte substanțe

4.4 Influența substanțelor radioactive asupra plantelor

corpul și lumea animală

1. INTRODUCERE

În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea din jurul său. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția umană periculoasă în natură a crescut brusc, sfera acestei intervenții s-a extins, a devenit mai diversă și acum amenință să devină un pericol global pentru umanitate. Consumul de materii prime neregenerabile este în creștere, tot mai mult teren arabil părăsește economia, așa că pe el se construiesc orașe și fabrici. Omul trebuie să intervină din ce în ce mai mult în economia biosferei - acea parte a planetei noastre în care există viață. Biosfera Pământului este în prezent supusă unui impact antropic din ce în ce mai mare.Totodată, pot fi identificate câteva dintre cele mai semnificative procese, dintre care niciunul nu îmbunătățește situația ecologică de pe planetă.

Cea mai răspândită și semnificativă este poluarea chimică a mediului cu substanțe de natură chimică neobișnuite pentru acesta. Printre aceștia se numără și poluanții gazoși și aerosoli de origine industrială și casnică. Acumularea de dioxid de carbon în atmosferă este, de asemenea, în progres. Dezvoltarea în continuare a acestui proces va întări tendința nedorită de creștere a temperaturii medii anuale pe planetă. Ecologiștii sunt, de asemenea, îngrijorați de poluarea continuă a Oceanului Mondial cu petrol și produse petroliere, care a atins deja 11/5 din suprafața totală. Poluarea cu petrol de această dimensiune poate provoca perturbări semnificative în schimbul de gaze și apă între hidrosferă și atmosferă. Nu există nicio îndoială cu privire la importanța contaminării chimice a solului cu pesticide și a acidității crescute a acestuia, ducând la prăbușirea ecosistemului. În general, toți factorii considerați care pot fi atribuiți efectului poluant au un impact vizibil asupra proceselor care au loc în biosferă.

2. POLUAREA CHIMICA A ATMOSFEREI

2.1. Principalii poluanți

Voi începe testul cu o trecere în revistă a acelor factori care duc la deteriorarea uneia dintre cele mai importante componente ale biosferei - atmosfera. Omul poluează atmosfera de mii de ani, dar consecințele folosirii focului, pe care l-a folosit în toată această perioadă, au fost nesemnificative. A trebuit să suport faptul că fumul interfera cu respirația și că funinginea stătea ca o acoperire neagră pe tavanul și pereții casei. Căldura rezultată a fost mai importantă pentru oameni decât aerul curat și pereții peșterilor fără fum. Această poluare inițială a aerului nu a fost o problemă, deoarece oamenii locuiau atunci în grupuri mici, ocupând un mediu natural nemăsurat de vast, neatins. Și chiar și o concentrare semnificativă de oameni într-o zonă relativ mică, așa cum era cazul în antichitatea clasică, nu a fost încă însoțită de consecințe grave.

Acesta a fost cazul până la începutul secolului al XIX-lea. Numai în ultima sută de ani, dezvoltarea industriei ne-a „dăruit” cu astfel de procese de producție, ale căror consecințe la început oamenii nu și-au putut imagina încă. Au apărut orașe milionare a căror creștere nu poate fi oprită. Toate acestea sunt rezultatul marilor invenții și cuceriri ale omului.

Există trei surse principale de poluare a aerului: industria, cazanele casnice și transportul. Contribuția fiecăreia dintre aceste surse la poluarea totală a aerului variază foarte mult de la un loc la altul. În prezent, este general acceptat că producția industrială produce cea mai mare poluare a aerului. Surse de poluare sunt centralele termice, care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer; întreprinderi metalurgice, în special metalurgia neferoasă, care emit în aer oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particule și compuși ai mercurului și arsenului; uzine chimice și de ciment. Gazele nocive pătrund în aer ca urmare a arderii combustibilului pentru nevoi industriale, încălzirea locuințelor, operarea transportului, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale. Poluanții atmosferici se împart în primari, care intră direct în atmosferă, și secundari, care sunt rezultatul transformării acestora din urmă. Astfel, dioxidul de sulf gazos care intră în atmosferă este oxidat în anhidridă sulfuric, care reacţionează cu vaporii de apă şi formează picături de acid sulfuric. Când anhidrida sulfuric reacţionează cu amoniacul, se formează cristale de sulfat de amoniu. În mod similar, în urma reacțiilor chimice, fotochimice, fizico-chimice dintre poluanți și componentele atmosferice, se formează alte caracteristici secundare. Principalele surse de poluare pirogenă de pe planetă sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice și centralele de cazane, care consumă peste 170% din combustibilul solid și lichid produs anual. Principalele impurități nocive de origine pirogenă sunt următoarele:

3a) Monoxid de carbon. 0. Produs prin arderea incompletă a substanţelor carbonice. Intră în aer ca urmare a arderii deșeurilor solide, a gazelor de eșapament și a emisiilor de la întreprinderile industriale. În fiecare an, cel puțin 1250 de milioane de tone din acest gaz intră în atmosferă. 0Monoxidul de carbon este un compus care reacționează activ cu componentele atmosferei și contribuie la creșterea temperaturii pe planetă și la crearea unui efect de seră.

3b) Dioxid de sulf. . 0Emis în timpul arderii combustibilului care conține sulf sau al prelucrării minereurilor sulfuroase (până la 170 milioane de tone pe an). Unii compuși ai sulfului sunt eliberați în timpul arderii reziduurilor organice în haldele miniere. Numai în Statele Unite, cantitatea totală de dioxid de sulf eliberată în atmosferă s-a ridicat la 65% din emisiile globale.

3c) Anhidrida sulfurica. Format prin oxidarea dioxidului de sulf. Produsul final al reacției este un aerosol sau o soluție de acid sulfuric în apa de ploaie, care acidifică solul și agravează bolile tractului respirator uman. Reducerea aerosolului de acid sulfuric din exploziile de fum ale plantelor chimice este observată în condiții de tulburare scăzută și umiditate ridicată a aerului. Lamele de frunze ale plantelor care cresc la o distanță mai mică de 11 km. din astfel de întreprinderi sunt de obicei punctate dens cu mici pete necrotice formate în locurile în care s-au depus picături de acid sulfuric. Întreprinderile pirometalurgice din metalurgia neferoasă și feroasă, precum și centralele termice, emit anual zeci de milioane de tone de anhidridă sulfurică în atmosferă.

3d) Hidrogen sulfurat și disulfură de carbon. Ele intră în atmosferă separat sau împreună cu alți compuși ai sulfului. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile producătoare de fibre artificiale, zahăr, fabrici de cocs, rafinăriile de petrol și câmpurile petroliere. În atmosferă, atunci când interacționează cu alți poluanți, aceștia suferă o oxidare lentă la anhidridă sulfurică.

3e) Oxizi de azot. .Principalele surse de emisii sunt întreprinderile producătoare de îngrășăminte cu azot, acid azotic și nitrați, coloranți anilină, compuși nitro, mătase de viscoză, celuloid. Cantitatea de oxizi de azot care intră în atmosferă este de 20 de milioane de tone. in an.

3e) Compuși ai fluorului. Sursele de poluare sunt întreprinderile producătoare de aluminiu, emailuri, sticlă, ceramică, oțel și îngrășăminte fosfatice. Substanțele care conțin fluor intră în atmosferă sub formă de compuși gazoși - fluorură de hidrogen sau praf de fluorură de sodiu și calciu. Compușii se caracterizează printr-un efect toxic. Derivații de fluor sunt insecticide puternice.

3g) Compuși ai clorului. Ei intră în atmosferă din fabrici chimice care produc acid clorhidric, pesticide care conțin clor, coloranți organici, alcool hidrolitic, înălbitor și sifon. În atmosferă se găsesc ca impurități ale moleculelor de clor și vapori de acid clorhidric. Toxicitatea clorului este determinată de tipul de compuși și de concentrația acestora. În industria metalurgică, la topirea fontei și la prelucrarea acesteia în oțel, în atmosferă sunt eliberate diferite metale grele și gaze toxice. Deci, la 11 tone de fontă, se eliberează 12,7 kg. 0 dioxid de sulf și 14,5 kg. 0particule de praf care determină cantitatea de compuși de arsen, fosfor, antimoniu, plumb, vapori de mercur și metale rare, substanțe rășini și cianuri de hidrogen.

2.2. Poluarea aerului cu aerosoli

Aerosolii sunt particule solide sau lichide suspendate în aer. În unele cazuri, componentele solide ale aerosolilor sunt deosebit de periculoase pentru organisme și provoacă boli specifice la oameni. În atmosferă, poluarea cu aerosoli este percepută ca fum, ceață, ceață sau ceață. O parte semnificativă a aerosolilor se formează în atmosferă prin interacțiunea particulelor solide și lichide între ele sau cu vaporii de apă. Dimensiunea medie a particulelor de aerosoli este de 11-5 1 microni. Aproximativ 11 km cubi intră anual în atmosfera Pământului. 0 particule de praf de origine artificială. Un număr mare de particule de praf se formează și în timpul activităților de producție umană. Informații despre unele surse de praf industrial sunt prezentate mai jos:

PROCESUL DE PRODUCȚIE EMISII DE PRAF, MILIoane DE TONE/AN

11. Arderea cărbunelui 93,60

12. Topirea fierului 20.21

13. Topirea cuprului (fără purificare) 6.23

IMPACTE ANTROPOGENICE ASUPRA ATMOSFEREI

Problema impactului uman asupra atmosferei este în centrul atenției specialiștilor și ecologiștilor din întreaga lume. Și acest lucru nu este întâmplător, deoarece cele mai mari probleme de mediu globale ale vremurilor noastre - „efectul de seră”, distrugerea stratului de ozon, ploaia acide - sunt asociate tocmai cu poluarea atmosferică antropică.

Protecția aerului atmosferic este o problemă cheie în îmbunătățirea sănătății mediului natural. Aerul atmosferic ocupă o poziție specială printre celelalte componente ale biosferei. Importanța sa pentru întreaga viață de pe Pământ nu poate fi supraestimată. O persoană poate rămâne fără mâncare timp de cinci săptămâni, fără apă timp de cinci zile și fără aer doar cinci minute. În același timp, aerul trebuie să aibă o anumită puritate și orice abatere de la normă este periculoasă pentru sănătate.

Aerul atmosferic îndeplinește și o funcție ecologică de protecție complexă, protejând Pământul de spațiul absolut rece și de fluxul radiațiilor solare. Procesele meteorologice globale au loc în atmosferă, se formează clima și vremea și se rețin o mulțime de meteoriți.

Atmosfera are capacitatea de a se autopurifica. Apare atunci când aerosolii sunt spălați din atmosferă prin precipitații, amestecarea turbulentă a stratului de suprafață al aerului, depunerea de substanțe poluate pe suprafața pământului etc. Cu toate acestea, în condiții moderne, capacitățile sistemelor naturale de auto-purificare de atmosfera sunt serios subminate. Sub atacul masiv al poluării antropice în atmosferă, au început să apară consecințe foarte nedorite asupra mediului, inclusiv cele de natură globală. Din acest motiv, aerul atmosferic nu-și mai îndeplinește pe deplin funcțiile de protecție, termoreglare și de susținere a vieții.

§ 1. Poluarea aerului

Poluarea aerului atmosferic trebuie înțeleasă ca orice modificare a compoziției și proprietăților sale, care are un impact negativ asupra sănătății umane și animale, asupra stării plantelor și ecosistemelor.

Poluarea atmosferică poate fi naturală (naturală) și antropică (tehnogenă).

Poluarea naturală a aerului este cauzată de procese naturale. Acestea includ activitatea vulcanică, intemperii rocilor de munte, eroziunea eoliană, înflorirea masivă a plantelor, fumul de la incendiile de pădure și stepă etc. Poluarea antropică este asociată cu eliberarea diverșilor poluanți în timpul activității umane. La scară, depășește semnificativ poluarea naturală a aerului.

În funcție de scara de distribuție, se disting diferite tipuri de poluare a aerului: locală, regională și globală. Poluarea locală se caracterizează printr-un conținut crescut de poluanți în zone restrânse (oraș, zonă industrială, zonă agricolă etc.) (Fig. 13.1). Cu poluarea regională, în impactul negativ sunt implicate zone semnificative, dar nu întreaga planetă. Poluarea globală este asociată cu modificări ale stării atmosferei în ansamblu.

După starea lor agregată, emisiile de substanţe nocive în atmosferă se clasifică în: 1) gazoase (dioxid de sulf, oxizi de azot, monoxid de carbon, hidrocarburi etc.); 2) lichid (acizi, alcaline, soluții de sare etc.); 3) solide (substanțe cancerigene, plumb și compușii acestuia, praf organic și anorganic, funingine, substanțe rășinoase și altele).

Principalii poluanți (poluanți) ai aerului atmosferic formați în timpul activităților industriale și a altor activități umane sunt dioxidul de sulf (SO 2 ), monoxidul de carbon (CO) și particulele. Acestea reprezintă aproximativ 98% din emisiile totale de substanțe nocive. Pe lângă principalii poluanți, în atmosfera orașelor și orașelor se observă peste 70 de tipuri de substanțe nocive, inclusiv formaldehidă, fluorură de hidrogen, compuși de plumb, amoniac, fenol, benzen, disulfură de carbon etc. dintre principalii poluanți (dioxid de sulf etc.) depășesc cel mai adesea nivelurile admisibile în multe orașe rusești.

Emisiile globale totale ale celor patru principali poluanți atmosferici (poluanți) s-au ridicat în 1990 la 401 milioane de tone, iar în Rusia în 1991 - 26,2 milioane de tone (Tabelul 13.1; The worM..., National... , 1992). Pe lângă acești poluanți principali, în atmosferă pătrund multe alte substanțe toxice foarte periculoase: plumb, mercur, cadmiu și alte metale grele (surse de emisie: mașini, topitorii etc.); hidrocarburi (C^^, dintre care cel mai periculos este benzo(a)pirenul, care are efect cancerigen (gaze de eșapament, cuptoare de cărbune etc.), aldehide și în primul rând formaldehida, hidrogen sulfurat, solvenți volatili toxici (benzine, alcooli, eteri) și etc.

Emisia principalilor poluanți (poluanți) în atmosferă din lume și din Rusia

Substanțe, milioane de tone	Dioxid de sulf	Oxizi de azot	Monoxid de carbon	Substanță în suspensie
Emisii globale totale
Rusia (numai surse staționare)
Rusia (inclusiv toate sursele),

Cea mai periculoasă poluare a aerului este radioactivă. În prezent, este cauzată în principal de izotopi radioactivi cu viață lungă distribuiți la nivel global - produse ale testelor de arme nucleare efectuate în atmosferă și subteran. Stratul de suprafață al atmosferei este, de asemenea, poluat de emisiile de substanțe radioactive în atmosferă de la centralele nucleare în funcțiune în timpul funcționării normale a acestora și din alte surse.

Un loc aparte îl ocupă degajările de substanțe radioactive din blocul al patrulea al centralei nucleare de la Cernobîl în aprilie - mai 1986. Dacă în timpul exploziei unei bombe atomice deasupra Hiroshima (Japonia) au fost eliberate în atmosferă 740 g de radionuclizi, apoi, în urma accidentului de la centrala nucleară de la Cernobîl din 1986, eliberarea totală a substanțelor radioactive în atmosferă s-a ridicat la 77 kg.

O altă formă de poluare a aerului este aportul local de căldură în exces din surse antropogenice. Un semn al poluării termice (termice) a atmosferei sunt așa-numitele unde termice, de exemplu, „insule de căldură” în orașe, încălzirea corpurilor de apă etc.

În general, judecând după datele oficiale pentru anii 1997-1999, nivelul de poluare a aerului din țara noastră, în special în orașele rusești, rămâne ridicat, în ciuda unei scăderi semnificative a producției, care este asociată în primul rând cu o creștere a numărului de mașini, inclusiv - defect.

Atmosfera, ca componentă ecologică, este un strat de aer din subsol și deasupra suprafeței acestuia, în cadrul căruia se observă influența reciprocă a tuturor componentelor mediului (inclusiv aerul însuși). Prin urmare, poluarea aerului afectează schimbările în compoziția și proprietățile componentelor naturale și sănătatea umană.

Poluanții pătrund în atmosferă din surse naturale și antropice.

Substanțele emise din surse naturale includ: praf de origine vegetală, vulcanică și cosmică; praful rezultat din eroziunea solului; particule de sare de mare; ceaţă; produse de ardere din incendii de pădure și stepă; gaze de origine vulcanică; diverse produse de origine vegetală, animală și microbiologică etc. Aceste poluări creează un fundal natural.

Pe măsură ce producția industrială crește, poluarea antropică a atmosferei Pământului crește.

În prezent, în țările industrializate, anual sunt emise în atmosferă peste 2,25 kg/persoană de diverși poluanți, inclusiv 1,5 kg/persoană de substanțe gazoase și 0,75 kg/persoană de substanțe solide.

Emisiile de la centralele care consumă cărbune sunt deosebit de periculoase - ele se ridică la 133 de milioane de kg pe an de oxizi de sulf, 21 de milioane de kg de oxizi de azot, 5 milioane de kg de particule, care sunt în principal cauza ploii acide.

Distribuția ponderii emisiilor nocive între sectoarele industriale din țările individuale este diferită (Tabelul 2.1.).

Tabelul 2.1
Conținutul de emisii (în %) din diverse industrii din țările dezvoltate (pe baza datelor din 1991)

Nivelul de poluare a aerului în orașe este deosebit de ridicat; de exemplu, în 1996, 171,1 mii de tone de substanțe nocive au intrat în atmosfera Moscovei din surse staționare și 204,4 mii de tone în regiunea Moscovei.

Dinamica modificărilor emisiilor de poluanți în atmosfera Moscovei este prezentată pe orez. 2.1.

Este vizibilă o tendință clară de creștere a cantității totale de poluanți. Principala sursă de poluare a aerului (Fig. 2.2.) a devenit transport rutier - reprezintă până la 83% din emisiile de substanțe nocive în aerul poluat al orașului. Evacuarea mașinilor prezintă un pericol deosebit pentru monumentele arhitecturale situate de-a lungul autostrăzilor importante.

Orez. 2.1 (stânga). Dinamica modificărilor emisiilor de poluanți în atmosfera Moscovei
Orez. 2.2 (dreapta). Principalele surse de poluare a aerului urban

Comparația concentrațiilor unor poluanți gazoși pentru zonele rurale și orașele Rusiei, prezentată în masa 2.2, arată că în orașe a apărut o situație critică în ceea ce privește acest indicator de calitate a aerului.

Tabelul 2.2
Concentrațiile unor poluanți gazoși pentru zonele rurale și orașele Rusiei

Contaminanți toxici în aer	Surse de emisie	Concentrații (mg/m3)
		in orase	în zonele rurale
Monoxid de carbon, CO	Incendii, evacuarea mașinii	5,0	0,1
Dioxid de sulf, SO2	Arderea cărbunelui, rafinarea petrolului, producția de H2SO4	0,2	0,002
Oxid nitric, NO	În motoare, în centrale electrice, ardere	0,2	0,002
Dioxid de azot, NO 2	Arderea, oxidarea, în centrale electrice	0,1	0,001
Ozon	Reacții atmosferice, fotochimice	0,3	0,01
Metan	Gaze naturale, procese de degradare	3,0	1,4
Etilenă	Evacuare auto	0,05	0,001
Acetilenă	-"-	0,07	0,001
TIGAIE	Oxidarea atmosferică a aldehidelor	0,03	0,001
Aldehide, C3-C8	Evacuare auto	0,02	0,001
Hidrocarburi totale (cu excepția CH 4)	-"-	2,0	0,005
Amoniac	putrezind	0,01	0,01
Sulfat de hidrogen	-"-	0,004	0,002
Formaldehidă	Arderea incompletă	0,05	0,001

Aceste cifre indică faptul că ecosistemele unui oraș mare nu mai pot îndeplini funcția de a-i asigura aer curat.

Cazuri de depășire a concentrațiilor maxime de până la 10 MPC au fost înregistrate în 70 de orașe din Rusia.

Poluarea atmosferică și saturarea biosferei cu metale grele progresează. Se estimează că de-a lungul întregii istorii a societății umane au fost topite aproximativ 20 de miliarde de tone de fier. Cantitatea de fier din structuri, mașini, echipamente etc. este estimat acum la aproximativ 6 miliarde de tone.În consecință, aproximativ 14 miliarde de tone sunt dispersate în mediu din cauza coroziunii și a altor procese. Alte metale se risipesc și mai semnificativ. De exemplu, dispersia de mercur și plumb reprezintă 80-90% din producția lor anuală. Când cărbunele este ars, unele elemente importante din punct de vedere economic sunt eliberate în mediu împreună cu cenușa și gazele reziduale. De exemplu, se furnizează mai mult decât se extrage din subsol: magneziu - de 1,5 ori, molibden - de 3 ori, arsenic - de 7 ori, uraniu, titan - de 10 ori, aluminiu, iod, cobalt - de 15 ori, mercur - de 50 de ori, litiu , vanadiu, stronțiu, beriliu, zirconiu - de sute de ori, galiu, germaniu - de mii de ori, sodiu - de zeci de mii de ori.

Poluanții „secundari” au devenit un pericol deosebit în orașe. Fotochimia atmosferică se caracterizează prin formarea de compuși nedoriți care servesc drept bază pentru smogul fotochimic. Principalii produși ai acestor reacții fotochimice sunt aldehide, cetone, hidrocarburi aromatice, monoxid de carbon - CO, oxizi acizi CO 2, SO 2, NO 2, nitrați organici și oxidanți - ozon, dioxid de azot, compuși precum nitrații de peroxiacetil etc. se știe că nitratul de peroxiacetil (PAN) irită puternic membrana mucoasă a ochilor și are un efect negativ asupra aparatului de asimilare al plantelor. Iradierea olefinelor și compușilor aromatici are ca rezultat formarea unor cantități semnificative de aerosoli. Oxizii acizi enumerați se oxidează și, reacționând cu apa, formează acizi. Problema ploii acide a devenit cu adevărat vizibilă nu numai în orașele industriale, ci și peste tot în zonele urbanizate ale orașelor.

În fiecare an, milioane de tone de acizi și alți poluanți cad odată cu precipitațiile, ceea ce este periculos în ceea ce privește schimbările globale ale chimiei mediului natural. Emisiile de dioxid de sulf (SO 2) din gazele de eșapament industriale provoacă, de asemenea, mari daune economice, deoarece se pierde o substanță atât de valoroasă precum sulful. Rezervele dovedite ale lumii din această materie primă sunt aproape de epuizare. Totodată, cantitatea de sulf tehnogen intrat în atmosferă în anul 2000 s-a ridicat, conform diverselor surse, de la 275 la 400 de milioane de tone.