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 milioane de tone (61%), transportul auto - 21 milioane de tone (39%). Într-una dintre cele mai mari regiuni ale țării, regiunea Rostov, emisiile de poluanți în aerul atmosferic 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 total sunt emisii de la vehicule. Poluarea este obținută în principal ca subproduse sau deșeuri din extracția, prelucrarea și utilizarea resurselor și poate fi, de asemenea, o formă de emisii de energie nocivă, cum ar fi excesul de căldură, zgomot și radiații.

Majoritatea poluanților naturali (de exemplu, erupția vulcanică, arderea cărbunelui) sunt dispersați pe o suprafață 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 din aer sub formă de vapori;

3) monoxid de carbon (CO) - extrem de toxic;

4) oxizi de azot (NO x) - compuși gazoși ai azotului și oxigenului;

5) oxizi de sulf (dioxid de SO 2) - un gaz otrăvitor care este 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).

Luați în considerare ce sunt acești poluanți și cum se formează.

În orașele mari, se găsesc două tipuri principale de surse poluante: punct cum ar fi coșul CHP, coșul de fum, evacuarea mașinii etc. Și non-punct- pătrunderea în atmosferă din surse extinse.

Există substanțe solide, lichide și gazoase care poluează mediul.

Solid- se formează în timpul prelucrării mecanice a materialelor sau 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 - la arderea în aer liber a deșeurilor și a conductelor industriale ca urmare a unei varietăți de procese tehnologice.

Lichid poluanții sunt produsul reacțiilor chimice, condensului sau pulverizării lichidelor în procese tehnologice. Principalii poluanți lichizi sunt petrolul și produsele prelucrării acestuia, poluând atmosfera cu hidrocarburi.

gazos poluanții se formează ca urmare a reacțiilor chimice, proceselor electrochimice, arderii combustibilului, 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.

Luați în considerare 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 particule 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. gradele de măcinare disting 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, benzapiren
Motoare de automobile		CO, NO 2 , aldehide, hidrocarburi necancerigene, benzapiren
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, organici, solvenți, sulfuri volatile etc.
Metalurgie și chimia cocsului		SO 2 , CO, NH 3 , NO X , compuși cu fluor și cianuri, substanțe organice, benzapiren
Minerit		În funcție de proces (CO, fluoruri, substanțe organice)
industria alimentară		NH3, H2S, amestecuri de compuşi 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 al diferitelor substanțe toxice în corpul uman, 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 creșterea concentrației duce la insuficiență respiratorie și dureri toracice, iar la concentrații foarte mari, depășind cu mult MPC, provoacă moartea prin sufocare.

În întreprinderile de construcție de mașini, 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 MPC pentru substanțe nocive de aproximativ 1000 de tipuri. În funcție de gradul de impact asupra organismului, substanțele nocive sunt împărțite în patru clase:

1 - substanțele sunt extrem de periculoase;

2 - substanțe foarte periculoase;

3 - substanțe moderat periculoase;

4 - substanțe cu pericol scăzut.

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

Tabelul 4.3

Clase de pericol și niveluri de poluare

Concentrațiile maxime admise de substanțe nocive în aerul zonei de lucru sunt concentrații care, în timpul muncii zilnice de 8 ore (cu excepția weekendurilor) sau pentru alte durate (dar nu mai mult de 41 de ore pe săptămână) pe toată durata experienței de muncă, nu provoacă boli sau abateri ale stării 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 inginerie și industrie, sunt folosiți ca purtători de energie, de exemplu, gaz natural, propan, benzină, solvenți pentru vopsele și produse de curățare etc. Printre cele mai periculoase hidrocarburi, benzapirenul ocupă un loc important - o componentă a gazelor de eșapament ale vehiculelor și emisiile atmosferice de la cuptoarele pe 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:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O.

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

Dioxidul de carbon, un gaz incolor cu un miros ușor, se formează în timpul respirației organismelor vii, precum și în timpul arderii cărbunelui, petrolului și gazului la stațiile termice, cazanele etc. În cantități mici, dioxidul de carbon nu este periculos, dar în doze foarte mari duce la moarte. Conținutul de CO 2 din aer este în continuă creștere, ceea ce este asociat cu o cantitate din ce în ce mai mare de cărbune și petrol arse. În ultimii 100 de ani, conținutul 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 un strat 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 ei înconjurător. Acest așa-zis seră, sau efect de sera.

Monoxidul de carbon (CO) nu este carbon complet oxidat, așa-numitul monoxid de carbon. CO este un gaz otrăvitor incolor și inodor. Inhalarea monoxidului de carbon blochează fluxul de oxigen în sânge, duce la lipsa de oxigen a țesuturilor, urmată de leșin, paralizie a tractului respirator 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 în motoarele de automobile, în industria chimică, de exemplu, în producția de acid azotic. La temperaturi ridicate de ardere, o parte din azotul (N2) se oxidează, formând monoxid (NO), care în aer, reacţionând cu oxigenul, este oxidat la dioxid (NO2) şi/sau tetroxid (N2O4).

Oxizii de azot contribuie la apariția smog-ului fotochimic format din produsele reacției dintre oxizii de azot și hidrocarburile nesaturate sub influența activă a radiațiilor ultraviolete de la Soare.

Oxizii de azot irită organele respiratorii, 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 ) - un gaz incolor, cu miros ascuțit, 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 care intră în aer în timpul arderii conțin sulf (de exemplu, în cărbune de la 0,2 la 5,5% sulf). În timpul arderii, sulful este oxidat pentru a forma SO 2 . Dioxidul de sulf provoacă daune grave mediului - sub acțiunea SO 2, plantele mor parțial din clorofilă, care afectează negativ culturile agricole, copacii forestieri, corpurile de apă, căzând sub formă de așa-numita ploaie acide.

6. Metale grele, poluând mediul înconjurător, aduc un mare rău omului și naturii. Plumbul, mercurul, cadmiul, cuprul, nichelul, zincul, cromul, vanadiul sunt componente permanente ale aerului din marile 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 (într-un număr de țări această metodă de adăugare este interzisă), aerul este poluat semnificativ cu plumb. Eliberat cu gazele de eșapament, acest metal greu dăunător rămâne în aer și, înainte de a se stabili, este purtat de vânt pe distanțe lungi.

Un alt metal greu - mercurul, care trece din aerul poluat în apă în procesul de bioacumulare în lacuri, intră în organismele 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 procesul de interacțiuni 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, combinându-se cu O2, formează ozonul O3.

8. acizi, predominant sulfuric si nitric, care formeaza ploaia acida.

Ce obiecte ale surselor de poluare atmosferică constituie principalul pericol pentru sănătatea planetei?

Principalii poluanți ai aerului din țările industrializate sunt mașinile și alte moduri de transport, întreprinderile industriale, centralele termice, marile complexe ale industriei militare și energia nucleară.

Transportul cu motor poluează aerul orașelor cu monoxid de carbon și azot, hidrocarburi și alte substanțe nocive. Emisiile anuale ale mașinilor în Rusia la începutul anilor 90 s-au ridicat la 36 de milioane de tone sau 37% din totalul emisiilor (aproximativ 100 de milioane de 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 - mai mult de 840 de mii de tone / an).

Acum în lume există câteva sute de milioane doar de mașini private, aproape jumătate dintre ele - aproximativ 200 de milioane - în Americi. În Japonia, din cauza teritoriului limitat, există de aproape 7 ori mai mulți șoferi pe unitate de suprafață decât în ​​Statele Unite. Pe conștiința mașinii - această "fabrică chimică pe roți" - mai mult de 60% din toate substanțele nocive din aerul orașului. Gazele de eșapament auto conțin aproximativ 200 de substanțe dăunătoare sănătății și naturii. Conțin hidrocarburi combustibile nearse sau incomplet descompuse. Cantitatea de hidrocarburi crește dramatic dacă motorul funcționează la turații mici sau la viteză crescută, de exemplu, la pornirea la intersecții la semafoare. În momentul apăsării pedalei de accelerație, se eliberează o cantitate mare de particule nearse (de 10-12 ori mai mult 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 cu o scădere a vitezei la aproximativ 3,9-4% și 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. Odată cu arderea completă a combustibilului în motor, o parte din hidrocarburi se transformă în funingine care conține diverse rășini. Mai ales în cazul unei defecțiuni a motorului, în spatele mașinii se întinde un pană negru de fum, care conține hidrocarburi policiclice, inclusiv benzapiren. 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 pentru 1 tonă de metal fierbinte sunt de 4,5 kg, dioxid de sulf - 2,7 kg și mangan - 0,5-0,1 kg.

Un rol semnificativ în poluarea aerului îl joacă emisiile provenite de la atelierele de topire a oțelului cu vatră deschisă și de transformare. Emisiile de la cuptoarele cu vatră deschisă conțin în principal praf din trioxid de fier (76%) și trioxid de aluminiu (8,7%). Cu un proces fără oxigen, se eliberează 3000-4000 m 3 de gaze la 1 tonă de oțel cu focar deschis cu o concentrație de praf de aproximativ 0,6-0,8 g/m 3 . În procesul de alimentare cu oxigen a zonei de metal topit, formarea de praf crește semnificativ, ajungând la 15-52 g/m 3 . În același timp, hidrocarburile și sulful se ard și, prin urmare, emisiile cuptoarelor 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 obținere a oțelului în cuptoarele convertoare se caracterizează prin emisia de gaze de ardere în atmosferă, constând din particule de oxizi de siliciu, mangan și fosfor. Compoziția fumului conține până la 80% monoxid de carbon, iar concentrația de praf în gazele de evacuare este de aproximativ 15 g/m3.

Emisiile din metalurgia neferoasă conțin substanțe tehnice asemănătoare prafului: arsen, plumb, fluor etc., prin urmare ele prezintă un pericol grav pentru sănătatea umană și pentru mediu. În procesul de producere a aluminiului prin electroliză, o cantitate mare de compuși de fluor gazoși și praf sunt emise în atmosferă. Pentru a obține 1 tonă de aluminiu se consumă de la 33 la 47 kg de fluor (în funcție de puterea electrolizorului), 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. Se cunosc puține despre efectele potențial dăunătoare ale a 80% dintre aceste substanțe asupra oamenilor, animalelor și naturii. Principalele emisii ale întreprinderilor din industria chimică includ monoxid de carbon, oxizi de azot, dioxid de sulf, amoniac, substanțe organice, hidrogen sulfurat, compuși de clorură și fluor, praf din industriile anorganice etc.

Complexul de combustibil și energie (centrale termice, centrale termice și electrice combinate, centrale termice) degajă fum în aerul atmosferic, care se formează în timpul arderii combustibililor solizi și lichizi. Emisiile atmosferice de la instalațiile de ardere a combustibilului conțin produse de ardere completă - oxizi de sulf și cenușă, produse ale arderii incomplete - în principal monoxid de carbon, funingine și hidrocarburi. Volumul total al tuturor emisiilor este foarte semnificativ. De exemplu, o centrală termică care consumă 50 de mii de tone de cărbune care conține aproximativ 1% sulf în fiecare lună emite în atmosferă 33 de tone de anhidridă sulfuric în fiecare zi, 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 industria producătoare de petrol, rafinarea petrolului și petrochimică conține o cantitate mare de hidrocarburi, hidrogen sulfurat și gaze urât mirositoare.

Anterior

Una dintre problemele globale semnificative este poluarea atmosferică a Pământului. Pericolul acestui lucru nu este doar că oamenii se confruntă cu o lipsă de aer curat, ci și că poluarea aerului duce la schimbări climatice pe planetă.

Cauzele poluării aerului

În atmosferă pătrund diverse elemente și substanțe, care modifică 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 agravează semnificativ starea atmosferei. Praful generat pe șantier poluează și aerul. Combustibilul este ars la stațiile termice și se eliberează o concentrație semnificativă de elemente care poluează atmosfera. Cu cât omenirea face mai multe invenții, cu atât apar mai multe surse de poluare a aerului și biosfera în ansamblu.

Consecințele poluării aerului

În timpul arderii diferiților combustibili, 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 efectele intense ale razelor ultraviolete. Toate acestea duc la încălzirea globală și la schimbările climatice ale planetei.

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

Poluând aerul, diverse elemente cad la pământ sub formă de. Aceste sedimente intră în corpurile de apă, 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 la oameni care se dezvoltă în boli cronice și reduc 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 (MAC)

3. POLUAREA ATMOSFERICA DIN MOBIL

SURSE

3.1 Transport cu motor

3.2 Avioane

3.3 Zgomote

4. IMPACTUL POLUĂRII ATMOSFERICE

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 Efectul substanțelor radioactive asupra plantelor

corpul și lumea animală

1. INTRODUCERE

În toate etapele dezvoltării sale, omul a fost strâns legat de lumea exterioară. Dar de la apariția unei societăți extrem de industrializate, intervenția umană periculoasă în natură a crescut dramatic, sfera acestei interferențe 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 multe terenuri arabile părăsesc economia, așa că pe ele 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 suferă în prezent un impact antropic din ce în ce mai mare.În același timp, se pot distinge câteva dintre cele mai semnificative procese, niciunul dintre acestea nu îmbunătățește situația ecologică de pe planetă.

Cea mai mare și semnificativă este poluarea chimică a mediului cu substanțe de natură chimică neobișnuită 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 ulterioară a acestui proces va consolida tendința nedorită către creșterea temperaturii medii anuale pe planetă. Ecologiștii sunt alarmați și de poluarea continuă a Oceanului Mondial cu petrol și produse petroliere, care a ajuns deja la 11/5 din suprafața totală. Poluarea cu petrol de această dimensiune poate provoca perturbări semnificative ale schimbului de gaze și apă dintre 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 luați în considerare, care pot fi atribuiți efectului poluant, au un impact semnificativ asupra proceselor care au loc în biosferă.

2. POLUAREA CHIMICA A ATMOSFEREI

2.1. Principalii poluanți

Voi începe testul meu 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 într-un capac negru pe tavanul și pereții locuinței. Căldura rezultată era mai importantă pentru o persoană decât aerul curat și pereții peșterii nefumați. Această poluare inițială a aerului nu a fost o problemă, pentru că oamenii trăiau atunci în grupuri mici, ocupând un mediu natural neatins nemăsurat de vast. 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. Doar în ultima sută de ani dezvoltarea industriei ne-a „dăruit” cu astfel de procese de producție, ale căror consecințe la început omul încă nu și-a putut imagina. Au apărut milioane de orașe puternice, a căror creștere nu poate fi oprită. Toate acestea sunt rezultatul marilor invenții și cuceriri ale omului.

Practic, sunt trei surse principale de poluare a aerului: industria, cazanele casnice, transportul. Ponderea fiecăreia dintre aceste surse în poluarea totală a aerului variază foarte mult de la un loc la altul. Acum este general acceptat că producția industrială poluează cel mai mult aerul. Surse de poluare - centrale 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 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, transportul, arderea și prelucrarea deșeurilor menajere și industriale. Poluanții atmosferici se împart în primari, care intră direct în atmosferă, și secundari, rezultați din transformarea acestora din urmă. Deci, dioxidul de sulf care intră în atmosferă este oxidat în anhidridă sulfuric, care interacționează cu vaporii de apă și 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 și alte semne secundare. Principala sursă de poluare pirogenă a planetei sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice, centralele de cazane care consumă peste 170% din combustibilii solizi și lichizi produși anual. Principalele impurități nocive de origine pirogenă sunt următoarele:

3a) Monoxid de carbon. 0. Obținut prin arderea incompletă a substanțelor carbonice. Intră în aer ca urmare a arderii deșeurilor solide, cu gaze de eșapament și emisii de la întreprinderile industriale. Cel puțin 1250 de milioane de tone din acest gaz intră în atmosferă în fiecare an. 0Monoxidul de carbon este un compus care reacționează activ cu părțile constitutive ale atmosferei și contribuie la creșterea temperaturii de pe planetă și la crearea unui efect de seră.

3b) Dioxid de sulf. . 0Se eliberează în timpul arderii combustibilului care conțin sulf sau al prelucrării minereurilor sulfuroase (până la 170 de milioane de tone pe an). O parte din compușii sulfului sunt eliberați în timpul arderii reziduurilor organice în haldele miniere. Numai în Statele Unite, cantitatea totală de dioxid de sulf emisă în atmosferă a reprezentat 65% din emisiile globale.

3c) Anhidrida sulfurica. Se formează în timpul oxidării dioxidului de sulf. Produsul final al reacției este un aerosol sau o soluție de acid sulfuric în apa de ploaie, care acidifică solul și exacerba bolile respiratorii umane. Precipitarea aerosolului de acid sulfuric din exploziile de fum ale întreprinderilor chimice se observă la tulburări scăzute și umiditate ridicată a aerului. Lamele de frunze ale plantelor care cresc la o distanță mai mică de 11 km. de la 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 care produc fibre artificiale, zahăr, cocs, rafinăriile de petrol și zăcămintele 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. Aceștia intră în atmosferă din întreprinderile chimice care produc acid clorhidric, pesticide care conțin clor, coloranți organici, alcool hidrolitic, înălbitor, sifon. În atmosferă, se găsesc ca un amestec de molecule de clor și vapori de acid clorhidric. Toxicitatea clorului este determinată de tipul de compuși și de concentrația acestora. În industria metalurgică, în timpul topirii fontei și transformării acesteia în oțel, în atmosferă sunt eliberate diferite metale grele și gaze toxice. Deci, în ceea ce privește 11 tone de fontă, în plus față de 12,7 kg. 0 dioxid de sulf și 14,5 kg. 0 particule 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 cu aerosoli a atmosferei

Aerosolii sunt particule solide sau lichide suspendate în aer. Componentele solide ale aerosolilor sunt în unele cazuri deosebit de periculoase pentru organisme și provoacă boli specifice la oameni. În atmosferă, poluarea cu aerosoli este percepută sub formă de fum, ceață, ceață sau ceață. O parte semnificativă a aerosolilor se formează în atmosferă atunci când particulele solide și lichide interacționează între ele sau cu vaporii de apă. Dimensiunea medie a particulelor de aerosoli este de 11-5 1 µm. Aproximativ 11 km cubi intră în atmosfera Pământului în fiecare an. 0 particule de praf de origine artificială. Un număr mare de particule de praf se formează și în timpul activităților de producție ale oamenilor. Informații despre unele surse de praf artificial sunt prezentate mai jos:

PROCES DE PRODUCȚIE EMISIE DE PRAF, MMT/AN

11. Arderea cărbunelui 93,60

12. Topirea fierului 20.21

13. Topirea cuprului (fără purificare) 6.23

IMPACTE ANTROPOGENE ASUPRA ATMOSFEREI

Problema impactului uman asupra atmosferei se află în centrul atenției specialiștilor și ecologiștilor din întreaga lume. Și aceasta nu este o coincidență, deoarece cele mai mari probleme de mediu globale ale vremurilor noastre - „efectul de seră”, încălcarea stratului de ozon, precipitarea ploii acide, sunt asociate tocmai cu poluarea antropică a atmosferei.

Protecția aerului atmosferic este o problemă cheie în îmbunătățirea mediului natural. Aerul atmosferic ocupă o poziție specială printre celelalte componente ale biosferei. Semnificația sa pentru toată viața 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 cea mai complexă funcție ecologică de protecție, protejând Pământul de Cosmosul absolut rece și de fluxul radiațiilor solare. Procesele meteorologice globale au loc în atmosferă, se formează clima și vremea, o masă de meteoriți este întârziată.

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, posibilitățile sistemelor naturale de autopurificare ale atmosferei 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 sale ecologice 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 montane, eroziunea eoliană, înflorirea în masă a plantelor, fumul de la incendiile de pădure și stepă etc. Poluarea antropică este asociată cu eliberarea diverșilor poluanți în timpul activităților umane. În ceea ce privește amploarea sa, depășește semnificativ poluarea naturală a aerului.

În funcție de scara de distribuție, se disting diferite tipuri de poluare atmosferică: 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 sunt implicate zone semnificative în sfera impactului negativ, dar nu întreaga planetă. Poluarea globală este asociată cu modificări ale stării atmosferei în ansamblu.

După starea de agregare, 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 gudronate etc.).

Principalii poluanți (poluanți) ai aerului atmosferic generați în procesul de activitate industrială și de altă natură umană 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 admise în multe orașe rusești.

Eliberarea globală totală în atmosferă a celor patru principali poluanți (iluanți) ai atmosferei în 1990 a fost de 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 toxici volatili ( benzine, alcooli, eteri) si altele

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

Substanțe, milioane de tone	Dioxid de sulf	oxizi de azot	monoxid de carbon	Particule solide
Emisia globală totală
Rusia (doar surse staționare)
Rusia (inclusiv toate sursele),

Cea mai periculoasă poluare a atmosferei este radioactivă. În prezent, se datorează în principal izotopilor radioactivi cu viață lungă distribuiti 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 special îl ocupă eliberarea de substanțe radioactive din blocul al patrulea al centralei nucleare de la Cernobîl în aprilie - mai 1986. Dacă explozia bombei atomice de deasupra Hiroshima (Japonia) a eliberat 740 g de radionuclizi în atmosferă, atunci ca ca urmare a accidentului de la centrala nucleară de la Cernobîl din 1986, eliberarea totală de substanțe radioactive în atmosferă a fost de 77 kg.

O altă formă de poluare atmosferică 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, „insula de căldură” din orașe, încălzirea corpurilor de apă etc.

În general, judecând după datele oficiale pentru anii 1997-1999, nivelul de poluare a aerului atmosferic 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 - defecte.

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 compoziția și proprietățile componentelor naturii și sănătății umane.

Poluanții pătrund în atmosferă din surse naturale și antropice.

Substanțele emise din surse naturale includ: praful de origine vegetală, vulcanică și cosmică; praf din eroziunea solului; particule de sare de mare; ceaţă; produse de ardere în timpul incendiilor de pădure și stepă; gaze de origine vulcanică; diverse produse de origine vegetală, animală și microbiologică etc. Acești contaminanți 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 electrice care consumă cărbune sunt deosebit de periculoase - ele se ridică la 133 de milioane de kg de oxizi de sulf pe an, 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 industrii din țările individuale este diferită (Tabelul 2.1.).

Tabelul 2.1
Conținutul de emisii (în %) din diverse industrii din țările dezvoltate (conform 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 în 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 cu motor - reprezintă până la 83% din emisiile de substanțe nocive în aerul poluat al orașului. Evacuările auto reprezintă un pericol deosebit pentru monumentele de arhitectură 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 orașe din Rusia, prezentată în fila. 2.2, arată că în orașe există o situație critică în ceea ce privește acest indicator al calității aerului.

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

Impurități toxice din 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 H 2 SO 4	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	ardere 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 MAC au fost înregistrate în 70 de orașe din Rusia.

Poluarea atmosferei și saturarea biosferei cu metale grele progresează. Se estimează că în întreaga istorie a societății umane au fost topite aproximativ 20 de miliarde de tone de fier. Cantitatea de fier din compoziția structurilor, mașinilor, echipamentelor etc. acum este estimat 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 împrăștie și mai mult. 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 emise în mediu împreună cu cenușa și gazele de ardere. De exemplu, se furnizează mai mult decât se extrage din intestine: 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 început să reprezinte 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, afectează negativ aparatul de asimilare al plantelor. Iradierea olefinelor și compușilor aromatici duce la formarea unei cantități semnificative de aerosoli. Oxizii acizi enumerați sunt oxidați și, reacționând cu apa, formează acizi. Problema ploii acide a devenit o problemă reală palpabilă 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 cu precipitații, ceea ce este periculos în ceea ce privește schimbările globale ale chimiei mediului natural. Emisiile de dioxid de sulf (SO 2 ) cu gazele reziduale din industrie cauzează, de asemenea, pagube economice mari, 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 a fost, conform diverselor surse, de la 275 la 400 de milioane de tone.