Схема загрязнения воздушной среды


2. Загрязнение воздушной среды

2.1 Источники загрязнения атмосферы

Источники загрязнения многочисленны и разнообразны и по своей природе различают естественное и антропогенное загрязнение воздушной среды. Естественное загрязнение возникает, как правило, в результате природных процессов вне всякого влияния человека, А антропогенное — в результате деятельности людей.

Чистый воздух — это 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,03% углекислого газа, 0,93% аргона и 0,01% других газов. Любое отклонение от этого состава говорит о наличии источника загрязнения — естественного или искусственного.

Естественным путем в атмосферу ежегодно поступает около 1 млрд т аэрозолей, из них, млн т: морских солей — 350- 650; почвенной пыли — 200- 300; продуктов извержения вулканов — 70-80; продуктов лесных пожаров — 70-75; космической пыли — 3-3,6. Естественные аэрозоли являются неотъемлемой частью атмосферы и играют большую положительную роль в обеспечении жизненных процессов на Земле.


К антропогенным источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся энергетические установки, сжигающие ископаемое топливо, промышленные предприятия, транспорт, сельскохозяйственное производство. Из всего количества загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферу, около 90% составляют газообразные вещества и около 10% — частицы, т.е. твердые или жидкие вещества.

В основном существуют три основных антропогенных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем, загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.

Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнении — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.


Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости т развития в данном городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70 % общей массы выбросов.

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине, затем самолеты, автомобили с дизельными двигателями тракторы и другие сельскохозяйственные машины, железнодорожный и водный транспорт. К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники, (общее число таких веществ превышает 40%), относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота.

Уровень загрязнения воздуха в городе Тольятти определяется как «повышенный». Основные загрязняющие вещества воздушного бассейна — фтористый водород, формальдегид, пыль, диоксид азота и аммиак.


Само собой, основные виновники загрязнения атмосферы — это крупные промышленные и химические предприятия. Несмотря на то, что все беды с атмосферой мы привыкли искать исключительно в большой химии, «корень зла» оказался намного ближе. Самый главный объект, который загрязняет тольяттинский воздух, — металлургическое производство АВТОВАЗа — это предприятие стоит на  первом месте по количеству выбросов в атмосферу вредных веществ.

Ранее между АВТОВАЗом и городом была сделана санитарно-защитная зона вплоть до Дзержинского, она была разделена Ботаническим садом и другими территориями. И нахождение в этой зоне боле 3 часов запрещалось, но на сегодняшний момент в этом месте идет полномасштабная застройка.

Состоянию атмосферы, несомненно, угрожают и отходы, хранящиеся на территории бывшего ОАО «Фосфор». Всего существует 13 мест складирования опасных отходов. Фосфор опасен тем, что вызывает самовозгорание. Сегодня это контролируется пожарной частью города:  заливается водой до определенного уровня, делается обволовка песком. Уже есть итоги инвентаризации фосфора, теперь разрабатывается план по хранению отходов и его утилизации. Затем будет произведен выбор земельного участка под строительство специального технологического процесса по утилизации и переработке данных отходов.

Есть еще один фактор, загрязняющий наш воздух наравне с промышленными предприятиями.


о выхлопные газы. Транспорта в Тольятти ежегодно прирастает на 150 тыс. автомобилей в год. Мониторинг соотношения выбросов промышленности и транспорта показал, что 60% от всех выбросов приходится на долю последнего. И, по мнению специалистов, они более опасны. Если у предприятия высота источника труб сделана таким образом, чтобы шло рассеивание загрязняющих веществ, то автотранспорт производит выбросы на уровне дыхания, над качеством выбросов осуществляет только ГАИ.

2.2 Последствия загрязнения атмосферы

а) Парниковый эффект

Климат Земли, который зависит главным образом от состояния ее атмосферы, на протяжении геологической истории периодически изменялся: чередовались эпохи значительного похолодания, когда большие территории покрывались ледниками, и эпохи потепления. Но в последнее время ученые метеорологи бьют тревогу: похоже на то, что атмосфера Земли разогревается значительно быстрее, чем когда-нибудь в прошлом.

 Это обусловлено деятельностью человека, которая, во-первых, разогревает атмосферу путем сжигания большого количества угля, нефти, газа, а также работы атомных электростанций. Во-вторых, и это главное, сжигание органического топлива, а также уничтожение лесов приводит к накоплению в атмосфере большого количества углекислого газа.

За последние 120 лет содержание этого газа в воздухе увеличилось на 17%. В земной атмосфере углекислый газ действует как стекло в теплице или парнике: он свободно пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, но удерживает тепло нагретой Солнцем поверхности Земли. Это вызывает разогревание атмосферы, известное как парниковый эффект. По подсчетам ученых, в ближайшие десятилетия среднегодовая температура на Земле за счет парникового эффекта может увеличиться на 1,5-2 °С.


Глобальное изменение климата жители многих городов России, включая Самарскую область, наглядно испытывали на себе летом 2010 года, когда был установлен температурный рекорд за все время синоптических наблюдений.

Но, к сожалению, мало кому придет в голову связывать это явление с таянием ледников в Гренландии и Арктике. Даже работа миллионов бензиновых двигателей и плохо изолированные дома вряд ли встанут в один ряд с засухой. Но именно человеческая деятельность провоцирует увеличение температуры воздуха на Земле в последние 100 лет, полагают учёные.

Проблема изменения климата в результате эмиссии парниковых газов должна рассматриваться как одна из самых важных современных проблем, связанных с долгосрочными воздействиями на окружающую среду, и рассматривать её нужно в совокупности с другими проблемами, вызванными антропогенными воздействиями на природу.

б) Кислотные дожди

Окиси серы и азота, которые выбрасываются в атмосферу вследствие работы тепловых электростанций и автомобильных двигателей, соединяются с атмосферной влагой и образуют мелкие капельки серной и азотной кислот, которые переносятся ветрами в виде кислотного тумана и выпадают на землю кислотными дождями. Эти дожди крайне вредно действуют на окружающую среду:


  • снижается урожайность большинства сельскохозяйственных культур вследствие повреждения листвы кислотами;
  • вымывается из грунта кальций, калий, магний, который вызывает деградацию фауны и флоры;
  • гибнут леса
  • отравляется вода озер и прудов, где гибнет рыба, исчезают насекомые;
  • исчезают водоплавающие птицы и животные, которые питаются насекомыми;
  • гибнут леса в горных районах, что вызывает селевые потоки;
  • ускоряется разрушение памятников архитектуры и жилищных зданий;
  • увеличивается количество заболеваний людей.

По данным государственного доклада министерства лесного хозяйства, охраны окружающей среды и природопользования Самарской области в 2010 году, специалисты тольяттинского филиала СГМО ГУ «Самарский ЦГМС-Р» проанализировали более 40 тысяч проб атмосферного воздуха. Как говорится в сообщении отдела информационной политики мэрии, в целом по Тольятти наблюдалось загрязнение воздушного бассейна формальдегидом, диоксидом азота, бензапиреном. Содержание остальных примесей находилось в пределах нормы. При этом случаи превышения санитарных норм по содержанию примесей в атмосфере более чем в три раза зафиксировали в августе во время ЧС, связанной с пожарами в лесных массивах.

Всего в 2010 году выпало 350 мм атмосферных осадков. Их кислотность находилась в пределах нормы. По комплексным оценкам уровень загрязненности Куйбышевского и Саратовского водохранилищ в районе Тольятти по сравнению с 2009 годом практически не изменился. Вода характеризуется как «очень загрязненная».


в) Смог

Фотохимический туман (смог) представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения.

Исследования ученых показывают, что смог возникает в результате сложных фотохимических реакций в воздухе, загрязненном углеводородами, пылью, сажей и окисями азота под влиянием солнечного света, повышенной температуры нижних слоев воздуха и большого количества озона. В сухом, загазованном и теплом воздухе возникает прозрачный синеватый туман, который неприятно пахнет, раздражает глаза, горло, вызывает удушье, бронхиальную астму, эмфизему легких. Листва на деревьях вянет, покрывается пятнами, желтеет.

По своему физиологическому воздействию на организм человека смог крайне опасен для дыхательной и кровеносной системы и часто бывает причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Но, по словам специалистов, со времен летних пожаров 2010 года экологическая ситуация в городе Тольятти значительно улучшилась, дымный смог над городом рассеялся.

По результатам оперативного химического анализа проб атмосферного воздуха, отобранных на стационарных пунктах контроля, содержание оксида углерода и диоксида азота стабилизировалось, средние концентрации находятся в пределах нормы. Атмосферный воздух не представляет угрозы здоровью населения.

 

  1. Направления по охране воздушной среды
    1. Меры по оптимизации законодательства об охране окружающей среды

Наиболее важным в обеспечении нормального процесса по охране атмосферного воздуха является принятие соответствующей законодательной базы, которая бы стимулировала и помогала в этом трудном процессе.

Однако в России, как ни прискорбно это звучит, в последние годы не наблюдается существенного прогресса в этой области. Те последние загрязнения, с которыми мы сейчас столкнулись, мир уже пережил 30-40 лет назад и принял защитные меры, так что нам не нужно изобретать велосипед. Следует использовать опыт развитых стран и принять законы, ограничивающие загрязнение, дающие государственные дотации производителям экологически более чистых машин и льготы владельцам таких машин.

Важнейшими нормативными актами по охране окружающей среды являются: «Закон об охране окружающей природной среды» 1992г.; Указ Президента РФ «Об государственной стратегии РФ по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития».

  1. Архитектурно — планировочное направление охраны воздушной среды

 Данные меры направлены на регламентацию строительства предприятий, планирование городской застройки с учетом экологических соображений, озеленение городов и др.


При строительстве предприятий необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городской черте. Необходимо осуществлять массовое озеленение городов, т. к. Зеленые насаждения впитывают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы.

К сожалению, в современный период в России зеленые насаждения не столько увеличиваются, сколько сокращаются. Не говоря уже о том, что построенные в свое время «спальные районы» не выдерживают никакой критики. Так как в этих районах однотипные дома расположены слишком густо (ради экономии площади) и воздух, находящийся между ними подвержен застойным явлениям.

Чрезвычайно остра также проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что бездумно построенные в свое время дороги совершенно не рассчитаны на современное количество машин. Нельзя также допускать процессов горения на различных свалках, т. к. в этом случае с дымом выделяется большое количество вредных веществ.

Но все же негативный эффект от наличия крупных химических производств в городе Тольятти существенно ниже, чем в других городах благодаря современным технологиям проектирования застройки районов города. Все промышленные предприятия размещены с учётом розы ветров и находятся на северо-востоке от жилых кварталов, то есть практически всегда с подветренной стороны.

Также при застройке особое внимание было уделено озеленению города: было создано специальное строительное управление, которое высаживало зелёные насаждения строго по научно обоснованному проекту и контролировало посадку и уход за каждым деревом и кустом. Наличие существенных лесных массивов между городскими районами (их площадь на 2005 год составляла 8042 га) тоже играет свою положительную роль.


Однако площадь зелёных насаждений общего пользования на жилой территории – 755 га, что составляет всего 42 % от норматива (24,6 м2 на человека). Самые старые посадки уже требуют замены (В Центральном районе таких более 70 % от общего числа).

Неблагоприятные метеорологические условия в городе составляют до 30 % в год: штили и слабые ветры часто способствуют накоплению примесей в приземном слое атмосферы.

  1. Технологические и санитарно-технические меры по охране воздушной среды

Можно выделить следующие мероприятия: рационализация процессов сжигания топлива; улучшение герметизации заводской аппаратуры; установка высоких труб; массовое использование очистных устройств и др. Следует отметить, что уровень очистных сооружений в России находится на примитивном уровне, на многих предприятиях они отсутствуют вовсе и это несмотря на вредность выбросов этих предприятий.

Многие производства требуют немедленной реконструкции и переоборудования. Важная задача состоит также в переводе различных котельных и тепловых электростанций на газовое топливо. При таком переходе многократно уменьшаются выбросы в атмосферу сажи и углеводородов, не говоря уже об экономической выгоде.

Не менее важной задачей является воспитание у Россиян экологического сознания. Отсутствие очистных сооружение конечно можно объяснять нехваткой денег, но даже если деньги и есть, их предпочитают потратить на что угодно, только не на экологию. Отсутствие элементарного экологического мышления особенно ощутимо сказывается в настоящее время. Если на западе существуют программы через реализацию которых в детях с детства закладываются основы экологического мышления, то в России пока не наблюдается существенного прогресса в этой области.

В Тольятти очень много факторов, отрицательно влияющих на атмосферный воздух. И самый главный – это транспорт. Более 70 % всех вредных веществ, выбрасываемых в воздух, приходится на долю транспорта.

В личном пользование тольяттинцев зарегистрировано порядка 240 тысяч автомобилей, то есть одна машина на три человека. Наряду с транспортом существует проблема качества бензина. Проведённые проверки показали, что практически во всём бензине, который реализуется на территории города, повышенное содержание серы.

Основными направлениями работ в области защиты атмосферы от загрязнения выбросами автотранспорта являются: а) создание и расширение производства автомобилей с высокоэкономичным и малотоксичным двигателями, в том числе дальнейшая дизелизация автомобилей; б) развитие работ по созданию и внедрению эффективных систем нейтрализации отработанных газов; в) снижение токсичности моторных топлив; г) развитие работ по рациональной организации движения автотранспорта в городах, совершенствованию дорожного строительства с целью обеспечения безостановочного движения на автомагистралях.

Ко второму фактору влияющему на выбросы в атмосферу, относятся предприятия энергетики – ТЕЦ, которых в городе Тольятти две: ТЭЦ ВАЗа и ТоТЭЦ. По общему количеству валовых выбросов вредных веществ в атмосферу они стоят на втором месте. Третьим источником загрязнения является Волжский автозавод, далее – предприятия химии и нефтехимии, строительная индустрия, пищевая, перерабатывающая промышленность и т.д.

В результате строительства в 1975 году «Автовазгрегат» на южной оконечности города жилой массив Комсомольского района оказался в условиях, куда «стекаются» атмосферные выбросы. АО «Тольяттиазот» с мощным цементным заводом в 80-х годах повлиял на то, что жилой массив города оказался в кольце мощных источников загрязнения атмосферы.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха определяется выбросами около 30 промышленных предприятий. Только общий валовый выброс загрязняющих веществ от основных промышленных предприятий ежегодно составляет 40-50 тыс. тонн. Но за последние 10 лет промышленное загрязнение уменьшилось в 2 раза, при одновременном росте выбросов от автотранспорта.

Большую опасность для здоровья представляет пыль промышленных предприятий, содержащая главным образом металлические частицы. Так, в пыли медеплавильных заводов содержится окись железа, сера, кварц, мышьяк, сурьма, висмут, свинец или их соединения.

В последние годы стали появляться фотохимические туманы, возникающие из-за воздействия интенсивной ультрафиолетовой радиации на выхлопные газы машин. Исследование атмосферы позволило установить, что воздух и на высоте 11 км загрязнен выбросами промышленных предприятий.

К трудностям очистки газов от загрязнителей относится в первую очередь то, что объемы промышленных газов, выбрасываемых в атмосферу, огромны. Например, крупная теплоэлектроцентраль способна в один час выбросить в атмосферу до 1 млрд. куб. метров газов. Поэтому даже при весьма высокой степени очистки отходящих газов количество загрязняющего вещества, поступающего в воздушный бассейн, будет оцениваться значительной величиной.

Кроме того, нет единого универсального метода очистки для всех загрязнителей. Эффективный метод очистки отходящих газов от одного загрязняющего вещества может оказаться бесполезным по отношению к другим загрязнителям. Или метод, хорошо оправдавший себя в конкретных условиях (например, в строго ограниченных пределах изменения концентрации или температуры), в других условиях оказывается малоэффективным. По этой причине приходится использовать комбинированные методы, сочетать несколько способов одновременно. Все это определяет высокую стоимость очистных сооружений, снижает их надежность при эксплуатации.

Всемирная организация здравоохранения в зависимости от наблюдаемых эффектов определила четыре уровня концентрации загрязняющих веществ по показателям здоровья:

Уровень 1 – не обнаруживается прямой или косвенный эффект на живой организм;

Уровень 2 — наблюдается раздражение органов чувств, вредное воздействие на растительность, уменьшение видимости атмосферы или другие неблагоприятные воздействия на окружающую среду;

Уровень 3 — возможны либо расстройство жизненно важных физиологических функций, либо изменения, которые влекут за собой хронические заболевания или преждевременную смерть;

Уровень 4 — возможны острые заболевания или преждевременная смерть в самых уязвимых группах населения.

Вредные примеси в отходящих газах могут быть представлены либо в виде аэрозолей, либо в газообразном или парообразном состоянии. В первом случае задача очистки состоит в извлечении содержащихся в промышленны газах взвешенных твердых и жидких примесей – пыли, дыма, капелек тумана и брызг. Во втором случае – нейтрализация газо- и парообразных примесей.

Очистка от аэрозолей осуществляется применением электрофильтров, методов фильтрации через различные пористые материалы, гравитационной или инерционной сепарации, способами мокрой очистки.

Очистка выбросов от газо- и парообразных примесей осуществляется методами адсорбции, абсорбции и химическими методами. Основное достоинство химических методов очистки — высокая степень очищения.

Основные способы очистки выбросов в атмосферу:

  1. Обезвреживание выбросов путем перевода токсичных примесей, содержащихся в газовом потоке в менее токсичные или даже безвредные вещества – это химический способ;
  2. Поглощение вредных газов и частиц всей массой специального вещества, называемого абсорбентом. Обычно газы поглощаются жидкостью, большей частью водой или соответствующими растворами. Для этого используют прогонку через пылеуловитель, действующий по принципу мокрой очистки, или применяют распыление воды на мелкие капли в так называемых скрубберах, где вода, распыляясь на капли и, осаждаясь, поглощает газы.
  3. Очистка газов адсорбентами – телами с большой внутренней или наружной поверхностью. К ним относятся различные марки активных углей, силикагель, алюмогель.
  4. Для очистки газового потока применяются окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения.
  5. Для очистки газов и воздуха от пыли применяются электрофильтры. Они представляют собой полую камеру, внутри которой расположены системы электродов. Электрическим полем притягиваются мелкие частицы пыли и сажи, а также ионы, загрязняющего вещества.

Сочетание различных способов очистки воздуха от загрязнений позволяет достигать эффекта очистки промышленных газообразных и твердых выбросов.

 

 

Источник: znakka4estva.ru

Воздух – природная смесь газов

При слове «воздух» большинству из нас невольно приходит на ум, быть может, несколько наивное сопоставление: воздух – это то, чем дышат. Действительно, в этимологическом словаре русского языка указывается, что слово «воздух» заимствовано из церковно-славянского языка: «воздыхать». С точки зрения биологической, воздух, следовательно, является средой для поддержания жизни за счет кислорода. В составе воздуха могло бы и не быть кислорода – жизнь все равно развивалась бы в анаэробных формах. Но полное отсутствие воздуха, по-видимому, исключает, возможность существования каких бы то ни было организмов.

Для физиков воздух – прежде всего земная атмосфера и газовая оболочка, окружающая землю.

А что же представляет сам воздух с точки зрения химии?

Много сил, труда и терпения   потребовалось ученым, чтобы раскрыть эту загадку природы, что воздух – не самостоятельное вещество, как считалось еще более 200 лет тому назад, а представляет сложную смесь газов. Впервые высказался о сложном составе воздуха ученый – художник Леонардо да Винчи (XV век).

Около 4 миллиардов лет назад атмосфера Земли состояла в основном из углекислого газа. Постепенно он растворялся в воде, реагировал с горными породами, образуя карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния. С появлением зеленых растений этот процесс стал протекать гораздо быстрее. К моменту появления человека углекислый газ, так необходимый растениям уже стал дефицитом. Его концентрация в воздухе до начала промышленной революции составляла всего 0,029%. В течение 1,5 млд лет содержание кислорода постепенно увеличивалось.

Химический состав воздуха

 

Впервые установил количественный состав воздуха  французский ученый Антуан Лоран Лавуазье. По результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота, неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Он нагревал металлическую ртуть в реторте на жаровне в течение 12 суток. Конец реторты был подведён под колокол, поставленный в сосуд с ртутью. В результате уровень ртути в колоколе поднялся примерно на 1/5. На поверхности ртути в реторте образовалось вещество оранжевого цвета – оксид ртути. Оставшийся под колоколом газ был непригоден для дыхания. Ученый предложил «жизненный воздух» переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинство веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.к. он не поддерживает жизнь, вредит жизни.


Опыт Лавуазье

Качественный состав воздуха можно доказать следующим опытом

Основным из составляющих воздуха для нас является кислород, его в воздухе 21% по объему. Разбавлен кислород большим количеством азота – 78% от объема воздуха и сравнительно маленьким объёмом благородных инертных газов – их около 1%. Входят в состав воздуха также переменные составляющие – оксид углерода (IV) или углекислый газ и водяной пар, количество которых зависит от различных причин. Эти вещества попадают в атмосферу естественным путем. При извержении вулканов в атмосферу попадают сернистый газ, сероводород и элементарная сера. Пылевые бури способствуют появлению в воздухе пыли. Оксиды азота попадают в атмосферу и при грозовых электрических разрядах, во время которых азот и кислород воздуха реагируют друг с другом, или в результате деятельности почвенных бактерий, способных высвобождать оксиды азота из нитратов; способствуют этому и лесные пожары и горение торфяников. Процессы разрушения органических веществ сопровождаются образованием различных газообразных соединений серы. Вода в составе воздуха определяет его влажность. У остальных веществ роль отрицательная: они загрязняют атмосферу. Например, углекислого газа много в воздухе городов, лишенных зелени, водяного пара – над поверхностью океанов и морей. В воздухе содержится небольшое количество оксида серы (IV) или сернистого газа, аммиака, метана, оксида азота (I) или закиси азота, водорода. Особенно насыщен ими воздух вблизи промышленных предприятий, газо-нефтяных месторождений или вулканов. В верхних слоях атмосферы существует еще один газ – озон. Летает в воздухе и разнообразная пыль, которую мы можем легко заметить, глядя сбоку на тонкий луч света, попадающий из-за шторы в затемненную комнату.

Постоянные составляющие газы воздуха:

·         Кислород

·        Азот

·        Инертные газы

Переменные составляющие газы воздуха:

·        Оксид углерода (IV)

·        Озон

·        Другие

Вывод.

1. Воздух – природная смесь газообразных веществ, в которой каждое вещество имеет и сохраняет свои физические и химические свойства, поэтому воздух можно разделить.

2. Воздух – это бесцветный газообразный  раствор, плотность – 1,293г/л, при температур -1900С он переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляет голубоватую жидкость.

3. Живые организмы тесно связаны с веществами воздуха, которые оказывают определенное воздействие на них. И в то же время живые организмы влияют на него,  так как выполняют определенные функции: окислительно-восстановительную – окисляют, например углеводы до углекислого газа и восстанавливают его до углеводов; газовую – поглощают и выделяют газы.

Таким образом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы лет атмосферу нашей планеты.


Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение естественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

В процессе фотосинтеза из атмосферы удаляется углекислый газ, а в процессах дыхания и гниения возвращается. Установившееся в ходе эволюции планеты равновесие между этими двумя газами стало нарушаться, особенно во второй половине XX в., когда стало усиливаться влияние человека на природу. Пока природа справляется с нарушениями этого равновесия благодаря воде океана и его водорослям. Но надолго ли хватит сил у природы?


Схема. Загрязнение атмосферы

 

Основные загрязнители атмосферного воздуха в России


Количество машин непрерывно растет, особенно в крупных городах, соответственно, растет выброс в воздух вредных веществ. «На совести» автомобилей 60% выбросов вредных веществ в городе!
Предприятия теплоэнергетики России выбрасывают в атмосферу до 30% загрязнителей, а еще 30% – вклад промышленности (черная и цветная металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка, химическая промышленность и производство строительных материалов). Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым (31–41%), он мало изменяется с течением времени (59–69%). В настоящее время глобальный характер приобрела проблема антропогенного загрязнения  атмосферы.  Какие   же  вещества-загрязнители,  опасные  для   всего  живого, попадают  в   атмосферу?   Это кадмий, свинец,  ртуть,  мышьяк,  медь,  сажа, меркаптаны, фенол, хлор, серная и азотная кислоты и другие вещества.  Некоторые из названных веществ мы будем изучать в дальнейшем, узнаем их физические и химические свойства и поговорим о таящейся в них разрушительной силе для нашего здоровья.

Масштабы экологического загрязнения планеты, России

В каких странах мира воздух наиболее загрязнен выхлопными газами транспорта?
Наибольшая опасность загрязнения атмосферы выхлопными газами угрожает странам с мощным автопарком. Например, в США на автотранспорт приходится примерно 1/2 всех вредных выбросов в атмосферу (до 50 млн т ежегодно). Автопарк Западной Европы ежегодно выбрасывает в воздух до 70 млн т вредных веществ, причем в Германии, например, 30 млн автомобилей дают 70% общего объема вредных выбросов. В России положение усугубляется тем, что автомашины, находящиеся в эксплуатации, соответствуют экологическим нормам только на 14,5%.
Загрязняет атмосферу и воздушный транспорт шлейфами выхлопов от многих тысяч самолетов. Согласно экспертным оценкам, в результате деятельности мирового автопарка (а это около 500 млн двигателей) в атмосферу ежегодно поступает одного только углекислого газа 4,5 млрд т.
Чем же опасны эти загрязнители? Тяжелые металлы – свинец, кадмий, ртуть – оказывают вредное влияние на нервную систему человека, угарный газ – на состав крови; сернистый газ, взаимодействуя с водой дождей и снегов, превращается в кислоту и вызывает кислотные дожди. Каковы же масштабы этих загрязнений? Главные регионы распространения кислотных дождей – США, Западная Европа, Россия. В последнее время к ним следует отнести и промышленные районы Японии, Китая, Бразилии, Индии. С распространением кислотных осадков связано понятие трансграничности – расстояние между районами их образования и районами выпадения может составлять сотни и даже тысячи километров. Например, главный «виновник» кислотных дождей на юге Скандинавии – промышленные районы Великобритании, Бельгии, Нидерландов и Германии. В канадские провинции Онтарио и Квебек кислотные дожди переносятся из соседних районов США. На территорию России эти осадки переносятся из Европы западными ветрами.
Неблагополучная экологическая ситуация сложилась на северо-востоке Китая, в тихоокеанском поясе Японии, в городах Мехико, Сан-Паулу, Буэнос-Айрес. В России в 1993 г. в 231 городе с общим населением 64 млн.  человек содержание вредных веществ в воздухе превышало нормы. В 86 городах 40 млн. человек проживают в условиях, когда загрязнения превышают нормы в 10 раз. Среди этих городов Брянск, Череповец, Саратов, Уфа, Челябинск, Омск, Новосибирск, Кемерово, Новокузнецк, Норильск, Ростов. По количеству вредных выбросов первое место в России занимает Уральский регион. Так, в Свердловской области состояние атмосферы не отвечает нормам на 20 территориях, где проживает 60% населения. В г. Карабаше Челябинской области медеплавильный завод ежегодно выбрасывает в атмосферу по 9 т вредных соединений на каждого жителя. Частота заболеваний раком здесь составляет 338 случаев на 10 тыс. жителей.
Тревожная ситуация сложилась также в Поволжье, на юге Западной Сибири, в Центральной России. В Ульяновске больше, чем в среднем по России, люди страдают заболеваниями верхних дыхательных путей. Заболеваемость раком легких с 1970 г. выросла в 20 раз, в городе зарегистрирован один из самых высоких уровней детской смертности в России.
В г. Дзержинске на ограниченной территории сосредоточено большое количество химических предприятий. За последние 8 лет здесь произошло 60 выбросов сильнодействующих ядовитых веществ в атмосферу, приводивших к чрезвычайным ситуациям, в ряде случаев повлекших за собой гибель людей. В Поволжье до 300 тыс. т сажи, золы, копоти, оксидов углерода обрушиваются на жителей городов ежегодно. Москва занимает 15-е место среди городов России по суммарному уровню загрязнения атмосферного воздуха.

Источник: www.sites.google.com

Загрязнение воздуха – это основная причина глобальной экологической угрозы. Международная организация труда определяет загрязнение воздуха как наличие в воздухе веществ, которые вредны для здоровья или опасны по другим причинам, независимо от их физической формы. Сжигание ископаемого топлива, сельскохозяйственная деятельность и добыча полезных ископаемых – это лишь некоторые причины загрязнения воздуха. Чаще всего и больше всего загрязняют атмосферу: углекислый газ, двуокись серы, оксиды азота и пыль.

Загрязнение воздуха фабрики
Заводы и фабрики – крупнейшие источники загрязнения воздуха.

Источники загрязнения воздуха

Воздух загрязняют любые вещества: газообразные, твердые и жидкие, если они содержаться в нем в количествах, превышающих их среднее содержание. Загрязнение атмосферного воздуха делится на пылевое и газовое. Всемирная организация здравоохранения определяет загрязненный воздух как таков, если его химический состав может отрицательно влиять на здоровье людей, растений и животных, а также на другие элементы окружающей среды (воду, почву). Загрязнение воздуха – это наиболее опасное из всех видов загрязнений, поскольку оно мобильно и может загрязнять практически все компоненты окружающей среды на больших территориях.

Основные источники загрязнения воздуха:

  • индустриализация и растущее население,
  • энергетическая отрасль,
  • транспортная индустрия,
  • природные источники.

Растущий спрос на энергию сделал сжигание углеводородов главным источником загрязнения атмосферы антропогенного происхождения.

Чем загрязнен воздух?

Наиболее опасными загрязнителями атмосферы являются:

  • диоксид серы (SO2),
  • оксиды азота (NxOy),
  • угольная пыль (X2),
  • летучие органические соединения (бензапирен),
  • окись углерода (СО),
  • диоксид углерода (CO2),
  • тропосферный озон (O3),
  • свинец (Pb),
  • взвешенная пыль.

Антропогенные источники загрязнения воздуха включают:

  • выбросы на малых высотах,
  • химическая конверсия топлива,
  • добыча и транспортировка сырья,
  • химическая промышленность,
  • перерабатывающая промышленность,
  • металлургическая промышленность,
  • производство цемента,
  • свалки для сырья и отходов,
  • моторизация.

Природные источники загрязнения воздуха:

  • извержения вулканов,
  • химическое выветривание горных пород,
  • лесные и степные пожары,
  • молнии,
  • космическая пыль,
  • биологические процессы.

Загрязненный воздух поглощается людьми в основном во время дыхания. Он способствует развитию респираторных заболеваний, аллергии, а также нарушений репродуктивной функции. В быту человека загрязнение атмосферного воздуха вызывает коррозию металлов и строительных материалов. Оно также негативно влияет на растительный мир, нарушая процессы фотосинтеза, транспирации и дыхания. Загрязненный воздух также ухудшает состояние воды и почвы. В глобальном масштабе загрязнение воздуха оказывает влияние на изменение климата. Загрязнение воздуха также повышает кислотность питьевой воды. Это вызывает увеличение содержания свинца, меди, цинка, алюминия и даже кадмия в воде, поступающей в наши квартиры. Вода с повышенной кислотностью разрушает водопроводные системы, вымывая из них различные токсичные вещества.

Существует три основных вида источников выбросов в атмосферу:

  • точечные – это в основном крупные промышленные предприятия, выделяющие пыль, диоксид серы, оксид азота, оксид углерода, тяжелые металлы;
  • площадные (рассеянные) – это домашние котлы и печи, локальные котельные, небольшие промышленные предприятия, выделяющие в основном пыль и диоксид серы;
  • линейные – это загрязняющие источники, которые имеют большую протяжность. Ответственные за выбросы оксидов азота, оксидов углерода, ароматических углеводородов, тяжелых металлов (прежде всего свинца из этила, в настоящее время платины, палладия и родия из автомобильных катализаторов).

Проблема загрязнения воздуха

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), финансовые потери из-за загрязнения воздуха в Европе составляют около 1,6 триллиона долларов США. Это результат около 600 000 преждевременных смертей (около 1,4 триллиона долларов США) и болезней (около 200 миллиардов долларов США).

Загрязнение воздуха источники смога
Смог над крупным городом в Китае.

Последствия загрязнения воздуха включают:

  • Кислотные дожди – осадки с низким уровнем pH. Они содержат серную кислоту, образованную в атмосфере, загрязненной оксидами серы в результате сжигания сульфатированного угля, а также азотную кислоту, образованную из оксидов азота. По некоторой информации, кислотные дожди увеличивают младенческую смертность и риск развития болезней легких, а также вызывают окисление рек и озер, уничтожение флоры и фауны, деградацию почв, разрушение памятников и архитектуры.
  • Смог – загрязненный воздух, содержащий высокую концентрацию пыли и токсичных газов, источником которого являются в основном автомобили и промышленные предприятия.
  • Вонь (неприятные запахи) – результат присутствия в воздухе загрязнителей, которые раздражают обонятельные рецепторы. Чаще всего вонь представляет собой смесь большого количества различных соединений, присутствующих в очень небольших количествах. Влияние неприятных запахов на здоровье человека обычно психосоматическое. Решение проблемы загрязнения воздуха, связанной с неприятным запахом, требует использования специальных аналитических методов (сенсорный анализ, ольфактометр).
  • Озоновые дыры – уменьшение содержания озона (O3) на высоте 15-20 км, в основном на Южном полюсе, которое наблюдается с конца 1980-х годов. Скорость снижения составляет около 3% в год. Наибольшее значение в этом процессе имеют хлорфторуглероды (фреоны), из которых выделившийся хлор (под воздействием ультрафиолетового излучения) атакует молекулы озона, что приводит к выделению кислорода (O2) и оксида хлора(II) (ClO). Скорость глобального снижения уровня стратосферного озона в результате деятельности человека (за исключением Антарктиды), оцененная на основе спутниковых исследований, составляет 0,4-0,8% в год в северных умеренных широтах и ​​менее 0,2% в тропиках. Озоновый слой – это природный фильтр, который защищает живые организмы от вредного ультрафиолетового излучения. В 1995 году Нобелевская премия по химии была присуждена за исследования влияния фреонов на атмосферный озон, а также за исследования образования и реакций атмосферного озона.
  • Парниковый эффект – явление, происходящее в атмосфере планеты, вызывающее повышение температуры планеты, в том числе и Земли. Эффект вызван атмосферными газами, называемыми парниковыми газами, которые ограничивают тепловое излучение от поверхности Земли и нижней атмосферы в космос.
  • Загрязнение воздуха, вызванное автомобилями, является причиной около 1/4 смертей в крупных городах. Помимо пыли, автотранспорт является источником эмиссии двуокиси азота, вещества, из-за которого в центре скандала оказался немецкий автопроизводитель Volkswagen, подделывавший результаты экологических испытаний своих автомобилей.

Источник: Экологический блог (ruslo.info)

Источник: ruslo.info

Что такое загрязнение воздуха

Это процесс, при котором токсичные вещества попадают в атмосферу планеты естественным или промышленным путём.

Естественное загрязнение атмосферы происходит при извержениях вулканов, песчаных бурях и лесных пожарах. Соляной пар от моря и сера из горячих источников тоже считаются загрязнителями воздуха, но они не наносят сильного вреда здоровью человека.

Промышленное загрязнение создают люди. Это выбросы от транспорта, теплоэлектростанций, заводов, сельского хозяйства и свалок. Такое загрязнение вредит планете и человеку намного больше, и именно на борьбу с ним направлены усилия международных организаций и активистов-экологов.

В городах люди чаще всего страдают от загрязнения воздуха автомобильным транспортом и промышленностью. В этих случаях в воздух попадает целый букет опасных химических соединений, высокая концентрация которых может приводить к развитию хронических заболеваний и сокращать продолжительность жизни.

Какие бывают загрязнители и чем они опасны

В основном это химические вещества разного размера, которые попадают в воздух в виде твёрдых частиц, капель жидкости или газа. Американское агентство по защите окружающей среды выделяет 187 таких загрязнителей, но самые распространённые — это оксиды углерода и азота, озон, диоксид серы.

Оксиды углерода. Образуются при сжигании нефти, газа и бензина, блокируют доступ кислорода в кровь.

Оксиды азота и озон. Образуются из выхлопных газов под влиянием солнца. Раздражают нос, горло и лёгкие, вызывают аллергию и астму.

Диоксид серы. Образуется при сгорании угля и переработке сернистых руд, формирует кислотный дождь. Раздражает нос и горло, вызывает одышку, аллергию и астму.

В жаркие безветренные дни при большом городском трафике этих соединений в воздухе скапливается так много, что они образуют смог над землёй. В нём происходят химические реакции и вырабатываются другие ядовитые вещества, например, формальдегид. У больших дорог смог смешивается с городской пылью, кусочками дорожного полотна и покрышек, поэтому в центре города и у магистралей воздух обычно грязнее, чем в спальных районах и на окраинах. Зимой качество воздуха не улучшается: из-за холода воздушные массы хуже перемешиваются, и смог не может рассеиваться.

В помещениях внешние загрязнения объединяются с внутренними, такими как пыль, выделения от мебели, шерсть домашних животных и углекислый газ. В домашний и офисный воздух также могут попадать частички моющих средств, строительных материалов и кулинарных масел. В загородных домах интенсивным загрязнителем воздуха выступают печи и камины, которые, зачастую, топятся в плохо проветриваемых помещениях. Экологи выделяют домашнее загрязнение в отдельную категорию и призывают всех внимательнее относиться к качеству воздуха в домах.

Как воздух влияет на здоровье

Главная проблема с загрязнённым воздухом в том, что никто пока точно не может сказать, как сильно вредят организму незначительные загрязнения при длительном воздействии. Статистические данные опираются на большие концентрации, и по ним выводы неутешительны: плохой воздух сокращает жизнь.

По данным ВОЗ, от плохого качества воздуха ежегодно преждевременно умирает 7 миллионов человек по всему миру. Загрязнённый воздух может ослабить иммунитет, что способствует развитию аллергии, астмы и бактериальных заболеваний. Непрямые последствия плохой экологии отражаются на ежедневном самочувствии и повышают риск сердечно-сосудистых заболеваний и рака лёгких.

В воздухе загрязнители объединяются в группы взвешенных частиц, которые витают в атмосфере в виде капель жидкости и твердых кусочков. Все они настолько малы, что неразличимы без микроскопа и легко преодолевают защитные барьеры организма.

Твёрдые частицы экологи делят на две больших группы: PM 10, размером до 10 микрон и PM 2,5 — размером до 2,5 микрон. К крупным частицам относятся строительная пыль, пепел от пожаров и пыльца, а к мелким — выхлопные газы, частички тяжёлых металлов и дым. Чтобы понять наглядную разницу между ними, сравните размеры этих частиц с другими загрязнителями:

  • песок — 90 микрон;
  • волос — 70 микрон;
  • пыльца — 50 микрон;
  • пыль — 10 микрон;
  • PM 10;
  • споры плесени — 8 микрон;
  • бактерии — 5 микрон;
  • PM 2,5;
  • табачный дым — 1 микрон;
  • вирусы — 0,1 микрона.

И те, и другие частицы достаточно малы, поэтому способны преодолеть дыхательные пути и попасть в лёгкие и кровоток. Крупные частицы при хроническом вдыхании накапливаются в лёгочной ткани и могут вызывать астму и бронхит, а мелкие проникают дальше в кровеносную систему и вредят сосудам, сердцу, а в самых плохих случаях могут вызывать рак. Резкое ухудшение экологических условий также может вызывать аритмию, одышку и заложенность носа.

ВОЗ наглядно показала все эти процессы в коротком видео:

Дети, пожилые люди, астматики и аллергики больше всех чувствительны к ухудшению экологической обстановки, поэтому для них меры предосторожности в плохие дни особенно важны.

Как бороться с загрязнением воздуха

Согласно статистике, более 80% жителей городов дышат воздухом, который не соответствует нормам, разработанным ВОЗ. Самостоятельно справиться с загрязнением воздуха в масштабах города невозможно, но мы собрали несколько советов, которые помогут лучше переносить воздействие плохого воздуха на организм.

На улице

Откажитесь от курения и не дышите дымом других курильщиков. Курение, в том числе пассивное, снижает способности организма противостоять загрязнению воздуха, ослабляет иммунитет и увеличивает риск заболевания раком лёгких.

Чаще пользуйтесь общественным транспортом. Общественный транспорт в час пик не только быстрее личного, но и помогает делать городской воздух чище. При возможности пользуйтесь общественным транспортом в коротких ежедневных поездках.

Проверяйте качество воздуха в своём городе. Во многих крупных городах стоят метеостанции, которые фиксируют количество вредных веществ в воздухе. В Москве за качеством воздуха можно следить на сайте Мосэкомониторинга и Гринписа.

В случае сильного загрязнения власти объявляют жёлтый или оранжевый уровень опасности, при котором лучше не появляться на улице.

Если статистика по вашему городу не собирается, то за состоянием экологии можно следить самостоятельно, например, по данным личного монитора качества воздуха.

IQAir AirVisual Pro информирует о качестве воздуха за окном, используя данные от ближайшей станции мониторинга.

Дома, в офисах, садиках и школах

В отличие от уличного, воздух внутри помещения можно улучшить самостоятельно. Для этого воспользуйтесь простыми рекомендациями:

Занимайтесь кардиотренировками. Регулярные физические нагрузки развивают сердце и сосуды и помогают организму лучше справляться с плохой экологией. В идеале посвящать занятиям 20—30 минут каждый день, для этого подойдёт даже обычная прогулка быстрым шагом.

Откажитесь от ковров. Ковры даже с небольшим ворсом накапливают пыль и пылевых клещей, шерсть животных и споры плесени, которые могут вызывать аллергию у детей и взрослых. По возможности избегайте ковров и ковровых покрытий, которые нельзя почистить на улице. Если от них невозможно избавиться, тогда лучший выход — частая уборка и обязательное использование очистителя воздуха, оснащенного HEPA-фильтрами.

Чаще проветривайте. Несмотря на загрязнение уличного воздуха, зачастую он оказывается чище и безопаснее воздуха дома, который быстро заполняется углекислым газом, пылью, выделениями от мебели и строительных материалов, шерстью животных и частичками бытовой химии — порошков и аэрозолей. А чтобы такое проветривание сделать максимально безопасным, используйте компактную систему приточной вентиляции, которая обеспечит приток воздуха без открывания окон.

Не пропускайте уборку в труднодоступных местах. Влажная уборка пола и поверхностей хорошо очищает воздух от пыли, но многие часто забывают пройтись влажной тряпкой по поверхностям дверей, плафонам люстр и плинтусам. Пыль оттуда не заметна невооруженным глазом, но постоянно разносится по дому движением воздуха.

Очищайте воздух. Очень часто об очистке воздуха мы задумываемся только тогда, когда организм подает нам сигналы в виде проявления аллергических реакций или астмы. Причем в первую очередь симптомы этих заболеваний мы стараемся погасить с помощью медикаментов. Конечно, это неприемлемо для беременных, кормящих матерей и детей. Помочь в решении этой ситуации могут очистители воздуха с HEPA-фильтрами. Такие фильтры способны задерживать до 99% твердых частиц и аллергенов размером от 0,3 микрон. Однако, характеристика фильтров не всегда распространяется на очиститель воздуха в целом. Из-за неплотного прилегания фильтров, зазоров в корпусе прибора возникает проскок взвешенных частиц мимо фильтрующих элементов. Таким образом, очистка воздуха происходит не качественно и частицы по-прежнему остаются в воздухе помещения.

Тем не менее, среди множества моделей, представленных на рынке, можно выделить очистители воздуха швейцарской компании IQAir, которая более 55 лет занимается производством таких устройств. Технологии, применяемые IQAir, обеспечивают «нулевой проскок» взвешенных частиц на выходе очистителя воздуха. То есть, воздух, проходя через очиститель очищается полностью. Это достигается за счет особой конструкции очистителей, а также благодаря использованию HyperHEPA-фильтров. Фильтры, сделанные по данной технологии, в 100 раз эффективнее классических HEPA-фильтров. С ее помощью мелкие частицы размером от 300 нанометров задерживаются с эффективностью свыше 99,97%, а ультрамелкие частицы размером от 3 нанометров — свыше 99,5%, в том числе аллергены, бактерии и вирусы.

Резюме

Очевидно, что забота о чистом воздухе — это не прихоть, а необходимость. Ведь низкая концентрация загрязнителя оказывает на наш организм гораздо меньшее воздействие. В помещениях для этих целей идеально подойдут очистители воздуха. Их регулярное использование рекомендовано для больниц, поликлиник, школ и детских садов — оно уменьшит количество взвешенных частиц в воздухе, снизит риски сердечных заболеваний, позволит сократить дозировку, а в некоторых случаях отказаться от приема лекарственных препаратов даже в период сезонной аллергии.

Подобрать подходящее оборудование для измерения качества воздуха, очистки и увлажнения вам помогут эксперты «Центра экологии жилья Breeeth!».

Источник: zen.yandex.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.