Виды природного и биогенного загрязнения воздуха



Химические загрязнение – это внесение в экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов. По данным ВОЗ, в настоящее время используется до 500 тыс. химических соединений, из них около 40 тыс. очень вредные, а 12 тыс. – токсичные.

По происхождению загрязнения бывают природного, биогенного и антропогенного характера. Природные загрязнения могут происходить из-за природных явлений – извержение вулкана, пылевые бури.

Антропогенные загрязнения возникают в результате человеческой деятельности (промышленной, автотранспорта.).

Загрязнения биогенного происхождения могут быть как природного происхождения – поступление в воздух пыльцы растений при весеннем цветении, выделений насекомых (выделения тараканов, клещей) или животных (птичий пух в воздухе от голубей и их помет), так и антропогенного – загрязнения разлагающимся навозом на птицефабриках или свинофермах. Сюда же относится массовое распространение микробов с отходами, произведенными человеком.


По составу химические загрязнения атмосферного воздуха бывают трех видов: 1) твердые (пыль), 2) жидкие (пары) и 3) газообразные (металлы и их оксиды). Твердые и жидкие загрязнения могут присутствовать непосредственно и в виде аэрозолей – скопления частиц вокруг шариков воздуха.

Твердые загрязнения – пыль, пыльца, пух, зола, сажа. Пыль поступает с почвы – этому способствует транспорт, промышленные предприятия и ТЭЦ. Радиоактивная пыль поступает при авариях на АЭС, при испытаниях или применении атомного оружия или снарядов с радиоактивными наполнителями.

Жидкие загрязнения: водяные пары, которые постоянно висят над ТЭЦ, или ядовитые пары, выделяемые рядом промышленных предприятий в процессе технологического процесса.

Газообразные загрязнения: углекислый и угарный газы, соединения серы и окислы азота. Каждый год в мире выделений углекислого газа – «тепличного газа» увеличивается на 18% (на 300 млрд т).

Особенно страдают города – от автотранспорта и промышленных предприятий. Воздушная среда в городах загрязняется:

1) автотранспортом – на 71% (Петербург) — 93% (Москва), с выхлопами которых выбрасываются углекислый газ, окись углерода (угарный газ), окислы азота, сернистый ангидрид; сажа, аэрозоль свинца и еще 280 вредных соединений. Под влиянием УФЛ солнечного света в жаркий период эти выделения преобразуются в более вредные вещества – фотооксиданты: озон и органические перекиси, которые обладают токсическим и раздражающим действием, снижают видимость, в результате сильного окислительного действия повреждают растительность – листья желтеют и осыпаются, деревья усыхают.


2) ТЭЦ, работающими на мазуте и угле, выделяющими диоксиды серы (в Москве – 33 т/сут);

3) металлургическими заводами, выделяющими дым и пыль, в составе которой входят примеси, присущие данному предприятию – железо, алюминий, никель и т.д.;

4) нефтеперерабатывающими заводами (в районе Москвы — Капотня), вокруг которых в воздухе много углеводов и сероводорода, вызывающих снижение иммунитета и воспаление легких

К сведению: В Москве за период 1992-2004 гг число автомобилей увеличилось в 8 раз и составляет 250 на тысячу населения (по стране – 140). В 2003 г. численность промышленных предприятий составило 10 тысяч, территориальных ТЭЦ — 14, районных тепловых станций – 63, автомобилей – 3 млн. Вредные выбросы в воздух составили: от автомобилей – 1630 тыс. тонн, от ТЭЦ – 17 тыс. тонн

.

В сельской местности имеет место другая структура загрязнений: преобладают загрязнения биогенного происхождения: в животноводстве (коровники, свинофермы) – при разложении навоза в воздух на расстоянии до 1км поступают аммиак, сероводород и органические пахнущие газы, а от птицеферм, кроме того, в воздух поступают сильно аллергенные частицы перьевого пуха. Имеет место и антропогенное загрязнение от сельскохозяйственных машин (тракторов, транспорта и др.) и местного отопления – домовых печек, когда дым стелется по деревне.


Кроме того, периодически возникают техногенные аварии и катастрофы, которые имеют свои экологические и медицинские последствия, которые вы будете рассматривать при изучении дисциплины «Медицина катастроф».

 

Роль загрязнений атмосферы в формировании патологии среди взрослого и детского населения (влияние некоторых загрязняющих атмосферу веществ — сажи, угарного газа, соединений серы, азота, фотооксидантов) их действие на здоровье человека и быт населения

Загрязнение атмосферного воздуха является экологической и гигиенической проблемой. Глобальные экологические последствия мы рассматривали раньше — это снижение плодородия почв, угроза дефицита питьевой воды, уменьшение растительного покрова на Земле, исчезновение многих видов растений и животных, озоновые дыры, парниковый эффект, таяние льдов, затопление земель, опустынивание.

. В рамках гигиенических проблем загрязнения действуют двояко: ухудшают здоровье людей и их быт.

Влияние на быт населения химических загрязнений атмосферного воздуха на конкретной территории сказывается в 1) ухудшении условий жизни людей (комфортности проживания); 2) снижении прозрачности воздуха; 3) уменьшении естественной освещенности и 4) повышении туманообразования. Сокращение периода инсоляции (длительности действия солнечного света) снижает выработку витамина Д, что приводит детей к рахиту, а у взрослых – к снижению плотности костей, их хрупкости, заболеваниям опорно-двигательного аппарата. В Москве из-за загрязнений над городом постоянно висит купол из углекислого газа, из-за чего формируется парниковый эффект — температура воздуха повышается в среднем на 4оС, а продуваемость снижается на 1,5 м/сек.


Опасность воздействия загрязнений через атмосферный воздух на здоровьеопределяется действием следующих факторов: 1) разнообразием загрязнений – в промышленности до нескольких сотен тысяч (в папиросе до 1,5 тысячи); причем, объединяясь, многие вещества действуют комбинированно, по совокупности; 2) возможностью массированного воздействия – человек не может остановить дыхания и, вдыхая до 20 тыс. л воздуха в день, даже при неуловимой концентрации за месяц может набрать токсическую дозу; 3) непосредственным доступом загрязнений во внутреннюю среду организма. Легкие имеют поверхность до 100 м2, воздух непосредственно контактирует с кровью, в которой растворяются почти все вещества из воздуха. Из легких, минуя детоксикационный орган – печень, они действуют в 80-100 раз сильнее, чем в этой же концентрации при проглатывании через желудочно-кишечный тракт; 4) трудностью защиты от ксенобиотиков (чужеродных для человека веществ), которые не могут быть нейтрализованы ферментами. Поэтому на всех территориях с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха заболеваемость выше, чем на чистых. Складываясь с другими вредностями жизни, они оказывают комбинированное действие: снижают иммунитет, повышают заболеваемость и смертность. Особенно страдают дети, заболевая чаще в 4 раза респираторными и в 2 раза – неврологическими и другими заболеваниями.


Влияние на здоровье химических загрязнений воздуха может бытьострым и хроническим. Острое отравление возникает на предприятиях при авариях, а также на местности при формировании токсических туманов (смогов), когда в безветрие на протяжении 3-5 суток в черте города накапливаются выбросы по лондонскому(осенью) или лосанжелевскому (летом) типам. При смогах увеличивается смертность хронических больных легочными и СС-заболеваниями. В период цветения растений увеличивается число больных острыми аллергическими заболеваниями. Хроническому действию подвергаются рабочие промпредприятий и жители территорий, прилегающих к заводам и автомагистралям. Во всех случаях нарушается иммунитет, обостряются воспалительные заболевания, причина которых редко устанавливается.

Пыль и дым котельных и ТЭЦ вызывают гнойничковые заболевания кожи, тонзиллиты, аллергические заболевания, кашель, хронические бронхиты, рак легких. Сажа вызывает рак кожи и желудочно-кишечного тракта. Почти все газы обуславливают снижение иммунитета, аллергизацию организма, воспалительные процессы в глотке и легких. Но каждый газ имеет и свои особенные повреждающие действия. Окись углерода — угарный газ образует карбоксигемоглобинемию, нарушая транспорт кислорода к тканям.


рнистый ангидрид вызывает болезни глаз, частые ОРЗ, снижает развитие детей. Сероводород раздражает верхние дыхательные пути и глаза, угнетает дыхание, вызывает риниты, стоматиты, анемию, нагноение кожи. Закись азота вызывает отек легких, расширяет сосуды, снижает АД, вызывает метгемоглобинемию. Двуокись азота изменяет обмен веществ, уменьшает белок крови, ускоряет свертываемость крови, приводит к инфарктам и инсультам. В безветрие и летнюю жару образовавшиеся фотооксиданты оказывают острое действие на людей – слезотечение, конъюнктивиты, бронхиты, обострение бронхиальной астмы и сердечно-сосудистых заболеваний. Свинец от сгоревшего бензина воздействует на почки, кости, нервной системы. Накапливаясь во фруктах и грибах, растущих вдоль дорог, он при их употреблении вызывает истощение иммунной системы и воспаление этих органов. Бензпирен, имеющий запах несгоревшего бензина (от нефтеперерабатывающих заводов и автомобилей), вызывает рак.

4. Принципы защиты воздушной среды от загрязнений (законодательство РФ о защите воздушной среды, гигиеническое нормирование, очистные устройства, меры планировочного характера, самоочищение атмосферы, роль зеленых насаждений, благоустройство населенных пунктов)

 

Принципы защиты воздушной среды включают в себя следующие мероприятия: законодательные, технологические, санитарно-технические, архитектурно-планировочные и организационные.

 

Законодательные мероприятия включают международные и государственные. Согласно Киотскому соглашению все государства, его подписавшие, обязуются соблюдать квоту по выбросам углекислого газа. Поскольку в РФ в настоящий период промышленность работает не на полную мощность, то выбросов стало меньше, поэтому разницу по квоте за неиспользованные выбросы можно будет продавать другим странам и зарабатывать до 4,5 млрд долларов в год.


 

В РФ действуют Санитарные правила «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест» (2001), которые вводят контроль за загрязнением воздуха в соответствии с гигиеническими нормативами – ПДК и ОБУВ. За выполнением нормативов следят органы Роспотребнадзора и Экологической службы. Введена ежемесячная государственная статистическая отчетность предприятий о выбросах, выплаты за них в государственную казну и штрафы за превышение норм и нарушения.

 

На предприятиях проводятся технологические мероприятия: по созданию более безопасных технологий, замене горения на электричество, герметизации процессов, предварительной очистке сырья и т д.

Обязательно проведение санитарно-технических мероприятий – установка очищающих аппаратов: пылеосадочных камер – циклонов (воздух завихряется, пыль выпадает в центре), жалюзийных пылеуловителей, аппаратов фильтрации, тканевых или электростатических фильтров (эффективность – 99,9%), аппаратов мокрой очистки через слой гравия – скруберов (эффективность 90%).


Архитектурно-планировочные мероприятия: 1) зонирование территорий — промышленная зона специально отделяется от жилой разрывом не менее 500 м, который называется санитарно-защитной зоной, и 2) располагается с наветренной стороны по розе ветров, 3) застройка жилых кварталов отдельно расположенными домами – рядами или отдельными зданиями или с двух противоположных сторон квартала – для лучшего проветривания. В Москве часто квартал располагается кольцом: внутри детские учреждения (дошкольные и школа) — это снижает загрязнения и шум от транспорта. При создании санитарно-защитных зон используется самоочищение атмосферы с помощью разбавления свежим воздухом при проветривании, окисления кислородом; поглощения осадками – дождем, снегом; действия разрядов молнии, солнечных лучей и растительности. Поэтому в благоустройстве городов важно озеленение:зеленые насажденияочищают воздух, снижают его загазованность, обогащают кислородом и фитонцидами, уменьшают силу ветра, ослабляют жару, загрязнения и шум; способствуют полноценному отдыху жителей, улучшают настроение и повышают жизненный тонус. Не рекомендуется высаживать хвойные деревья, быстро засыхающие от загрязнений. Лучшие газоустойчивые деревья – лиственные: тополь, ясень, береза, осина и кустарники.

В Москве для ограничения влияние транспорта на воздушную среду построено 3-е транспортное кольцо. Около трети территории Москвы является охраняемыми природными комплексами.


В организационные мероприятия включаетсямониторинг (постоянный автоматический контроль) за загрязнением воздуха, воды и почвы, а также состоянием здоровья проживающего населения. Введение системы социально-гигиенического мониторинга Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии человека» (1999) как одного из инструментов обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения стало неотъемлемой частью всех структурных подразделений ФГУЗ Центров гигиены и эпидемиологии, как и использование методологии риска при воздействии различных факторов на организм человека Наблюдение за загрязнением атмосферного воздуха в Москве осуществляется организациями различной ведомственной и государственной принадлежности. Оборудованы десятки точек постов наблюдения, на которых установлены приборы, работающие в постоянном режиме, автоматически контролирующие содержание взвешенных частиц и наиболее опасных газов в атмосфере (а также в воде и почве). Посты наблюдения равномерно охватывают территорию города. Всего регулярно контролируется более 30 загрязняющих веществ. Показатели поступают в ЦГСЭН Москвы, где формируется единый банк данных, проводится анализ и оценка ситуации. Ежедневно органами здравоохранения анализируется заболеваемость населения, тоже представляемая в эти органы. Мониторинг помогает своевременно выявлять источники загрязнений, факторы риска для заболеваний людей, оценивать и прогнозировать состояние заболеваемости населения и принять необходимые меры.


 

 

Контрольные вопросы

 

1. Химический состав воздуха.

2. Гигиеническое значение кислорода.

3. Гигиеническое значение углекислого газа.

4. Виды антропогенного загрязнения воздуха.

5. Виды природного и биогенного загрязнения воздуха.

6. Структура атмосферных загрязнений в городе.

7. Структура атмосферных загрязнений в сельской местности.

8. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на экологию и гигиену.

9. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на быт населения.

10. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на здоровье населения.

11. Состав автомобильных загрязнений воздуха.

12. Состав загрязнений атмосферы ТЭЦ.

13. Принципы защиты атмосферы от загрязнений.

14. Законодательные и архитектурно-планировочные мероприятия по защите от атмосферных загрязнений.

15. Технологические и санитарно-технические мероприятия по защите от атмосферных загрязнений.

16. Роль озеленения и мониторинга по защите от атмосферных загрязнений.

Тема № 6: ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

 

 

ЗНАНИЯ:

1. Физические свойства воды.

2. Физиологическая роль, хозяйственно-бытовое и санитарно-гигиеническое значение воды.

3. Характеристика источников водоснабжения, их охрана и причина загрязнения.

4. Нормы потребления в зависимости от благоустройства.

5. Характеристика систем водоснабжения.

 

УМЕНИЯ:

1. Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев.

2. Определение и оценка органолептических свойств питьевой воды.

 

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

1. Экологическое значение воды:

· Роль воды в природе и в быту.

· Кругооборот воды в природе.

· Самоочищение воды в источниках.

· Характеристика источников питьевого водоснабжения, причины и источники их загрязнения.

· Способы получения пресной воды. Перспективы Мирового океана в ХХ1 веке

2. Питьевая вода, ее физические (органолептические) свойства.

3. Водоснабжение населенных мест:

· Характеристика систем питьевого водоснабжения.

· Охрана источников водоснабжения.

· Система очистки и обеззараживания питьевой воды в домашних и полевых условиях.

· Обеззараживание индивидуальных запасов воды.

· Нормы водопотребления в зависимости от степени благоустройства и системы водоснабжения населенного пункта.

· Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев.

Источник: helpiks.org

Виды загрязнений окружающей среды

Механическое загрязнение — это пыль и мусор. Физическое загрязнение связано с изменением физических параметров: тепловых, световых, электромагнитных, звуковых, радиационных. Тепловое загрязнение связано с промышленными выбросами теплой воды и газов. Любые звуки, генерируемые неприродными источниками, могут рассматриваться как шумовые, поскольку отсутствовали в период эволюции человека. Шумовое загрязнение сокращает продолжительность жизни на 8-12 лет. Примерами химического загрязнения являются пестициды, тяжелые металлы, разливы нефти. Биологическое загрязнение — это проникание в экосистемы чуждых им животных, растений и микроорганизмов.

Распределение нефти по поверхности водоема нарушает процессы газообмена, испарения и теплообмена воды с атмосферой. Процессы массопереноса играют важнейшую роль в распространении загрязнений: за счет испарения воды загрязняется атмосфера, переход загрязненной воды в почву или биоту вызывает их загрязнение.

В зависимости от агрегатного состояния различают твердые, жидкие и газообразные загрязнения. Например, промышленная пыль, образующаяся в результате деятельности человека, бывает бесполезной (продукты бурения, сгорания, износа, истирания) и полезной (цемент, гипс, сажа). Жидкие загрязнения — туманы, капли, разливы, конденсат. Газообразные выбросы — продукты горения, испарения, выпаривания.

В зависимости от масштабов распределения загрязнений выделяют глобальные (биосферные), региональные и локальные загрязнения. Примерами глобальных загрязнений служат загрязнение космического пространства космическим мусором, загрязнение атмосферы озоноразрушающими веществами, радиоактивное загрязнение, загрязнение Мирового океана нефтепродуктами. В современном нефтедобывающем комплексе применяется более двух тысяч разновидностей химических соединений, которые по генезису чужды естественным потокам веществ.

Влияние или воздействие предприятия на ОС происходит в результате обмена веществом и энергией с природными компонентами, когда в ОС происходят количественные и качественные изменения. При этом изменения (нарушения или загрязнения) могут превышать или не превышать предельно допустимые нормативы (ПДВ, ПДС, ПДУ). Показатели воздействия определяют их необходимую регламентацию и количественно выражаются в виде интенсивности воздействия и опасности воздействия.

Интенсивность воздействия на ОС характеризует величину нарушения или загрязнения I_3 в единицу времени: г/с, т/год, га/год. Опасность воздействия на ОС — это соотношение между реальной интенсивностью воздействия и нормативной. Если это соотношение больше единицы, то опасность техногенного воздействия существует:

Нарушения в результате воздействия производства происходят в некоторых границах (в виде контура или ареала) природно-технической системы. Их типы:

  • геомеханический тип нарушений — это деформации горного массива (уплотнение, разрыхление, появление трещин, прогибов, провалов), появление насыпей и строений;
  • гидродинамические типы нарушений — это затопление рельефа или истощение водотоков, подтопление грунтовыми водами или образование депрессионной воронки;
  • аэродинамические типы — изменение направления потока в приземном слое, температурные инверсии:
  • биоморфологические типы — уменьшение продуктивности и ареала распространения, угнетение, уничтожение, изменение видового состава фито- и зооценоза.

При оценках воздействия нефтегазопромысловых предприятий, регламентации их деятельности, организации системы мониторинга, планировании реабилитации природных комплексов принципиальное значение имеют типы загрязнений.

Литосферное загрязнение может быть вызвано проливом нефтепродуктов, пылью, органическими растворами и растворами металлов, изменением геотермического режима, проведением взрывов.

Водотоки и водоемы загрязняются растворенными химическими веществами, изменением минерализации, мутности и температуры воды.

Атмосферные газообразные загрязнители представлены оксидом углерода, окислами серы, фенолами, органическими соединениями; жидкие загрязнители — масляным туманом, тонкими брызгами; твердые загрязнители — пылью, сажей, смолистыми веществами. К физическим загрязнениям атмосферы относят тепловые выбросы, акустические и электромагнитные колебания.

Для фитоценозов свойственны загрязнения в форме самозарастания; для зоо- и микробиоценозов загрязнением является увеличение численности определенного вида животных или микроорганизмов.

Под устойчивостью природных систем понимается их способность противостоять техногенным воздействиям или способность возвращаться к исходным структуре и функциям после снятия техногенных нагрузок. Так. для ландшафтов криолитозоны системы считаются устойчивыми, если самовосстановление компонентов происходит за 1-2 года. Крайне неустойчивые системы не способны к реабилитации, не выдерживают даже малых нагрузок.

Особенно большой ущерб ОС наносят аварии, приводящие к залповым выбросам и сбросам поллютантов в природные среды, а также пожары. Аварийные сбросы загрязняют большие пространства за короткие периоды, меньшие, чем период самовосстановления экосистем. Пожары сопровождаются горением нефтепродуктов в условиях высоких температур, наносят «стрессовые удары» по воздуху, воде, почве и растительности.

Длительное по времени превышение нормативов нагрузок обусловливает хроническое загрязнение ОС. Подобное загрязнение приводит к превышению пределов самоочищения природных компонентов, вследствие чего наступает деградация экосистем. При проведении регламентации деятельности предприятий устанавливают допустимые границы его воздействия на ОС.

Углеводороды как загрязнители окружающей среды

В нефти установлено более 500 индивидуальных соединений, из которых основными являются углеводороды. В целом химический состав нефти определяется районом добычи и характеризуется следующими данными: углерод около 85; водород около 14; кислород до 0,3; азот до 1,5; сера до 5,5%. В состав всех типов нефти входят алканы (15-55%), нафтены (30-55%), арены (5-55%), асфальтены и смолы (2-15%). Смолы и асфальтены содержат основную часть микроэлементов нефти, в том числе почти все металлы.

Нефтяное загрязнение природной среды является опасным, что связано с высокой токсичностью и миграционной способностью отдельных компонентов нефти. На земной поверхности нефть оказывается в качественно новых условиях: анаэробная обстановка с медленными темпами геохимических процессов сменяется аэрированной средой. Разрушение нефти и нефтепродуктов происходит за счет химического окисления и биогенного разложения. В зависимости от условий скорости этих процессов могут быть различными. Например, арены хорошо растворимы в воде, но более инертны к химическому окислению, чем алканы.

Легкая фракция нефти — наиболее подвижная ее часть. Метановые углеводороды легкой фракции, присутствующие в загрязненных почвах, водной и воздушной сферах, растворимы в воде и оказывают наркотическое и токсическое действие на живые организмы. Эта фракция легко мигрирует в почвах и водоносных горизонтах. На поверхности углеводороды легкой фракции в первую очередь подвергаются процессам разложения и наиболее быстро перерабатываются микроорганизмами. Скорость биодеградации углеводородов уменьшается в ряду алканы rightarrow ароматические углеводороды rightarrow циклопарафины.

Сорбция компонентов нефти горными породами (грунтами) и почвами происходит в жидкой фазе, в основном сорбируются смолы, асгральтены и нафтеновые кислоты. Нефтъ при разливе ухудшает состав корневого питания растений, что резко снижает урожайность. Покрывая пленкой водную поверхность, 1 т нефти образует на поверхности водоема сплошную пленку площадью 2,6 км^2. При этом нарушается кислородный, утлекислотный и другие виды газового обмена. При концентрации нефтепродуктов в воде около 1 г/м^3 подавляется жизнедеятельность фитопланктона.

При большом содержании метана в воздухе отмечается резкое падение парциального давления и содержание кислорода. В результате длительного контакта с углеводородами у рабочих развиваются вегетативные нарушения: появляется бессонница, головная боль, покраснение кожи, снижается обоняние, повышается утомляемость. Концентрация паров нефти от 100 мг/дм^3 опасна для жизни даже при вдыхании в течение 5 мин.

Прочие химические вещества-загрязнители

Оксид углерода образуется при сжигании попутных нефтяных газов (ПНГ), а также в результате дегазации нефти и пластовых вод. Опасные концентрации наступают при содержании СО в воздухе в количестве от 300 мг/м^3 и выше. Это токсичный бесцветный газ без вкуса и запаха с плотностью по воздуху 0,967. При вдыхании воздуха, содержащего небольшое количество СО, происходит глубокое отравление организма вследствие образования стойкого соединения СО с гемоглобином крови. Высокие концентрации СО в воздухе вызывают обильное слезотечение, удушье, головокружение, боли в желудке. Смерть наступает через несколько часов после отравления от отека гортани или легких. При концентрации 0,5% СО в воздухе смерть наступает через 2-3 вдоха.

Диоксид углерода поступает в атмосферу за счет сжигания топлива, дегазации нефти и пластовых вод. Оказывает раздражающее действие при концентрации в воздухе 4-5%; при содержании CO_2 в воздухе 10% происходит сильное отравление.

Сернистые соединения выделяются из сернистой нефти, природного газа, конденсата и являются токсичными веществами. При термическом воздействии на нефть сера, дегидрируя углеводороды, образует сероводород H_2S. Остаточная сера объединяет те соединения, которые при температурной обработке не вступают в реакции. Чем больше таких соединений, тем меньше вероятность образования H_2S.

Меркаптаны — высокотоксичные органические серосодержащие газы и легколетучие бесцветные жидкости с плотностью меньше единицы. Образуются при термическом воздействии на нефть. Обнаруживаются в воздухе нефхгепромыслов в концентрациях 2cdot 10^{-9} мг/л. Хорошо проникают через кожу, вызывают тошноту и головную боль вследствие отвратительного запаха, обладают наркотическим эффектом.

Сероводород — бесцветный ядовитый газ с плотностью по воздуху 1,19 с неприятным запахом, который ощутим даже при незначительных концентрациях 1,5-2,0 мг/м^3. При больших концентрациях ощущение запаха ослабевает вследствие паралича нервных окончаний. Легко растворяется в воде и переходит в свободное состояние. ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны 3 мг/м^3, в атмосферном воздухе населенных мест — 0,008 мг/м^3. При концентрации 1000 мг/м^3 смерть наступает мгновенно.

Сернистый ангидрид — токсичный бесцветный газ с острым запахом. Длительное воздействие вызывает хроническое отравление: возможны поражение печени, системы крови и развитие пневмосклероза. Концентрация в воздухе свыше 300 мг/м^3 приводит к потере сознания в течение 1 мин. Некроз деревьев начинается при содержании SO_2 в воздухе 2-5 мг/м^3. Это газ разрушает хлорофилл листьев и замедляет процесс фотосинтеза.

Двуокись азота — бурый газ с удушливым запахом, при температуре 140^{circ}С начинает распадаться на NO и O_2. Оказывает сильное влияние на легкие человека с развитием бронхита, эмфиземы легких, астмы.

Сажа — продукт неполного сгорания или термического разложения углеродистых веществ. Это тонкий черный порошок, состоящий на 89-99% из углерода, способен вопламеняться в присутствии открытого огня. При содержании сажи в воздухе более 8% ее рассматривают как взрывоопасное вещество. Истинная плотность сажи 1750-2000 кг/м^3. Контакты с сажей вызывают конъюнктивит.

Бензапирен и другие полициклические ароматические углеводороды содержатся в нефти и природных битумах. Это типичный химический канцероген класса опасности 1. Кристаллический бензапирен хорошо сохраняется, в растворах быстро окисляется, обладает заметной летучестью при температурах ниже точки плавления. Присутствует во всех компонентах ОПС. Может поступать через кожу и органы дыхания. ПДК_{рз} составляет 0,15 мкг/м^3.

Синтетические ПАВ являются распространенным и токсичным химическим загрязнителем водоемов при бурении скважин, сборе и транспортировке нефти. ПАВ образуют стойкие пены, снижают эффективность биохимических методов очистки сточных вод, прекращают рост водорослей. Токсическое действие ПАВ проявляется при концентрациях в воде около 2,0 г/м^3.

Сульфатное и хлоридное загрязнение — наиболее часто встречаемый вид химического загрязнения гидросферы нефтепромыслов. При утечках нефгти и пластовой воды выводятся из хозяйственного использования поверхностные, подземные воды и почвенный покров.

Практика геоэкологических исследований относит к наиболее опасным для биоты химическим элементам Hg, Be, Pb, As, Cd, Сг, Ni, Со, Se, Cu. Растения избирательно накапливают химические элементы, а затем по трофическим цепям они попадают в организм человека.

Тепловое загрязнение

В определенных условиях воздействие физических полей может оказать на здоровье людей не меньший отрицательный эффект чем химическое загрязнение ОПС. Общепризнано, что причины неустойчивости ОС кроются в масштабном использовании человеком энергии ископаемого топлива. В 70-х и 90-х гг. XX столетия мировое потребление энергии составляло, соответственно, 5 и 8 млрд т нефтяного эквивалента. В настоящее время эта цифра возросла до 13 млрд т. Суммарное техногенное поступление тепловой энергии приближается к значению 10 ТВт. Основными способами снижения теплового загрязнения ОС являются уменьшение энергопотребления, улучшение конструкции преобразователей энергии и увеличение эффективности использования солнечной энергии.

При производстве 1 кВтcdot ч электроэнергии наТЭС в атмосферу и воду поступает, соответственно, 400 и 135 ккал тепла, на АЭС — 130 и 1900 ккал. Для рассеивания тепла станции мощностью 3000 МВт требуется 1800 га водной поверхности.

Основные последствия теплового загрязнения водного объекта:

  • усиливается испарение воды;
  • уменьшается содержание растворенного кислорода и одновременно растет потребность в кислороде для дыхания организмов;
  • происходит смена обычной водной флоры синезелеными водорослями, продукты отмирания которых токсичны.

Для экосистемы естественного водоема критической считается температура 28^{circ}C. К единственному нормативу, ограничивающему тепловое загрязнение водных объектов, можно отнести требование не увеличивать среднюю температуру воды более чем на 3^{circ}C.

Источник: www.intuit.ru

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Классификация источников экопроблемы выделяет химические и физические и биологические формы загрязнения атмосферы:

  1. Наибольшую концентрацию ядовитых веществ в воздушную оболочку земного шара приносят промышленные выбросы синтетических соединений. Из-за деятельности человека в воздухе увеличивается концентрация солей тяжелых металлов, аммиачного дыма, альдегидов, эфиров и различны углеводородов.
  2. К биологическому виду засорения атмосферы относят вирусы, патогенные бактерий, грибные споры и токсины, вырабатываемые железами животных или растений.
  3. О физическом загрязнении свидетельствует высокое содержание пылевых частиц и радионуклидов в воздухе. Такое явление характерно для электромагнитных, тепловых и шумовых всплесков в городских условиях.

На газовый состав воздушной оболочки влияют природные явления и деятельность человека. К основным источникам естественного загрязнения относятся:

  • воздушная эрозия почвы;
  • лесные пожары;
  • вулканические извержения;
  • пылевые бури;
  • разложение растений и животных;
  • сгорание метеоритов, приносящих небольшое количество космической пыли.

Выхлопные газы

К антропогенным видам загрязнения воздушных масс относят:

  • отходы металлургической, топливной, энергетической, машиностроительной, нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности;
  • распыление пестицидов в сельскохозяйственных районах, биологические отходы животноводства;
  • выхлопные газы автомобилей;
  • отопление домов с помощью дров.

Промышленность, которая убивает

Вредные выбросы сконцентрированы в странах с развитой промышленностью. Большая часть токсичных извержений в воздушные слои атмосферы приходятся на металлургические и энергетические предприятия. В теплоэнергетике источником массированных атмосферных выбросов является сгорание горючих ископаемых: каменного угля, нефти и природного газа. В металлургии воздух загрязняется тяжелыми металлами.

Дым от ТЭЦ

Источником радиоактивного загрязнения атмосферы являются аварийные выбросы атомных электростанций.

В процессе добычи и переработки нефти в воздух вырываются концентрированные под землей попутные газы, аммиак и окиси ядовитых соединений. Результатом машиностроения становятся фенолы, углеводородные вещества, смолы, производные серы и ртути. Токсичные компоненты истощают озоновый слой, формируют смог и провоцируют возникновение парникового эффекта.

Люди обратили внимание на экологическую проблему с загрязнением воздуха в 1875 году. В этот период первой страной, которая начала отслеживать объем вредных извержений от промышленных заводов, стали Нидерланды. Но соответствующие указы для охраны воздушной оболочки Земли приняли только в 1955 году. За это время в атмосферу произошел крупный выброс токсинов после масштабных военных действий.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Атмосфера на 78% состоит из азота и на 21% из кислорода. Менее 1% отводится для инертных газов, как и диоксида углерода. В воздушной среде также присутствуют водяные пары, минеральные соли и частицы пыли. В норме угарный газ и аммиак должны оставлять только следы, но во время выброса вредных веществ их количество увеличивается в 20-50 раз.

К основным веществам, загрязняющим атмосферу, относятся:

  • углекислый газ увеличивает негативное воздействие парникового эффекта;
  • оксид углерода – вызывает удушье при попадании в живой организм и приводит к смертельному исходу;
  • углеводородные соединения, раздражающие слизистые оболочки;
  • радикалы серы: провоцируют образование кислотных осадков, вызывают аллергические реакции и засуху растений;
  • азотистые соединения вызывают воспалительный процесс в легких, бронхит, простудные заболевания, ухудшают состояние на фоне сердечно-сосудистых патологий;
  • радиоактивные соединения – накапливаются в клетках, провоцируя их раковое перерождение, вызывают бесплодие и летальный исход.

Углекислый газ

Наиболее опасны для организма соли тяжелых металлов: свинца, селена, мышьяка. Они являются причиной развития злокачественных новообразований и хронических заболеваний. Тяжелые металлы постепенно разрушают нервные клетки. Летучие органические соединения: спирты, терпеноиды или кетоны, вызывают мутации и являются канцерогенами.

Химическое загрязнение атмосферы

Химическое загрязнение воздушной среды в ходе человеческой деятельности обусловлено выбросом поллютантов – диоксида серы, азотной окиси, угарного газа и твердых частиц. На них приходится 98% от общего уровня засорения атмосферы, оставшаяся часть свидетельствует о наличии:

  • формальдегида;
  • солей свинца;
  • аммиака;
  • бензола, фенола;
  • сероуглерода;
  • эфиров.

Загрязнение атмосферы оксидами серы и азота способствует возникновению опухолей и заболеваний хронической формы.

Наиболее опасен выброс радиоактивных соединений, вызванных испытанием ядерного оружия на военных полигонах. Представляет угрозу поступление в воздух большого количества тепловой энергии.

Химическое загрязнение

Смог

Люди не задаются вопросом что такое смог, чем опасно загрязнение атмосфера и как можно устранить экологические проблемы. В то же время выхлопные газы от автомобильного транспорта, табачный дым и едкие газы различных предприятий угрожают жизни людей.

Смог формируют окиси углерода, азота и серы. Облако дыма над мегаполисом дополняет сажа, серный газ, альдегиды и бензапирен.Данные химические соединения вызывают заболевания органов дыхательной системы и сокращают жизнь человека в городских условиях, поднимают уровень стресса негативно отражаются на психоэмоциональном состоянии.

Смог

Каждая страна подходит к проблеме индивидуально. Исследователи разрабатывают новые виды биологически чистого топлива для полной замены бензина и остановки нефтезатрат. В Дании люди пользуются исключительно велосипедами с 1970 года, когда стал прогрессировать нефтяной кризис. За пользование автомобильным транспортом в скандинавской стране берут большие налоги.

Вулканизм и лесные пожары

Вредные выбросы редко относятся к категории естественных природных явлений, но это не значит, что они полностью отсутствуют. Извержение вулкана происходит раз в 1000 лет и более, сопровождаясь экологическими катастрофами. Одна из наиболее опасных стихийных бедствий выбрасывает в воздушную среду около 40 млн т токсичных соединений. Вулканы выделяют только 1% ядовитых газов. 99% загрязнения – это выделение водяного пара и пепла. Последний покрывает площадь в радиусе от 1 до 10 км в зависимости от возраста и размеров вулканического сопла, уничтожая растительный и животный мир.

Извержение вулкана

Извержения вулканов увеличивают атмосферную концентрацию углекислого и серного газа. Сера при взаимодействии с молекулами воды в дождевых облаках трансформируется в серную кислоту, выпадающую на землю в виде разбавленных кислотных осадков.
В летний период, на пике солнечной активности, стоит острый вопрос об охране лесов. В условиях высокой температуры быстро загорается сухая ветошь, становясь причиной крупномасштабных пожаров. Причиной их возникновения может стать и человек, который не соблюдает меры предосторожности на природе, оставляя гореть костры или сигареты.

Лесной пожар

В ходе пожаров в воздух извергается большое количество аэрозолей, летучих токсичных соединений и паров. После океана лесные пожары занимают 2 позицию в рейтинге источников хлористого метила. Кроме того, после возгорания падает количество растительности, вырабатывающий кислород.

Загрязнение пыльными бурями

Природные катастрофы не ограничиваются лесными пожарами, извержениями вулканического пепла и потоков магмы. Среди естественных источников загрязнения атмосферной оболочки выделяют выветривание и воздушную эрозию почвы. Большое количество пыли в воздухе характерно для участков с низкой концентрацией влажности и скудной растительностью – пустынные зоны. Глобальное засорение воздушного слоя наблюдается в Гоби и Сахаре. Некоторое количество пыли поднимается в среднеазиатском регионе.

Скорость и площадь распространения мелких частиц зависит от их размера и массы. Пыль не оседает и задерживается в воздушной среде в течение 2-3 недель, с помощью ветра захватывая новые территории.

Крупные пылевые частицы с легкостью задерживаются волосяным покровом и слизистыми оболочками дыхательной системы, тогда как более мелкие крупинки оседают в носовой полости и легких. Пыль провоцирует развитие бронхиальной астмы и аллергической реакции, увеличивая риск смертности на 0,5-1%.

Пылевые бури опасны не только для человека. Скопление мелких частиц в воздушной оболочке планеты затрудняет отток избыточного количества тепловой энергии. Для устранения проблемы проводят сельскохозяйственные мероприятия для засеивания и разрыхления почвы, посадку лесов и плотное озеленение засушливых участков.

Пыльная буря

Как определяют степень загрязненности воздуха

Чтобы определить качество воздуха, следует учитывать не только концентрацию токсичных веществ в атмосфере, но и промежуток между их выбросом и негативным воздействием. Уровень загрязнения устанавливают по следующим критериям:

  1. Наибольшая повторяемость (НП). Частота превышения разрешенной концентрации в течение месяца или года.
  2. Стандартный индекс (СИ). Величина является результатом отношения измеренной концентрации загрязняющего материала на максимально допустимую концентрацию примесей. Данные параметры определяют во время выброса загрязняющих веществ в атмосферу.
  3. Индекс загрязненности атмосферы (ИЗА). Комплексный показатель, для расчета которого потребуется определить коэффициент токсичности загрязнителя и его среднюю концентрацию за сутки и за год.

Пробы воздуха

Низкий уровень засорения – СИ менее 1, показатель ИЗА входит в промежуток между 0 и 4, НП не более 10%. Данным стандартам на территории России соответствуют: Сочи и Кострома.

Высокая степенью загрязнения фиксируется в Чите, Новороссийске и Магнитогорске, где СИ варьируется от 5 до 10, НП достигает 50%, ИЗА составляет 7-13 единиц.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

Экологические проблемы атмосферы сосредоточены над крупными городами и странами с развитой инфраструктурой. В 2016 году в рейтинге наиболее загрязненных мегаполисов Всемирная организация здравоохранения лидером списка стал Заболь. Город в юго-восточной части Ирана постоянно подвергается засорению песчаными бурями в течение 4 месяцев ежегодно. На 2 и 3 месте располагаются города Индии Гвалиор и Праяг.

Загрязнение в мегаполисе

4 место занимаетЭр-Рияду – столица Саудовской Аравии. В конце пятерки лидеров находится Эль-Джубайль на берегу Персидского залива как наиболее крупный нефтедобывающий и промышленный центр.

7 наиболее загрязненных городов России Индекс загрязнения атмосферной оболочки
Новороссийск 36
Братск 28
Красноярск 23
Новокузнецк 22
Магнитогорск 21
Южно-Сахалинск 19,9
Чита 19,5

Если вернутся в мировой масштаб, по уровню загрязнения воздуха выделяют следующие страны:

  1. Китай. Уровень атмосферного загрязнения превышает показатели нормы более, чем в 50 раз.
  2. Индия. Большое количество людей, автомобилей, заводов и других источников выброса токсичных соединений.
  3. Южно-Африканская республика. Тяжелая промышленность является главным источником загрязнения.
  4. Мексика. Над городами плотно нависает смог.
  5. Япония. Несмотря на озеленение и использование технологий для очищения окружающей среды, после радиационного взрыва остались последствия в виде регулярных кислотных осадков и смога.
  6. Индонезия. Ядовитые выбросы промышленных предприятий чередуются с рядом лесных пожаров.
  7. Ливия. Причиной засорения воздуха являются предприятия по добыче и переработке нефти.

Смог в городе

Последствия для человека

Загрязнение воздуха жилой среды можно увидеть невооруженным взглядом – если забраться на возвышенность высотой 500-1000 м над уровнем моря над городом можно увидеть плотное облако смога. Дым и легкий налет сажи, постоянное присутствие пыли являются только частью общего засорения воздуха.

Глобальные последствия загрязнения проявляются следующим образом:

  • разрушение озонового слоя планеты;
  • выпадение кислотных осадков;
  • резкие изменения климатических условий, спровоцированные парниковым эффектом.

Смог ограничивает доступ к солнечному свету, тем самым лишая людей естественного ультрафиолета, необходимого для синтеза витамина D в эпителиальной ткани. В результате увеличивается риск развития рахита у детей, гиповитаминоз. Сажа, пыль и соли тяжелых металлов раздражают слизистую оболочку органов дыхательной системы и являются причиной бронхиальной астмы, воспаления легких.

Канцерогены от отходов при сжигании бензина вызывают появление злокачественных новообразований.

Извержения газов ведут к нарушению условия для жизни человека. Последствия загрязнения становятся причиной различных заболеваний, снижают работоспособность, вызывают скачки артериального давления и головные боли.

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой необходим для поглощения сильного ультрафиолетового излучения, короткие волны которого смертельны для живых организмов. Из-за людской деятельности защитная прослойка постепенно истощается по нескольким причинам:

  1. При запуске ракет в космос в атмосфере выжигаются дыры. Другие атмосферные слои быстро восстанавливаются, но озоновые дыры могут существовать длительное время.
  2. Самолеты передвигаются на высоте от 12 до 16 км. Наиболее низкие слои озона, располагающиеся на высоте 13 км и выше, постепенно рассеиваются.
  3. Выброс фреонов, расщепляющих озоновый слой.

Разрушение озонового слоя

При разрушении озоновой прослойки увеличивается риск негативного влияния ультрафиолетовых солнечных лучей.

Парниковый эффект

Загрязнение парниковыми газами приводит к их скоплению в нижних слоях воздушной среды. Из-за этого температура поверхности земли аномально увеличивается, что приводит к необратимым изменениям климата и приближению глобального потепления. Существует несколько причин развития парникового эффекта:

  • активное использование горючих ископаемых для получения энергии;
  • вырубка лесов и лесные пожары;
  • выделение выхлопных газов;
  • увеличение количества населения;
  • сжигание мусора.

Парниковый эффект

Как сделать воздух чище

Чтобы остановить экологические последствия загрязнения атмосфера, потребуется внедрить на промышленные предприятия фильтры и другие технологии для сокращения ядовитых выбросов. Кроме того, следует перейти на альтернативные источники получения энергии – построить ветряные или волновые электростанции. Положительная динамика устранения экопроблемы наблюдается при комбинированной выработке тепла и энергии.

Очищение воздуха

Борьба за чистую атмосферу ориентирована на создание программы по утилизации токсичных газов и других химических отходов.

В рамках данного проекта планируется сокращение объема, сортировка и переработка для повторного использования различного мусора. В строительстве планируется усовершенствовать энергоэффективность зданий, в городах предлагают перейти на использование велосипедов.

Источник: medru.su


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.