Загрязнение атмосферы происходит в результате работы промышленности. Глобальная экологическая проблема, приводящая к кислородному голоданию природы
Влияние на здоровье людей. Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Но воздействие загрязнителей воздуха может перегрузить или разрушить эти естественные защитные механизмы, вызвав множество болезней дыхательной системы, таких как рак легких, хронические бронхиты и эмфизема легких, или способствуя развитию этих болезней. Пожилые люди, дети, беременные женщины и люди, страдающие болезнями сердца, астмой или другими респираторными заболеваниями, особенно чувствительны к загрязнению воздуха.
Организм человека, так же как и большинство живых организмов, способен без вреда для себя переносить присутствие определенного количества загрязняющих веществ. Содержание их, ниже которого болезненные реакции не наблюдаются, называют пороговым уровнем. При больших количествах проявляются последствия для здоровья. Они зависят как от концентрации вещества, так и от длительности его воздействия (экспозиции). При короткой экспозиции переносимы более высокие уровни загрязнителей, т.е. пороговые для них значения могут быть выше при коротком воздействии и понижаться при более длительном
В периоды, когда загрязнение достигает высокого уровня, многие люди жалуются на головные боли, раздражения глаз и носоглотки, тошноту и общее плохое самочувствие. Присутствие взвеси кислоты, главным образом серной, коррелирует с учащением приступов астмы, а из-за угарного газа возникают ослабление мыслительной деятельности, сонливость и головные боли. С высокими уровнями аэрозолей, действующими в течение длительного времени, связывают респираторные заболевания и рак легких.
Влияние на растительность. Растения гораздо чувствительнее к загазованности воздуха, чем люди. Это касается как сельскохозяйственных культур, так и дикорастущих видов.
Постоянное воздействие загрязнителей воздуха препятствует фотосинтезу и росту растений, поглощению питательных веществ и приводит к тому, что листья и хвоя желтеют и опадают. Хвойные деревья, особенно на больших высотах, очень чувствительны к воздействию загрязнителей воздуха вследствие большой продолжительности жизни и круглосуточного воздействия загрязненного воздуха на их иглы.
Кроме того леса, испытывающие воздействие загрязнителей, становятся более чувствительными к поражению насекомыми и патогенами. Например, гибель сосен Желтой и Жеффрея в США вызывают, в основном, сосновые жуки-лубоеды, поселяющиеся на ослабленных деревьях. Даже обычно безобидные насекомые в сочетании с угнетением, обусловленным загрязнением, могут стать смертельно опасными.
Даже если не произойдет катастрофического отмирания растительности, снижение первичной продуктивности, безусловно, должно сказаться на остальной экосистеме, в том числе и на почвах. Когда чувствительные виды гибнут, их место в ходе экологической сукцессии занимают более устойчивые.
В чистом воздухе растения вырастают значительно крупнее, чем в загрязненном. Это свидетельствует о том, что существующие уровни загрязнения подавляют их рост без очевидных признаков повреждений или отклонения от нормы. Так, по некоторым данным, урожайность без загрязнения озоном повышается: у кукурузы - на 3 %, у пшеницы - на 8 %, у сои - на 17 %, у арахиса - на 30 %.
Следует отметить, что ответные реакции растений на действие загрязнителей, используются при интегральной оценке качества среды - биотестировании.
Влияние на материалы. Стены, окна и другие поверхности становятся серыми и грязными, когда на них оседают взвеси. Краски и облицовочные материалы быстрее стареют. Без соответствующего ухода и покраски такие материалы, как железо и сталь, используемые для изготовления железнодорожных рельсов, опор мостов и эстакад, корродируют и теряют прочность из-за загрязнения воздуха. Различные загрязнители воздуха ухудшают качество кожи, резины, бумаги, краски и ткани, особенно тканей из хлопка, вискозы и нейлона. Бесценные мраморные статуи, исторические здания и витражи во всем мире подвергаются пагубному воздействию загрязненного воздуха (кислотные дожди).
Кроме того, ясное синее небо и хорошая видимость вместо завесы смога имеют свою эстетическую ценность и психологическое значение.
Разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой защищает от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения поверхность Земли. Это слой расположен на высотах от 10 до 50 км, с максимумом концентрации от 18 до 30 км. Содержание озона в атмосфере очень мало - менее 4-10 -6 %. Для сравнения можно привести следующий пример: количество озона атмосферы эквивалентно сплошному слою этого газа вокруг Земли, расположенного на этой же высоте, с толщиной слоя менее одного сантиметра.
Современная промышленность наряду с другими негативными воздействиями на атмосферу своими выбросами воздействует и на эту компоненту атмосферы, что проявляется в сокращении общего количества озона атмосферы. В результате происходит уменьшение толщины озонового слоя над отдельными территориями (и даже континентами), что в итоге отражается на здоровье населения. В соответствии с официальными данными ООН, сокращение озонного слоя на 1 % означает появление во всем мире 100 тыс. новых случаев катаракты глаз и 10 тыс. случаев рака. С этим явлением связывают и рост легочных, иммунных, аллергических и других заболеваний. Кроме этого, уменьшение в атмосфере озона приводит к усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почвы.
Озон – едкий, ядовитый газ. В нижних слоях атмосферы он является серьезным загрязнителем. Однако благодаря тому, что нижние слои атмосферы и стратосфера не перемешиваются, озон как загрязнитель в нижних слоях атмосферы и как существенный компонент стратосферы – с практической точки зрения совершенно разные вещи. Озон в стратосфере – это продукт воздействия самого ультрафиолета на молекулы кислорода (О 2). В результате некоторые из них распадаются на свободные атомы, а те в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О 3). Однако весь кислород не превращается в озон, так как свободные атомы кислорода (О), реагируя с молекулами озона, дают две молекулы кислорода (О 2). Таким образом, количество озона в стратосфере не статично, оно представляет собой результат равновесия между этими двумя реакциями.
Сегодня известно более ста реакций, влияющих на концентрацию озона в атмосфере. Наиболее эффективным катализатором разрушения озона оказался атом хлора, возможность влияния которого на озоновый слой выявилась еще в 70-е годы прошлого столетия. А люди невольно поставляют такие атомы в стратосферу десятилетиями. Основным источником атомов хлора являются хлорфторуглероды (ХФУ или фреоны), то есть обыкновенные углеводородные молекулы, в которых некоторые атомы водорода замещены хлором и фтором. Эти газы нашли широкое применение в промышленности. Когда-то они рассматривались как идеальные для практического применения вещества, поскольку очень стабильны и неактивны, а значит, не токсичны. Как это не парадоксально, но именно инертность этих соединений делает их врагами стратосферного озона. Инертные газы не распадаются быстро в тропосфере и проникают в стратосферу, верхняя граница которой на высоте 50 км. Когда молекулы этих веществ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетовой радиации, которая не проникает на меньшие высоты из-за блокирующего действия озона.
Озон образуется в верхних слоях стратосферы и нижних слоях мезос-феры в результате протекающих реакций:
Озон и атомарный кислород могут реагировать в кислородной атмосфере согласно реакциям:
О 3 = О 2 + О
О 3 + О = 2О 2
Эти реакции образуют так называемый цикл Чепмена, являющийся одним из основных процессов разрушения озона. В этот процесс включаются и другие озоноразрушающие вещества, например, те же самые фреоны (ХФУ). Разрушаясь под действием жесткого ультрафиолета, ХФУ выделяют в стратосферу атомарный хлор, который включается в реакцию с озоном, разрушает его и восстанавливается до атомарного хлора:
Сl + О 3 = СlO + О 2
СlO + О = С1 + О 2
Таким образом, разложение ХФУ солнечным излучением создает каталитическую цепную реакцию, согласно которой один атом хлора способен разрушить до 100 000 молекул озона.
Поскольку в атмосферу выбрасываются тонны хлорфторуглеродов, то этот процесс может привести к накоплению этих веществ в стратосфере в концентрации, достаточной для серьезных повреждений озонового экрана.
За последние годы содержание озона, поглощающего ультрафиолет, уменьшилось на 3-8 %. Слово «озоновая дыра» звучит как сигнал общественной тревоги. Абсолютный минимум содержания озона обнаружен над Санкт-Петербургом – 45 %, над Антарктидой – 50 % ниже нормы.
В соответствии с Монреальским протоколом (1987 год), к концу 1994 года было снижено производство ХФУ на 20 %, а к 1999 году - еще на 30 %. В 1990 году была достигнута договоренность о полном прекращении производства ХФУ к 2000 году.
Необходимо отметить, что в последнее время появилось множество других гипотез, объясняющих причину уменьшения озонового слоя Земли и появления озоновых дыр. Однако официально признанной версией является «фреоновая».
Кислотные осадки. Уже более ста лет кислотные осадки признаются серьезной проблемой в индустриальных и прилегающих к ним районах, но их влияние на экосистемы было отмечено только в 50-х годах XX века, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяции рыбы во многих озерах Швеции, провинции Онтарио (Канада) и гор Адирондак (штат Нью-Йорк). В поисках причины этого были предложены разнообразные гипотезы. Шведские ученые первыми определили, что все дело в повышенной кислотности воды, и связали ее с ненормально низкими значениями рН осадков. С тех пор, по мере распространения экологического ущерба, выяснились различные пути разрушительного влияния осадков на экосистемы.
Кислотными называют любые осадки - дожди, туманы, снег, для которых водородный показатель рН < 5,6. К ним также относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, иногда называемых кислотными отложениями. По существу, кислотный дождь представляет собой следствие взаимного воздействия друг на друга различных сфер Земли (атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы).
Установлено, что из-за углекислого газа, находящегося в атмосфере, и попавших туда естественным путем микроэлементов, осадки могут быть кислыми и без воздействия человека (рН = 5,6), то есть существует «естественный кислотный дождь». Деятельность же человека накладывается на естественный «базис». Проблема возникает из-за того, что эмиссия загрязняющих среду веществ ограничена относительно узкой территорией. Большая часть загрязняющих веществ высвобождается над наиболее загрязненными территориями Европы и Северной Америки, что составляет примерно 5 % суши. Кое-где искусственная эмиссия в 5-20 раз превышает естественную. В этих районах, простирающихся на сотни и тысячи километров, окружающая среда уже не может выдерживать дополнительных нагрузок, не изменяясь.
Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной и азотной кислот. Обычно кислотность на две трети обусловлена первой из них и на одну треть - второй. Присутствие в этих формулах серы и азота показывает, что проблема связана с выбросом этих элементов в воздух.
К наиболее важным соединениям серы, находящимся в атмосфере и определяющим кислотность, относятся диоксид серы, серооксид углерода, сероуглерод, сероводород и диметилсульфид. К наиболее важным соединениям азота относятся: оксиды азота, аммиак, азотная кислота. В целом, количество естественных и искусственных выбросов соединений азота приблизительно одинаково, однако последние, так же как и выбросы соединений серы, подвергаются меньшему разбавлению и сосредотачиваются на ограниченных территориях Земли.
Согласно данным об общих объемах выбросов диоксида серы и оксидов азота из разных источников, кислотные осадки связаны в первую очередь с работой тепловых электростанций, транспорта и промышленных предприятий. Так как кислотность осадков на две трети обусловлена диоксидом серы, а три четверти этого вещества выбрасываются в воздух топливными тепловыми электростанциями, их работой объясняется более 50 % кислотных осадков.
Влияние кислотных осадков на окружающую среду проявляется в следующем.
1. Влияние на водные экосистемы.
Значение рН среды чрезвычайно важно, так как от него зависит деятельность почти всех ферментов, гормонов и других белков, регулирующих метаболизм, рост и развитие в организмах водных живых существ.
2. Влияние на леса.
Кислотные осадки, как и озон, являются одной из важнейших причин деградации растительности, и в первую очередь лесов. Обнаружены следующие пути влияния кислотных осадков на растительность:
нарушение их защитной поверхности при прямом контакте. Кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов;
вымывание биогенов. Ионы водорода легко вытесняют ионы биогенов с частиц почвы и гумуса;
концентрирование алюминия и других токсичных элементов. Токсичные элементы, в том числе алюминий, ртуть и свинец, могут концентрироваться при подкислении среды.
3. Влияние на людей и изделия.
Одно из наиболее ощутимых последствий кислотных осадков – разрушение произведений искусства. Известняк и мрамор – излюбленные материалы для оформления фасадов зданий и сооружения памятников. Взаимодействие кислоты и известняка приводит к их очень быстрому выветриванию и эрозии. Памятники и здания, простоявшие сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными изменениями, сейчас растворяются и рассыпаются в крошево.
Глобальное потепление. Световая энергия, проникающая сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в тепловую энергию и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ и некоторые другие газы, называемые парниковыми (метан, хлорфторуглероды, оксид азота), в отличие от других природных компонентов атмосферы вторично поглощают инфракрасное излучение земной поверхности. При этом они нагреваются и в свою очередь нагревают атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней парниковых газов, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.
Температура и климат, к которому мы привыкли, обеспечиваются концентрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03 %. При этом содержание углекислого газа в воздухе в естественных условиях (без антропогенного добавления его в атмосферу) поддерживалось на одном уровне, так как его поступление в атмосферу за счет дыхания и горения и вулканических выбросов в среднем равнялось его поглощению из атмосферы фотосинтезирующими растениями.
В настоящее время это равновесие нарушено. Интенсивно уничтожая леса и используя ископаемое топливо, человечество включило одновременно два мощнейших процесса, способствующих быстрому росту концентрации атмосферного углекислого газа. При сжигании ископаемого топлива масса выделяемого углекислого газа утраивается, поскольку каждый атом углерода топлива в процессе горения и превращения в углекислый газ присоединяет два атома кислорода. Каждый год сжигается около 2 млрд. т ископаемого топлива, значит, в атмосферу поступает почти 5,5 млрд. т углекислого газа. Еще приблизительно 1,7 млрд. т его поступает за счет сведения лесов и окисления органического вещества почвы - гумуса.
В результате концентрация углекислого газа в атмосфере, составлявшая в начале XX в. около 0,029 %, к настоящему времени достигла 0,035 %, то есть выросла на 28 %. По оценкам МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата) предполагается, что если не будет принято каких-либо мер по сокращению эмиссии, будет удвоение содержания СО 2 к 2060-2080 годам. При этом может произойти повышение средней глобальной температуры приземной атмосферы примерно от 1,5 до 4,5 °С, что вызовет подъем уровня океана по разным оценкам от 0,3 до 1 м. Это повышение температуры будет неравномерным: в два раза ниже в тропиках и в два раза выше в высоких широтах. Значительные разногласия возникают по вопросу о том, к чему приведет это потепление. Однако саму возможность потепления никто не отрицает.
Другие парниковые газы (метан, хлорфторуглероды (ХФУ) и оксиды азота) поглощают инфракрасное излучение в 50-100 раз интенсивнее, чем углекислый газ. Следовательно, хотя их содержание в воздухе значительно ниже, они также могут значительно влиять на температурный режим планеты.
В настоящее время ожидаемыми последствиями потепления считаются:
Затопление обширных густонаселенных зон и образование миллионов экологических беженцев;
Более сильное потепление на полюсах вызовет ослабление циркуляции атмосферы, что изменит распределение осадков - увеличение их количества в Северной Африке и уменьшение - в Северной Америке;
Виды флоры и фауны не будут успевать адаптироваться к быстро меняющимся климатическим условиям;
Изменение привычного климата на климат более неустойчивый, что нанесет вред сельскому хозяйству многих стран мира и неблагоприятно скажется на здоровье населения этих стран.
В 1992 году в Рио-де-Жанейро мировое сообщество приняло Конвенцию об изменении климата. Цель - добиться такой стабилизации выброса парниковых газов, чтобы не допускалось опасного воздействия на климатическую систему. Страны договорились к 2000 году стабилизировать эмиссию парниковых газов на уровне 1990 года (по всему миру выброс углерода составлял 6 гигатонн в год). Конвенция вступила в действие в 1994 году. В 1997 году в Киото состоялась международная конференция стран-участников Конвенции ООН об изменении климата. Результаты пятилетней борьбы с парниковыми газами оказались плачевными. США планирует достичь уровня эмиссии лишь к 2008 году. Причем на долю США приходится 25 % от всего выброса углекислого газа и стабилизация его выброса обойдется в 9 млрд. долларов. В Канаде за пять лет выбросы парниковых газов увеличились на 15 %. В Японии за 1996 год эмиссия выросла на 8,3 %. Внутри Евросоюза ситуация также неоднозначна. Если в Люксембурге, Германии, Дании, Нидерландах и Великобритании выбросы уменьшились, то Португалия, Греция, Испания и Швеция, наоборот, намерены их увеличить. Китай, Индия и другие развивающиеся страны, ссылаясь на бедность, не принимали и не принимают на себя каких-либо обязательств, несмотря на то, что одной из первых от потепления может пострадать именно Индия. Итоговый протокол зафиксировал обязательства стран ЕС сократить к 2010 году выбросы на 8 % по сравнению с 1990 годом. США оговорили для себя рубеж в 7 % и Япония - в 6 %. В США сразу же охарактеризовали данное обязательство как политически неприемлемое, угрожающее национальной безопасности.
Одним из механизмов выполнения обязательств по сокращению эмиссии парниковых газов может стать предложенная США международная система торговли квотами. Предприятия и компании, не имеющие технологической возможности уменьшить выбросы, в этом случае могли бы покупать неиспользованные разрешения на выброс у организаций, перевыполнивших свои обязательства.
Таким образом, антропогенная деятельность привела к разнообразным, сложным проблемам экологического характера.
Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования
жизни на Земле. Она участвует в формировании климата на планете, регулирует ее тепловой
режим, способствует перераспределению тепла у поверхности. Часть лучистой энергии Солнца
поглощает атмосфера, а остальная энергия, достигая поверхности Земли, частично уходит в
почву, водоемы, а частично отражается в атмосферу.
Из общего количества солнечной энергии атмосфера отражает - 35%, поглощает -
19% и пропускает к Земле - 46%.
Атмосфера предохраняет Землю от резких колебаний температуры. При отсутствии ат-
мосферы и водоемов температура поверхности Земли в течение суток колебалась бы в интер-
вале 2000 С. Благодаря наличию кислорода атмосфера участвует в обмене и круговороте ве-
ществ в биосфере.
В современном состоянии атмосфера существует сотни миллионов лет, все живое при-
способлено к строго определенному ее составу. Газовая оболочка защищает живые организ-
мы от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Атмосфера предо-
храняет Землю от падения метеоритов.
В атмосфере распределяются и рассеиваются солнечные лучи, что создает равномер-
ное освещение. Она является средой, где распространяется звук. Из-за действия гравитацион-
ных сил атмосфера не рассеивается в мировом пространстве, а окружает Землю, вращается
вместе с ней.
Основной (по массе) компонент воздуха - азот. В нижних слоях атмосферы его содержа-
ние составляет 78,09%. В газообразном состоянии азот инертен, а в соединениях в виде нит-
ратов он играет важную роль в биологическом обмене веществ.
Самый активный в биосферных процессах газ атмосферы - кислород. Содержание его в
атмосфере составляет около 20,94%. Кислород поглощают животные в процессе дыхания и
выделяют растения как обычный продукт фотосинтеза.
Важная составляющая часть атмосферы - диоксид углерода (СО2), который составляет
0,03% ее объема. Он существенно влияет на погоду и климат на Земле. Содержание диоксида
в атмосфере не постоянно. Он поступает в атмосферу из вулканов, горячих ключей, при дыха-
нии человека и животных, при лесных пожарах, потребляется растениями, хорошо растворяет-
ся в воде. В небольших количествах в атмосфере содержатся: оксид углерода (СО), инертные газы
(аргон, гелий, неон, криптон, ксенон). Из них больше всего аргона - 0,934%. В состав атмо-
сферы входят также водород и метан. Инертные газы попадают в атмосферу в процессе непре-
рывного естественного радиоактивного распада урана, тория, радона.
Помимо газов в атмосфере имеются вода и аэрозоли. В атмосфере вода находится в
твердом (лед, снег), жидком (капли) и газообразном (пар) состоянии. При конденсации водяных
паров образуются облака. Полное обновление водяных паров в атмосфере происходит за 9 -
Первичным источником энергии атмосферного тепла для Земли служит Солнце. Поверхности
Земли достигает малая доля лучистой энергии Солнца. Часть энергии, достигшей поверхности,
отражается, а остальная поглощается, превращаясь в тепловую. Эта энергия вызывает конвек-
тивное движение в атмосфере. Так как 71% поверхности Земли заняты водой, поглощение сол-
нечной энергии сопровождается испарением. Теплота, затраченная на испарение, освобожда-
ется в атмосфере, способствуя ее перемещению.
Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, час-
тиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагопри-
ятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и со-
оружения.
По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто
аномальными процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека.
Рис. 6.3. Классификация загрязнений атмосферы
Загрязнения атмосферы
Природные
Антропогенные
Локальные
Глобальные
С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении
атмосферы приходится на антропогенные загрязнения. Их подразделяют на локальные и гло-
бальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами. Глобаль-
ные загрязнения влияют на биосферные процессы в целом на Земле и распространяются на
огромные расстояния. Так как воздух находится в постоянном движении, вредные вещества пе-
реносятся на сотни и тысячи километров. Глобальное загрязнение атмосферы усиливается в
связи с тем, что вредные вещества из нее попадают в почву, водоемы, а затем снова посту-
пают в атмосферу.
Загрязнители атмосферы разделяют на механические, физические и биологические.
Рис. 6.4. Классификация загрязнителей атмосферы
Загрязнители атмосферы
механические
физические
биологические
Механические загрязнения - пыль, фосфаты, свинец, ртуть. Они образуются при
сжигании органического топлива и в процессе производства.
К физическим загрязнениям относят:
тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов);
световые (ухудшение естественной освещенности местности под воздействием искусст-
венных источников света);
шумовые (как следствие антропогенных шумов);
электромагнитные (от линий электропередач, радио и телевидения, работы промышлен-
ных установок);
радиоактивные, связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в
атмосферу.
Биологические загрязнения в основном являются следствием размножения микроорга-
низмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия
вооруженных сил).
Экологи предупреждают, что если не удастся уменьшить выброс в атмосферу уг-
лекислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связанная с повышением
температуры вследствие так называемого парникового эффекта.
Сущность этого явления заключается в том, что ультрафиолетовое солнечное излучение
достаточно свободно проходит через атмосферу с повышенным содержанием СО2 и метана
СН4. Отражающиеся от поверхности инфракрасные лучи задерживаются атмосферой с повы-
менению климата.
Загрязняющие вещества проникают в организм человека через органы дыхания. Суточ-
ный объем вдыхаемого воздуха для одного человека составляет 6 - 12 м3. При нормальном
дыхании с каждым вдохом в организм человека поступает от 0,5 до 2 литров воздуха.
Вдыхаемый воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы легких, где происходит
газообмен между кровью и лимфой. В зависимости от размеров и свойств загрязняющих ве-
ществ их поглощение происходит по-разному.
Грубые частицы задерживаются в верхних дыхательных путях и, если они не токсичны,
могут вызывать заболевание, которое называется полевой бронхит. Частицы пыли могут при-
вести к профессиональному заболеванию, которое носит общее название пневмокониоз.
Человек может долго жить без пищи 30 - 45 суток, без воды - 5 суток, без воздуха -
только 5 минут. Вредные воздействия разнообразных и пылевидных промышленных выбросов
на человека определяются количеством загрязняющих веществ, поступающих в организм, ихсостоянием, составом и временем воздействия. Атмосферные загрязнения могут оказывать на
здоровье человека малое влияние, а могут привести к полной интоксикации организма.
Разрушительное воздействие промышленных загрязнений зависит от вида вещества.
Хлор наносит урон органам зрения и дыхания. Фториды, попадая в организм человека, вымы-
вают кальций из костей и снижают содержание его в крови. При вдыхании фториды отрица-
тельно воздействуют на дыхательные пути. Гидросулъфид поражает роговицу глаз и органы ды-
хания, вызывает головные боли. При высоких концентрациях возможен летальный исход. Ди-
сульфид углерода является ядом нервного действия и может вызвать психическое расстройство.
Острая форма отравления приводит к наркотической потере сознания. Опасны для вдыхания
пары или соединения тяжелых металлов. Вредны для здоровья соединения бериллия. Диоксид
серы поражает дыхательные пути. Оксид углерода препятствует переносу кислорода, отчего
наступает кислородное голодание организма. Продолжительное вдыхание оксида углерода
может оказаться смертельным для человека.
Опасны в малых концентрациях в атмосфере альдегиды и кетоны. Альдегиды оказывают
раздражающее воздействие на органы зрения и обоняния, являются наркотиками, разрушаю-
щими нервную систему, нервную систему поражают также фенольные соединения и органиче-
ские сульфиды.
Загрязнения атмосферы вредно сказываются и на растениях. Разные газы оказывают
различное влияние на растения, причем восприимчивость растений к одним и тем же газам
неодинакова. Наиболее вредны для них сернистый газ, фтористый водород, озон, хлор, диок-
сид азота, соляная кислота.
Загрязняющие атмосферу вещества отрицательно влияют на сельскохозяйственные рас-
тения, как за счет непосредственного отравления зеленой массы, так и интоксикации почвы.
Загрязнение атмосферы промышленными выбросами существенно усиливает эффект
коррозии. Кислотные газы способствуют коррозии стальных конструкций и материалов. Диок-
сид серы, оксиды азота, гидрохлорид при соединении с водой образуют кислоты, усиливая хи-
мическую и электрохимическую коррозию, разрушают органические материалы (резину, пла-
стмассы, красители). На стальные конструкции отрицательно действуют озон и хлор. Даже не-
значительное содержание нитратов в атмосфере вызывает коррозию меди и латуни. Аналогич-
но действуют и кислотные дожди: снижают плодородие почв, отрицательно воздействуют на
флору и фауну, сокращают сроки службы электрохимических покрытий, особенно хромонике-
левых красок, снижается надежность работы машин и механизмов, под угрозой находятся бо-
лее 100 тыс. используемых видов цветного стекла.
Изменение климата оказывает влияние на сельское хозяйство. При потеплении увели-
чивается продолжительность вегетационного сезона (на 10 дней при повышении температуры
на 10С). Повышение концентрации диоксида углерода приводит к повышению урожайности.
К антропогенным процессам относятся разрушения озонного экрана, которые вы-
зываются:
Работой холодильников на фреоне и аэрозольных установках;
Выделением NO2 в результате разложения минеральных удобрений;
Полетами самолетов на большой высоте и запусками ракетоносителей спутников (вы-
брос оксидов азота и паров воды);
Ядерными взрывами (образования оксидов азота);
Процессами, способствующими проникновению в стратосферу соединений хлора ан-
тропогенного происхождения, а также метилхлороформа, четыреххлористого углерода,
хлористого метила.
По оценкам ученых, в настоящее время содержание озона уменьшается ежегодно при-
мерно на 0,1%. Это существенно может изменить климат и вызвать другие негативные
последствия.
Развитие техники сопровождается ростом числа и мощности источников ионизирующего
излучения, к которым относятся АЭС, предприятия, добывающие и перерабатывающие ядерное топливо, хранилища отходов, научно-исследовательские институты, испытательные полигоны.
Развитие атомной энергетики сопровождается ростом радиоактивных отходов, обра-
зующихся при добыче и переработке ядерного топлива. Активность этих отходов нарастает с
каждым годом, и в недалеком будущем составит серьезную опасность для окружающей среды.
«Загрязнение воздуха – экологическая проблема». Эта фраза не отражает ни в малейшей степени тех последствий, которые несет в себе нарушение природного состава и баланса в смеси газов, называемой воздух.
Проиллюстрировать такое заявление не вызывает никакого труда. Всемирная организация здравоохранения привела данные по этой теме за 2014 год. Из-за загрязнения воздуха в мире умерло около 3,7 млн. человек. Почти 7 млн. человек умерло от воздействия на организм загрязненного воздуха. И это за один год.
В состав воздуха входит 98–99% азота и кислорода, остальное: аргон, углекислый газ, вода и водород. Из него состоит атмосфера Земли. Основной компонент, как видим, кислород. Он необходим для существования всего живого. Им «дышат» клетки, то есть при поступлении его в клетку организма происходит химическая реакция окисления, в результате которой выделяется энергия необходимая для роста, развития, размножения, обмена с другими организмами и тому подобное, то есть для жизни.
Загрязнение атмосферы толкуется как привнесение в атмосферный воздух неприсущих ему химических, биологических и физических веществ, то есть изменение их естественной концентрации. Но важнее не изменение концентрации, которое, без сомнения, происходит, а уменьшение в составе воздуха наиболее полезного для жизни компонента – кислорода. Ведь объем смеси не увеличивается. Вредные и загрязняющие вещества не добавляются простым сложением объемов, а уничтожают и занимают его место. Фактически возникает и продолжает накапливаться недостаток пищи для клеток, то есть базового питания живого существа.
От голода умирает около 24000 человек в сутки, то есть в год примерно около 8 млн., что сопоставимо с цифрой смертности от загрязнения воздуха.
Виды и источники загрязнения
Воздух подвергался загрязнению во все времена. Извержения вулканов, пожары лесные и торфяные, пыль и пыльца растений и иное попадание в атмосферу веществ обычно неприсущих ее природному составу, но произошедшие в результате природных причин – это первый вид происхождения загрязнения воздуха – естественный. Второй – это в результате деятельности человека, то есть искусственный или антропогенный.
Антропогенное загрязнение, в свою очередь, можно разделить на подвиды: транспортные или возникшие в результате работы разных видов транспорта, производственные, то есть связанные с выбросами в атмосферу веществ, образующихся в производственном процессе и бытовые или появившиеся в результате непосредственной жизнедеятельности человека.
Само загрязнение воздуха может быть физическим, химическим и биологическим.
- К физическому относят пыль и твердые частица, радиоактивное излучение и изотопы, электромагнитные волны и радиоволны, шумовое, включая громкие звуки и низкочастотное колебание и тепловое, в любой форме.
- Химическое загрязнение – это попадание в воздух газообразных веществ: оксида углерода и азота, диоксида серы, углеводородов, альдегидов, тяжелых металлов, аммиака и аэрозолей.
- Загрязнение микробами называется биологическим. Это различные споры бактерий, вирусы, грибы, токсины и тому подобное.
Первый – механическая пыль. Появляется в технологических процессах измельчения веществ и материалов.
Второй — возгоны. Они образуются при конденсации паров охлажденного газа и пропускаемые через технологическое оборудование.
Третий – летучая зола. Он содержится в дымовом газе во взвешенном состоянии и представляет собой несгоревший минеральные примеси топлива.
Четвертый – промышленная сажа или твердый высокодисперсный углерод. Он образуется при неполном сгорании углеводородов или их термическом разложении.
В основном на сегодняшний день источниками таких загрязнений являются теплоэлектростанции, работающие на твердом топливе и угле.
Последствия загрязнений
Основными последствиями загрязнения атмосферного воздуха являются: парниковый эффект, озоновые дыры, кислотные дожди и смог.
Парниковый эффект построен на способности атмосферы Земли пропускать короткие волны и задерживать длинные. Короткие волны – это солнечная радиация, а длинные – это тепловое излучение, идущее от Земли. То есть образуется слой, в котором происходит аккумулирование тепла или парник. Газы, способные к такому эффекту называются, соответственно, парниковыми. Эти газы нагреваются сами и нагревают всю атмосферу. Этот процесс естественный и природный. Он происходил и происходит в настоящее время. Без него не была бы возможна жизнь на планете. Его начало не связано с деятельностью человека. Но если раньше природа сама регулировала этот процесс, то сейчас в него интенсивно вмешался человек.
Углекислый — основной парниковый газ. Его доля в парниковом эффекте более 60%. На долю остальных – хлорфторуглеводорода, метана, оксидов азота, озона и так далее, приходится не более 40%. Именно благодаря столь большой доли углекислого газа, была возможна природная саморегуляция. Сколько углекислого газа выделялось при дыхании живыми организмами, столько и потребляли его растения, производя кислород. Объемы и концентрация его сохранялась в атмосфере. Промышленная и иная деятельность человека, и, прежде всего, вырубание лесов и сжигание природного топлива, привели к увеличению углекислого газа и других парниковых газов за счет снижения объема и концентрации кислорода. Результатом стало большее нагревание атмосферы – повышение температуры воздуха. Прогнозы таковы, что увеличение температуры приведет к излишнему таянию льдов и ледников и повышению уровня Мирового океана. Это с одной стороны, а с другой увеличиться, за счет более высокой температуры, испарение воды с поверхности земли. А, значит, увеличение пустынных земель.
Озоновые дыры или нарушение озонового слоя. Озон одна из форм существования кислорода и образуется в атмосфере естественным путем. Это происходит при попадании ультрафиолетового излучения солнца на молекулу кислорода. Потому наибольшая концентрация озона в верхних слоях атмосферы на высоте около 22 км. от поверхности Земли. По высоте он распространяется примерно на 5 км. этот слой считается защитным, так как задерживает это самое излучение. Без такой защиты все живое на Земле погибло. Сейчас наблюдается уменьшение концентрации озона в защитном слое. Почему это происходит до сих пор достоверно не установлено. Впервые это истощение было обнаружено в 1985 году над Антарктидой. С тех пор явление получило название «озоновой дыры». Тогда же была подписана в Вене Конвенция об охране озонового слоя.
Промышленные выбросы в атмосферу диоксида серы и оксида азота, соединяющиеся с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоту и вызывают «кислотные» дожди. Такими считаются любые осадки, кислотность которых выше природной, то есть ph<5,6. Это явление присуще всем промышленным регионам в мире. Главное их отрицательное воздействие приходится на листья растений. Кислотность нарушает их восковой защитный слой, и они становятся уязвимы для вредителей, болезней, засух и загрязнений.
Выпадая на почву, кислоты, содержащиеся в их воде, вступают в реакцию с токсичными металлами, находящимися в земле. Такими как: свинец, кадмий, алюминий и другими. Растворяют и тем способствуют их проникновению в живые организмы и подземные воды.
Кроме того, кислотные дожди способствуют коррозии и тем действуют на прочность зданий, сооружений и других строительных конструкций из металла.
Смог – привычная картина крупных промышленных городов. Возникает там, где в нижних слоях тропосферы скапливается большое количество загрязняющих веществ антропогенного происхождения и веществами, полученными в результате их взаимодействия с солнечной энергией. Смог образуется и долго живет в городах, благодаря безветренной погоде. Существует: влажный, ледяной и фотохимический смог.
С первыми взрывами ядерных бомб в японских городах Хиросима и Нагасаки в 1945 году, человечество открыло еще один, возможно, самый опасный, вид загрязнения атмосферного воздуха – радиоактивный.
Природа имеет способность к самоочищению, но активность человека ей явно в этом мешает.
Видео — Нераскрытые тайны: Как загрязнение воздуха влияет на здоровье
На данный момент времени загрязнение воздуха - самая серьезная проблема, с которой столкнулся весь мир. Это явление представляет собой смешение многих вредных веществ в составе воздуха и последующее отрицательное влияние на окружающую среду.
Существует множество загрязнителей, которые способствуют распространению этой проблемы. В качестве примера можно привести угарный газ, двуокись углерода хлорфторуглероды и многое другое. Все эти загрязнители могут вызывать множество болезней, таких как рак, врожденные дефекты, повреждения головного мозга и нервной системы, долгосрочные травмы и т.д.
Также следует упомянуть про свинец, который является составляющей частью любого автомобиля. Данный металл является крайне токсичным. Правда, важно отметить, что свинец постепенно устраняется из состава бензина, но существуют и другие источники, содержащие его. Например, краски, свинцовые аккумуляторы, водопроводные трубы и различные красители. Автомобильные выхлопы могут также производить оксид азота, летучее органическое соединение, которое также является продуктом горения топлива. Фабрики и электростанции являются «производителем» тех же самых загрязняющих веществ, что и автомобили, но они производят их в более крупном количестве, а также некоторые другие соединения, такие как диоксид серы, который производится во время производства бумаги, сжигания угля на электростанциях или выплавки металла. Сжигание других видов топлива, таких как древесина или природный газ, может также вызывать сильное загрязнение нашей атмосферы.
Другая проблема, тесно связанная с индустриализацией, которая является проблемой крупных городов. Проблема загрязнения воздуха возрастает именно в больших городах из – за большого количества автомобилей, автобусов и грузовиков. Во время пробок все виды загрязняющих веществ высвобождаются наружу, а люди, живущие вблизи дорог, впоследствии должны дышать этим «грязным» воздухом.
Мы используем все виды химических веществ, которые наносят ущерб нашему воздуху. Распылители, содержащие хлорфторуглероды, разрушают озоновый слой атмосферы. Использование пестицидов и других химических веществ для защиты некоторых растений дает нужные плоды, но они вообще не оказываю никакого положительного эффекта на наш воздух.
Благодаря усилиям каждого человека во всем мире мы сможем контролировать уровень загрязнения воздуха. Промышленные установки должны быть вдали от жилых районов. Высокие дымовые трубы должны использоваться вместо небольших. Следует также способствовать использованию высокотемпературных мусоросжигательных установок и т.д.
Вариант 2
Загрязнения -это любое введение в экологическую среду не свойственных ей абиотических и биотических компонентов или структурных изменений, которые изменяют вещественно-энергетические и информационные свойства среды, а также ее физико-химические и биологические, которые, в свою очередь, приводят к снижению продуктивности экосистемы, к ее деградации и разрушению.
В настоящее время в мире множество загрязнителей, это связанно с техническим прогрессом. Строится все больше заводов, человек осваивает большие территории. В процессе освоения люди изменяют окружающую среду. Это и становится причиной загрязнений.
Существует несколько типов загрязнений:
- Естественное загрязнение связанно с природными изменениями, на которые человек не влияет. Лесные пожары, выветривание горных пород, вулканическая активность - все это относят к естественному загрязнению;
- Антропогенные загрязнения зависят от человека. Источником этих загрязнений окружающей среды является именно человек и человеческая деятельность. Чаще всего в эту группу загрязнений относят строительство различных промышленным производств, которые при работе выбрасывают вредные вещества, загрязняющие среду.
Также разделяют атмосферные загрязнения по масштабу загрязнений:
- Местное загрязнение происходит на маленькой территории;
- Региональное загрязнение может происходить на уровне одной страны ил нескольких стран;
- Глобальное загрязнение является самым опасным, так как оно охватывает весь мир, всю планету и угрожает всему человечеству.
Современные источники атмосферного загрязнения:
- Теплоэнергетика является главным источником, так как в современности стало очень много АЭС, ТЭС, ГЭС, которые выбрасывают вредные вещества в атмосферу;
- Нефтедобывающая промышленность. При добыче нефти и газа в атмосферу также попадает огромное количество опасных веществ;
- Химическая промышленность является одним из самых опасных источников загрязнения, так как попадание химически опасных веществ в атмосферу постепенно разрушает ее;
- Машиностроение;
Выхлопные газы, которые выделяют автомобили, транспорт. Это особо опасный вид загрязнения, так как газы скапливаются в атмосфере и при воздействии на человеческий организм могут вызывать неприятные последствия вплоть до развития серьезных болезней.
Государство Ватикан является суверенным, располагается на территории запада Рима, но при этом обладает полной независимостью от Италии
Карась – рыба, обитающая в пресной воде. Рыба продолговато округлой формы не больших размеров с широкой спиной и высокими плавниками.
Загрязнение атмосферы сообщение кратко расскажет Вам все об этом явлении современности.
Загрязнение атмосферного воздуха – это любое изменение его состава и свойств, оказывающее негативное влияние на человеческое здоровье, здоровье животных, состояние экосистем и растений.
Какие существуют виды загрязнения?
Загрязнения бывают:
- Естественными или природными . Они вызванные природными процессами: выветриванием горных пород, вулканической деятельностью, массовым цветением растений, ветровой эрозией, дымом от степных и лесных пожаров.
- Антропогенными . Они вызванные выбросом разных загрязняющих веществ в ходе деятельности человека.
Типы атмосферного загрязнения:
- Местное. Характеризуется большим содержанием загрязняющих веществ на малых территориях — промышленный район, сельскохозяйственная зона, город.
- Региональное. Сфера негативного воздействия распространяется на значительное пространство.
- Глобальное. Осуществляется постепенное накопление экологических и климатических изменений планетарного масштаба.
Типы загрязнения относительно агрегатного состояния:
- Жидкие: щелочи, кислоты, растворы солей.
- Газообразные: оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, оксид углерода.
- Твердые: смолистые вещества, канцерогенные вещества, неорганическая и органическая пыль, свинец и его соединения, сажа.
Основные источники и факторы загрязнения атмосферы
Сегодня основными источниками загрязнения выступают такие отрасли:
- Теплоэнергетика – атомные и тепловые электростанции, городские и промышленные котельные.
- Предприятия цветной и черной металлургии.
- Производство стройматериалов.
- Машиностроение.
- Нефтехимическая и нефтедобывающая промышленность.
- Химическая промышленность.
- Загрязнение атмосферы транспортом
Также атмосферу загрязняют вулканические извержения вулканов, лесные пожары, пыль и бытовые отходы. Особенно пагубное загрязнение атмосферы газами автотранспорта. Они способны накапливаться в воздухе и вызывать приступы астмы у человека.
Контроль загрязнения атмосферы
Качество атмосферного воздуха строго регламентируется — установлены допустимые концентрации, которые не приносят вреда здоровью человека. Для контроля и очищения загрязненного воздуха создаются курортные и санаторные зоны, пансионаты, дома отдыха, туристические базы, парки, дачные участки и спортивные площадки.
Для контроля состояния воздуха постоянно ведутся проверки максимально разовых и среднесуточных допустимых концентраций выбросов для предотвращения вреда, исходящего от них. Особенно это важно в зонах, где размещены предприятия, на которых работают люди.
Контроль промышленных выбросов определяет параметры газопылевых потоков, и выявляют вещества, выбрасываемые в воздух.
Результаты загрязнения атмосферы
Преждевременно в мире из-за загрязнения воздушной среды в год умирает 3,7 млн. человек. В промышленных крупных центрах наблюдается такое явление, как смог – скопление воды, пыли и дыма. Он уменьшает видимость на дорогах, от чего количество ДТП учащается. Агрессивные вещества в его составе отрицательно влияют на животный и растительный мир, вызывают коррозию металлических конструкций, у людей вызывают головную боль, першение в горле и слезотечение.
Скопление оксидов азота и серы в воздухе приводит к появлению кислотных дождей. Попав в водоемы, они вызывают погибель рыб, а те, которые выжили — не дают больше потомства. Кислотные дожди обедняют почву, выщелачивая питательные вещества. Они ослабляют растения и обжигают листья. Такие дожди разъедают трубы, машины, памятники и фасады зданий.
Повышенное количество метана, углекислого, озона и водяного пара приводит к росту температуры и потеплению климата.
Под влиянием атомов кислорода, хлора, брома и водорода образуются «озоновые дыры», вследствие чего усиливается воздействие ультрафиолетовых лучей на флору и фауну, ведет к развитию онкологических заболеваний у человека.
Надеемся, то доклад на тему «Загрязнение атмосферы» помог Вам подготовиться к занятию. А рассказ о загрязнении атмосфере Вы можете дополнить через форму комментариев ниже.
