рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Загрязнение атмосферного воздуха

Загрязнение атмосферного воздуха - раздел Экология, Сборник активного раздаточного материала по дисциплине «Экология» В Естественном Состоянии Атмосферный Воздух Содержит: 78,08% Азота,...

В естественном состоянии атмосферный воздух содержит: 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,036% углекислого газа, 0,5— 4% паров воды, твердые и жидкие частицы (аэрозоли), небольшие количества инертных газов и примесей — озон, водород, окись углерода (СО), окислы серы (SО2, SО3), окислы азота (NO, NO2, N2О4,) и другие, аммиак, сероводород, углеводороды (СХНХ) и др.

Распределение газов по высоте не всегда однородно, например, озон концентрируется на верхней границе стратосферы на высоте 15—25км, а СО — у поверхности Земли.

Химические и оптические свойства атмосферы, ее химический состав и прозрачность играют важнейшую роль в поддержании температурного баланса Земли: от них зависит степень проникновения к Земле лучей Солнца и обратная отдача тепла Земли в космическое пространство. Наличие в стратосфере озонового «экрана» делает возможным существование жизни на поверхности Земли, без него жизнь существовала бы только в океане.

Загрязнением атмосферы называют повышение в ней концентраций веществ, являющихся ее природными составляющими (СО, SО2, SО3, NO, NO2, N2О4, озона и др.), или внесение в атмосферу человеком не характерных для нее веществ (ксенобиотиков).

По физическим свойствам загрязнители атмосферы подразделяют на:

1) газообразные — окислы углерода, серы, азота, озон, другие газы. Их доля составляет до 90% всех загрязнителей атмосферы;

2) взвешенные частицы — аэрозоли:

- твердые — частицы пыли, сажи, свинца и др.;

- жидкие — капли кислот, углеводородов и др.

Все источники загрязнителей атмосферы делятся на естественные и антропогенные, т. е. произведенные человеком.

Естественными источниками являются:

- извержения вулканов — выделяют пыль, газы SО2, СО2, NO, NO2, НCl, НF и др.;

- все виды процессов горения, лесные пожары, вызванные молниями;

- ветровая эрозия почв, пыльные бури;

- продукты бактериального разложения органических веществ;

- морские брызги (бризы) — выделяют хлориды и сульфаты;

- испарение летучих органических веществ с листьев рас­тений;

- естественные выделения радиоактивных веществ и др.

Большинство выбросов из естественных источников не являются значительными и опасными, за исключением сильных извержений вулканов и пыльных бурь. Описан случай, когда 1 км3 воздуха нес в себе 450 т почвенных частиц.

Антропогенные источники загрязнителей атмосферы весьма различны. Главной причиной загрязнения атмосферы является производство всех видов энергии. Но воздух загрязняют и другие отрасли промышленности, в особенности горнодобывающая, тяжелая, атомная, а также мусороперерабатывающие заводы, выхлопные газы автотранспорта и др.

Наиболее сильное загрязнение атмосферы имеется в городах, но в последнее время оно приобретает все более глобальный характер.

Основные источники загрязнителей атмосферы представлены в таблице 3.1. Однако следует иметь в виду, что данный список является далеко не полным.

 

Таблица 3.1 Источники загрязняющих веществ

Загрязнитель Источник
Углекислый газ (СО2) Извержения вулканов
Все виды процессов горения, в том числе сжигание ископаемого топлива Дыхание организмов Разложение органики
Окись углерода (СО) Извержения вулканов Все виды процессов горения Электрические разряды в атмосфере Выхлопные газы автомобилей Деятельность бактерий
Производные серы (SO2, SO3 и др.) Извержения вулканов Сжигание ископаемого топлива Перегонка нефти Деятельность бактерий Производство серной кислоты Морские брызги
Производные азота (NO, NO2, N2O4 и др.) Все виды процессов горения Электрические разряды в атмосфере Выхлопные газы автомобилей Деятельность бактерий (брожение) Производство взрывчатых вешеств Производство азотной кислоты
Углеводороды (CxHx) Месторождения нефти и газа Нефтеперерабатывающие заводы, бензоколонки Испарение из топливных баков и двигателей автомобилей Деятельность бактерий (брожение)
Фотохимические окислители (озон, ПАН, альдегиды и др.) Фотохимические реакции в атмосфере
Органические соединения Химическая промышленность Сжигание отходов Испарение летучих органических веществ с листьев растений
Тяжелые металлы Высокотемпературные выбросы промышленных предприятий Сжигание ископаемого топлива Мусороперерабатывающие заводы
Твердые частицы (аэрозоли) Извержения вулканов Пыльные бури Сжигание топлива Разные отрасли промышленности Лесные пожары
Радиоактивные вещества Атомные электростанции Ядерные взрывы

 

Главными антропогенными источниками загрязнений атмосферы являются все виды процессов горения: сжигание топлива (угля, нефти, газа, торфа, древесины) для производства энергии, а также в двигателях автомобилей, лесные пожары и др.

 

Ископаемое топливо

↓ ↓ ↓

↓ +О2 ↓ ↓

SO2 --------------------------------→ SO3

Двуокись серы трехокись серы ↓

↓ +Н2О ↓ +Н2О ↓

↓ ↓ ↓

↓ +О2 ↓ ↓

Н2SO3-----------------------------→ Н2SO4 + окислы металлов

сернистая кислота серная кислота (Са и Fe)

Сульфаты металлов

 

Рисунок 3.1 Химические реакции соединений серы в атмосферном воздухе

 

В процессах сжигания топлива выделяются окислы углерода СО и СО2, частицы углерода — сажа, окислы серы и азота, другие вещества.

Наименьшие количества загрязнителей выбрасываются при сжигании природного газа и нефти, наибольшие — угля, в особенности низкосортного — окислы серы (SO2, SO3), частицы углерода (сажа), силиката кальция (зола), окислы металлов, в основном кальция и железа.

Окислы серы и азота соединяются в атмосфере с парами воды и образуют кислоты, выпадающие на Землю в виде кислотных осадков. Окислы металлов соединяются в воздухе с каплями кислот и образуют сульфаты металлов (рисунок 3.1).

Вещества, образуемые в атмосфере путем происходящих в ней химических реакций, называют вторичными загрязнителями.

Совокупность паров воды (туман), аэрозолей серной кислоты, сульфатов металлов и сажи, образующихся при сжигании угля, создают явление, называемое угольным, или промышленным смогом (от англ. smoke — дым и fog — туман), что в переводе означает «смесь дыма и тумана». Капли серной кислоты дополнительно адсорбируют воду и туман сгущается, достигая высокой степени кислотности. Высокие концентрации смога вызывают нарушение дыхания и болезни легких.

До середины XX в. в связи с распространением угольного отопления в жилых домах угольный смог был обычным явлением в крупных городах Англии, отчего получил название «лондонского» смога. В 1911 г. в Лондоне от угольного смога умерло 1150 человек, в 1952 г. — 4000, а в 1956 и 1957 г. еще 2500 человек. После этого, индивидуальные системы угольного отопле­ния в Лондоне были заменены на современные, не загрязняющие воздух.

Все более значительным фактором загрязнения атмосферы становится транспорт. Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине и мазуте, содержат окислы углерода (СО и СО2), окислы азота, частицы несгоревшего топлива и продукты его неполного сгорания — углеводороды и сажу, при использовании этилированного бензина воздух загрязняют частицы свинца.

Под действием ультрафиолетовых лучей Солнца окислы азота и углеводороды вступают между собой в фотохимические реакции и образуют агрессивный фотохимический, или белый, смог, содержащий озон и другие сильные окислители — пероксиацетилнитраты (ПАН), альдегиды, кетоны и др.

Фотохимический смог образуется при следующем комплексе условий:

- высоком уровне солнечной инсоляции;

- большом числе автомобилей;

- наличии препятствий к разбавлению воздуха (расположение города в низменной местности, его окружение горами, явление температурной инверсии).

Впервые фотохимический смог был описан в Лос-Анджелесе, поэтому его еще называют лос-анджелесским (рисунок 3.2). Этот город лежит в лощине, с трех сторон окружен горами, а со стороны моря на него дуют прохладные ветры. В результате нижний слой воздуха оказывается более холодным, что не дает загрязнениям подняться и перевалить за горный хребет. Наибольшие концентрации фотохимического смога наблюдаются в Мехико, из-за огромного количества машин.

 

Рисунок 3.2 Формирование фотохимического смога

Таким образом, угольный («лондонский») и фотохимический смог различны по механизмам образования и имеют разные свойства (таблица 3.2).

 

Таблица 3.2 Сравнительная характеристика фотохимического и угольного смога

 

Характеристика Фотохимический смог Угольный смог
Температура воздуха 24-32 °С (-1...+ 4) °С
Влажность <70% 85% + туман
Изменения температуры Падение на высоте 1000 м Излучение на высоте нескольких сотен метров
Скорость ветра <0,3 м/с Безветренно
Видимость <0,8-1,6км <30м
Месяцы наиболее час того проявления Август - сентябрь Декабрь - январь
Основное топливо Бензин Уголь и бензин
Главные составляющие О3, NО, NО2, СО   Частицы сажи, соединения серы, СО, пары воды
Тип химических реакций Окислительные Восстановительные
Время максимального сгущения Полдень Раннее утро
Действие на здоровье Раздражение глаз Раздражение дыхательных путей, кашель
Повреждение материалов Резина Известняки, мрамор, железо, бетон

 

Важнейшим свойством атмосферы является ее способность к разбавлению своих составляющих и их быстрому перемещению на большие расстояния.

Атмосфера имеет высокую способность к самоочищению за счет вымывания загрязнителей (твердых частиц и кислот) в составе осадков.

Загрязнители, приносимые воздушными массами с территорий других стран, называют трансграничными.

Качество воздуха в населенных пунктах Республики Казахстан

Загрязнение воздушного бассейна на территории республики оценивается в 20-ти населенных пунктах по результатам анализа и обработки проб воздуха, отобранных на стационарных постах наблюдений за загрязнением атмосферы (ПНЗ) национальной гидрометеорологической службы РГП «Казгидромет».

 

Таблица 3.3 - Сведения о степени загрязнения атмосферного воздуха городов РК в 2005 г.

Наименование примеси Число городов Средняя по городам Число городов, где концентрации превышали ПДК
из средних концентраций из максимальных концентраций
мг/м3 кратность превышения ПДК мг/м3 кратность превышения ПДК средние максимальные
1. Взвешенные 0,16 1,0 2,11 4,2
2.Диоксид серы 0,0260 0,5 0,5886 1,2
3.Растворимые сульфаты 0,007   0,063      
4.Оксид углерода 1,5 0,5 11,7 2,3
5.Диоксид азота 0,044 1,1 0,335 3,9
6.Оксид азота 0,026 0,4 0,1125 0,3
7.Аммиак 0,033 0,8 0,173 0,9
8.Сероводород 0,0017   0,012 1,5  
9.Фтористый водород 0,0023 0,5 0,0700 3,5
10.Серная кислота 0,009 0,1 0,04 0,1
11.Фенол 0,0040 1,3 0,0226 2,3
12.Формальдегид 0,0089 3,0 0,0374 1,1
13.Хлор 0,015 0,5 0,165 0,8
14.Хлористый водород 0,036 0,4 0,52 2,6
15.Мышьяк 0,0018 0,6 0,012    
16.Хром 0,0001 0,0 0,0011    

Источник информации: РГП «Казгидромет» МООС РК

 

Исследуется 16 загрязняющих веществ, подлежащих контролю в воздушном бассейне Республики Казахстан. Одновременно с отбором проб воздуха измеряются метеорологические характеристики: направление и скорость ветра, температура и влажность воздуха, состояние погоды, позволяющие определить рассеивание примесей в атмосфере.

Основными критериями качества атмосферного воздуха являются значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ и уровень загрязнения атмосферы, который оценивается по величине комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5)

К загрязненным городам (ИЗА5≥ 5) отнесено 9 городов Казахстана, в том числе с высоким и очень высоким загрязнения воздуха (ИЗА5более 7) - 8 городов. Наибольший уровень загрязнения воздуха наблюдается в г.Алматы (ИЗА515,2), в Караганда – 13,9; Шымкент – 11,8; Актюбинск – 10,1; Усть-Каменогорск-8,7; Риддер и Темиртау по 8,3; Тараз-8,0; Жезказган – 5,5 ИЗА5.

Рисунок 3.3 Средние концентрации примесей (кратные ПДК) по РК в 2005 г.

Источник информации: РГП «Казгидромет»

 

В 17 городах республики средние за год значения концентраций загрязняющих веществ хотя бы одной примесью превышают ПДК, а в 6 городах (Алматы, Караганда, Риддер, Темиртау, Усть-Каменогорск, Шымкент) выше ПДК были концентрации сразу трех и более веществ.

Главной причиной загрязнения атмосферы является производство всех видов энергии.

Но воздух загрязняют и другие отрасли промышленности, в особенности горнодобывающая, тяжелая, атомная, а также мусороперерабатывающие заводы, выхлопные газы автотранспорта и др.
Наиболее сильное загрязнение атмосферы имеется в городах, но в последнее время оно приобретает все более глобальный характер.

Загрязнение воздушного бассейна на территории республики наблюдается в 20-ти населенных пунктах по результатам анализа и обработки проб воздуха, отобранных на стационарных постах наблюдений за загрязнением атмосферы (ПНЗ) Национальной гидрометеорологической службы Казахстана.

Загрязнение атмосферных осадков и снежного покрова

 

Данные о химическом составе жидких и твердых осадков служат показателем загрязнения слоя атмосферы, в котором образуются облака и

Рис. 3.4 Динамика индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) по городам РК.

Источник информации: РГП «Казгидромет»

 

выпадают осадки. Химико-аналитические анализы атмосферных осадков определяют 14 показателей, По программе Всемирной метеорологической организации (ВМО) в пробах осадков и снега определялись анионы - сульфаты, хлориды, нитраты; катионы - аммоний, натрий, калий, кальций, магний; микроэлементы – свинец, медь, кадмий, мышьяк, кислотность и удельная электропроводность.

Наблюдения за химическим составом атмосферных осадков заключались в отборе проб дождевой воды на 41 метеорологической станции (МС), расположенных как в сельской местности, так и в городах республики. Пробы снега на территории Казахстана отбираются 32 МС один раз за зиму в период максимального накопления влагозапаса в снеге.

Снежный покров является индикатором загрязнения атмосферного воздуха, в нем накапливается суммарное количество загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха с начала периода установления устойчивого снежного покрова, что помогает выявить ареал распространения загрязняющих веществ от выбросов промышленных предприятий, включая трансграничный перенос.

Почти по всей территории республики в снежном покрове преобладют содержание гидрокарбонаты (31%), сульфаты (21 %), хлоридные ионы (13 %) и ионыв кальция (12 %).

Все определяемые примеси, в том числе соли тяжелых металлов в осадках и снежном покрове не превышают ПДК.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Сборник активного раздаточного материала по дисциплине «Экология»

Республики казахстан.. Алматинский колледж связи ПРИ КАУ..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Загрязнение атмосферного воздуха

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Алматы 2012 г
Составитель преподаватель АКС Гакипова А. Д.     Сборник активного раздаточного материала рассмотрен и утвержден на заседании педагогического совета АКС при ННУ

Перечень принятых сокращений
АПК - «Алматы Пауэр Консолидейтед» энергетическая компания БГМК - Балхашский горнометаллургический комбинат БПК – биохимическое потребление кислорода ВКО – Восточно-Казах

Загрязнение окружающей среды
Формы воздействия человека на биосферу и ее ресурсы В связи с высокой численностью людей на Земле — более 6 млрд. — и сопутствующих им организмов (домашних животных и других) в н

Парниковый эффект
«Парниковый эффект»   Концепция «парникового эффекта» была разработана в конце 1970-х гг. Согласно данной теории в результате хозяйственной деятельности человека (сжиг

Озоновый слой Земли
Озон и сокращение озонового слоя Озон (О3) — агрессивный газ с сильным окислительным действием. В переводе с греческого ozon означает «пахнущий», так как он имеет остр

Использование человеком ресурсов гидросферы
Использование человеком ресурсов гидросферы Наличие воды необходимого качества является важнейшим условием функционирования экосистем, существования человека как живого организма

Воздействие человека на литосферу
  Воздействие человека на литосферу В настоящее время имеет место огромная степень воздействия человека на литосферу. Из всех оболочек Земли наибольшим изменениям п

Воздействие отраслей экономики РК на окружающую среду
Сельское хозяйство В целом по стране происходит увеличение крестьянских (фермерских) хозяйств. В 2007 г. вся посевная площадь составила 18954,5 тыс.га. В крестьянских хозяйствах

Зоны экологического бедствия
  В Казахстане территория бывшего СИП и прилегающих к нему районов ВКО, Карагандинской и Павлодарской областей и Приаралье носят статус зоны экологического бедствия. Приар

Лесные ресурсы Земли. Леса и растительный мир Казахстана
  Значение для биосферы и жизни человека растительного покрова Земли   В настоящее время описано около 270 тыс. видов растений (не включая водорослей), п

Особо охраняемые природные территории
Наилучшим способом сохранения биологических видов является охрана мест их обитания — природных экосистем. Для сохранения объектов природы в естественном состоянии организуют особо охран

Состояние биологических ресурсов Земли. Биоразнообразие Казахстана. Красная книга
Значение биологического разнообразия для биосферы. Биологическим разнообразием называют все разнообразие форм и процессов в органическом мире на всех уровнях организации

Устойчивое развитие. Экологическая безопасность РК
Биосфера является сложнейшей системой, состоящей из подсистем многих уровней организации. Целью развития всех систем является повышение их стабильности, достижение устойчивого состояния, с

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги