Методы контроля и защиты атмосферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Забайкальский институт предпринимательства

Сибирского университета потребительской кооперации

Реферат

по предмету: «Экология»

Методы контроля и защиты атмосферы

Студентки I курса

заочной формы обучения

по специальности:

«Экономика и управление на предприятии»

План

1. Строение атмосферы

2. Баланс газов в атмосфере

3. Естественное и искусственное загрязнение атмосферы

4. Тепловое, шумовое и другие виды загрязнения атмосферы

5. Оценка негативного влияния загрязнения атмосферы

6. Меры по охране атмосферного воздуха

7. Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы

Заключение

Список используемой литературы

1. Строение атмосферы

атмосфера газ загрязнение охрана

Атмосфера (от греч. atmoc - пар и сфера-шар) - газовая (воздушная) оболочка Земли, вращающаяся вместе с ней. Жизнь на Земле возможна, пока существует атмосфера. Все живые организмы используют воздух атмосферы для дыхания, атмосфера защищает от вредного воздействия космических лучей и губительной для живых организмов температуры, холодного «дыхания» космоса.

Атмосферный воздух - это смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли. Воздух не имеет запаха, прозрачен, его плотность 1,2928 г/л, растворимость в воде 29,18 мг³/л, в жидком состоянии приобретает голубоватую окраску. Жизнь людей невозможна без воздуха, без воды и пищи, но если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды - несколько дней, то смерть от удушья наступает через 4-5 минут.

Основными составными частями атмосферы являются: азот, кислород, аргон и углекислый газ. Кроме аргона в малых концентрациях содержатся другие инертные газы. В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды (примерно 3-4 %) и твердые частицы - пыль.

Атмосфера земли подразделяется на нижнюю (до 100 км) - гомосферу с однородным составом приземного воздуха и верхнюю - гетеросферу с неоднородным химическим составом. Одним из важных свойств атмосферы является наличие кислорода. В первичной атмосфере земли кислород отсутствовал. Появление и накопление его связано с распространением земных растений и процессом фотосинтеза. В результате химического взаимодействия веществ с кислородом живые организмы получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности.

Через атмосферу осуществляется обмен веществ между землей и космосом, при этом земля получает космическую пыль и метеориты и теряет самые легкие газы - водород и гелий. Атмосфера пронизана мощной солнечной радиацией, которая определяет тепловой режим поверхности планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов. Обширная разряженная верхняя часть атмосферы состоит преимущественно из ионов.

Физические свойства и состояние атмосферы меняются во времени: в течение суток, сезонов, лет - и в пространстве в зависимости от высоты над уровнем моря, широты местности, удаленности от океана.

Атмосфера, общая масса которой составляет 5,15 х 10¹⁵ т, простирается вверх от поверхности земли примерно до трех тысяч километров. С высотой меняются химический состав и физические свойства атмосферы, поэтому ее подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу, ионосферу (термосферу) и экзосферу.

Между атмосферой, земной поверхностью и другими сферами земли происходит постоянный обмен теплом, влагой и газами, который вместе с циркуляцией воздушных масс в атмосфере влияет на основные климатообразующие процессы. Атмосфера защищает живые организмы от мощного потока космического излучения. Ежесекундно на верхние слои атмосферы обрушивается поток космических лучей: гамма, рентгеновские, ультрафиолетовые, видимые, инфракрасные. Если бы все они достигали земной поверхности, то в течение нескольких мгновений уничтожили бы все живое.

Важнейшее защитное значение имеет озоновый экран. Основное его значение состоит в том, что он защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения.

Атмосфера защищает землю от многочисленных метеоритов. Ежесекундно в атмосферу попадают до 200 миллионов метеоритов, доступных для наблюдения невооруженным глазом, но они сгорают в атмосфере. Замедляют свое движение в атмосфере мелкие частицы космической пыли. Ежесуточно на землю опускается около 10¹⁸ мелких метеоритов. Это приводит к увеличению массы земли на 1000 тонн в год. Атмосфера является теплоизоляционным фильтром. Без атмосферы перепад температур на земле в сутки достигал бы 200 С (от + 100 С днем до -100 С ночью).

2. Баланс газов в атмосфере

Наибольшее значение для всех живых организмов имеет относительно постоянный состав атмосферного воздуха в тропосфере. Баланс газов в атмосфере поддерживается за счет постоянно идущих процессов использования их живыми организмами и поступления газов в атмосферу. Азот выделяется при мощных геологических процессах (извержениях вулканов, землетрясениях), при разложении органических соединений. Изъятие азота из воздуха происходит за счет деятельности клубеньковых бактерий.

Однако в последние годы происходит изменение баланса азота в атмосфере за счет хозяйственной деятельности людей. Заметно увеличилось связывание азота при производстве азотных удобрений. Предполагают, что объем промышленной фиксации азота в ближайшее время значительно возрастет, и превысит его поступление в атмосферу. Согласно прогнозам производство азотных удобрений удваивается каждые 6 лет. Это обеспечивает растущие потребности сельского хозяйства в азотных удобрениях. Однако нерешенным остается вопрос компенсации изъятия азота из атмосферного воздуха. В тоже время из-за огромного общего количества азота в атмосфере эта проблема не столь серьезна, как баланс кислорода и диоксида углерода.

Около 3,5-4 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере было в 1000 раз меньше, чем сейчас, так как не было основных продуцентов кислорода - зеленых растений. Современное соотношение кислорода и диоксида углерода поддерживается жизнедеятельностью живых организмов. В результате фотосинтеза зеленые растения потребляют углекислый газ и выделяют кислород. Он используется для дыхания всеми живыми организмами. Естественные процессы потребления СО₂ и О₂ и их поступление в атмосферу хорошо сбалансированы.

С развитием промышленности и транспорта кислород используется на процессы горения все в возрастающих размерах. Например, за один трансатлантический рейс реактивный самолет сжигает 35 тонн кислорода. Легковой автомобиль за 1,5 тыс.км пробега расходует суточную норму кислорода одного человека (в среднем человек потребляет в сутки 500 л кислорода, пропускает через легкие 12 тонн воздуха).

Использование запасов кислорода увеличивается одновременно с эквивалентным ростом выделения диоксида углерода в атмосферу.

3. Естественное и искусственное загрязнение атмосферы

Источники загрязнения атмосферы могут быть естественными и искусственными.

Естественные источники загрязнения атмосферы - извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложения органических веществ. Обычно они имеют катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли.

Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары.

Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности мельчайших частиц почвы.

Катастрофические явления, связанные с извержением вулканов, лесными пожарами и пыльными бурями, приводят к возникновению светозащитного экрана вокруг земли, который несколько изменяет тепловой баланс планеты. В целом эти явления имеют заметный, но локальный эффект в отношении загрязнения атмосферы.

К искусственным (антропогенным) источникам загрязнения атмосферы относятся промышленные и теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилья, сельское хозяйство, бытовые отходы. Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для атмосферы. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества антропогенного происхождения подразделяют на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90 % от общей массы выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ.

Проблема загрязнения воздуха не нова. Более двух столетий серьезные опасения вызывает загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах многих европейских стран.

Особое место среди источников загрязнения атмосферы занимает химическая промышленность. Для химической промышленности характерна высокая концентрация предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды. Вещества, выделяемые в атмосферу, могут вступать в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Вместе с туманом и некоторыми другими природными явлениями в местах повышенной концентрации химических веществ возникает фотохимический смог. Часто при этом концентрации озона во много раз превосходят его нормальный уровень в воздухе у поверхности земли, что опасно для жизни растений, животных и человека.

С каждым годом возрастает роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы выхлопными газами. С выхлопными газами в воздух поступает угарный газ, оксида азота, углеводорода, свинец и его соединения.

Промышленность России выбрасывает в атмосферу в среднем 19,5 млн.т загрязняющих веществ за год.

Радиоактивное загрязнение атмосферы. Радиоактивные вещества относятся к особо опасным для людей, животных, растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения. Это экспериментальные взрывы атомных, водородных и нейтронных бомб, различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия, атомные реакторы и электростанции, предприятия, где используются радиоактивные вещества. Наибольшее загрязнение атмосферы происходит при взрывах термоядерных устройств. Образующиеся при этом изотопы становятся источником радиоактивного распада в течение длительного времени.

4. Тепловое, шумовое и другие виды загрязнений атмосферы

В промышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в воздух поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура выбросов обычно выше средней многолетней температуры приземного слоя воздуха. Специалисты отмечают, что в последние 25 лет средняя температура тропосферы поднялась на 0,7 С.

Шум стал фактором социального значения. Слабые шумы до 30 децибел (шелест листвы, тихая музыка, шум прибоя) действую на человека успокаивающе, тогда как шум в 90-120 децибел (автотранспорт, метро, реактивный самолет, пневматический молоток, музыка на дискотеках) воспринимается как грохот. Такие шумы раздражают, разрушают нервные клетки, приводят к возникновению опасных психических заболеваний.

Не следует игнорировать своеобразную электромагнитную форму загрязнения атмосферного воздуха. Электромагнитное загрязнение связано с приборами и оборудованием, вырабатывающими электрические и магнитные поля.

5. Оценка негативного влияния загрязнения атмосферы

Для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия в России применяются критерии оценки экологической обстановки территорий, утвержденные Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации в 1992 г. Согласно этим критериям негативное воздействие загрязнения атмосферного воздуха происходит двумя основными путями, которые учитываются при определении зон экологического неблагополучия:

- прямого контакта с загрязненным воздухом;

- выпадения загрязняющих веществ из атмосферы и вторичного загрязнения окружающей среды.

Изменение среды обитания людей устанавливается по ухудшению их здоровья (медико-демографические показатели) и степени загрязнения атмосферного воздуха.

6. Методы по охране атмосферного воздуха

Основные пути снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение.

Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры: механические, электрические, магнитные, звуковые и др., воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Эффективность работы очистных сооружений различна и зависит как от физико-химических свойств загрязнителей, так и от совершенства применяемых методов и аппаратов. При грубой очистке выбросов устраняется от 70 до 84 % загрязнителей, средней очистке - до 95-98 % и тонкой - 99 % и выше.

Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнения, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского комбината обеспечивает санитарную очистку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружениями улавливается до 98 % цементной пыли, а фильтрами одного алюминиевого завода - 98 % ранее терявшегося фтора, что дает 300 тысяч долларов в год.

Решить проблему охраны атмосферы только при помощи очистных сооружений невозможно. Необходимо применение комплекса мероприятий, и прежде всего внедрение безотходных технологий.

Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере - это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения - переход на использование новых экологических безопасных источников энергии. Например, строительство станций, использующих энергию приливов и отливов, использование гелиоустановок и ветряных двигателей. В 1980-е годы перспективным источником энергии считались атомные электростанции (АЭС). После Чернобыльской катастрофы число сторонников более широкого использования атомной энергии уменьшилось. Эта авария показала, что атомные источники энергии требуют повышенного внимания к системам их безопасности. Альтернативным источником энергии академик А.Л.Яншин, например, считает газ, которого в России в перспективе можно добывать около 300 трлн.м³ в год.

В качестве частных решений защиты воздуха от выхлопных газов автомобилей можно указать на установку фильтров и дожигающих устройств, замену добавок, содержащих свинец, организацию движения транспорта, которая уменьшит и исключит частую смену режимов работы двигателей (дорожные развязки, расширение дорожного полотна, строительство переходов и так далее). Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутреннего сгорания на электрические. Для уменьшения токсичности веществ в выхлопных газов в автомобилей предлагается замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили.

Озеленение городов и промышленных центров: зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72 % взвешенных частиц пыли и до 60 % диоксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей.

Для поддержания чистоты воздуха большое значение имеет планировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоящей из зеленых насаждений. Необходимо учитывать направление основных ветров, рельеф местности и наличие водоемов, располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны лучше размещать вдали от жилых кварталов или за пределами города.

Правовая охрана атмосферы - реализация конституционных прав населения и норм в экологической сфере привела к существенному расширению базы законодательного регулирования в области охраны атмосферного воздуха. Основными законодательными и иными нормативными правовыми актами, регламентирующими вопросы природоохранной деятельности служат следующие:

* Воздушный кодекс Российской Федерации (19 марта 1997 г.) В нем особые требования предъявляются к состоянию полетной техники, регулированию работы двигателей для снижения загрязнения атмосферы.

* Федеральный Закон «Об уничтожении химического оружия» (2 мая 1997 г.) Устанавливает правовые основы проведения комплекса работ по обеспечению защиты окружающей среды.

* Уголовный кодекс (январь 1997г.) Имеет ряд статей, касающихся атомной промышленности, содержит определение «Экологические преступления».

* Федеральный Закон «О радиационной безопасности населения» (9 января 1996 г.) В целях его реализации Правительством РФ был принят ряд постановлений, которые касаются правил размещения радиоактивных веществ и радиоактивных отходов, их хранение и перевозки.

* Федеральный Закон «Об использовании атомной энергии» (21 ноября 1995 г.; в феврале 1997 г. были внесены изменения и дополнения).

* В Госкомэкологии России рассмотрено и утверждено несколько нормативно-правовых документов, касающихся охраны атмосферы, в частности по методике расчета выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

* ГОСТ (1986 г.) «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин».

7. Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы

В состав сети наблюдений за радиоактивным загрязнением окружающей среды входит около 1,5 тыс. гидрометеостанций и постов, на которых производятся следующие измерения: мощности экспозиционной дозы гамма-излучения на местности - 1,4 тыс. пунктов; количества выпадший радиоактивных аэрозолей из атмосферы - 0тыс.пунктов; концентрации аэрозолей в приземном слое атмосферы - более 50 пунктов. На 30 пунктах проводятся наблюдения за содержанием трития в атмосферных осадках, на 82 пунктах - стронция - 90 и других долгоживущих радионуклидов в водах суши и морей. Оперативными группами проводятся маршрутные и экспедиционные обследования радиационной обстановки в районах, прилегающих к радиационно опасным объектам. При маршрутных и экспедиционных обследованиях проводятся аэрограммспектрометрические съемки. Система была введена после аварии на Чернобыльской АЭС и показала большую эффективность.

Контроль радиационной обстановки осуществляется путем непосредственного измерения экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения на местности, анализа проб атмосферных осадков, поверхностных вод суши, морской воды.

Сеть мониторинга качества атмосферного воздуха создана и осуществляется в системе организаций Росгидромета. Она включает 260 городов России. Регулярные наблюдения за качеством атмосферного воздуха проводятся на 710 станциях. Контрольно-наблюдательная сеть других ведомств включает еще 50 станций. В составе Государственной службы наблюдения за состоянием атмосферного воздуха действуют также специализированные подсистемы мониторинга, в частности станции в биосферных заповедниках, в том числе за трансграничным переносом загрязняющих воздух веществ.

Особую роль выполняют контрольные замеры, осуществляемые в рамках совместной программы наблюдений и оценки распространения загрязнителей воздуха на большие расстояния в Европе. По особой программе (Программа ЕМЕП) работают страны, подписавшие «Конвенцию о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния».

Некоторые наблюдательные станции, действующие в составе подсистем мониторинга, включены в состав международных систем наблюдения, например станции мониторинга фонового загрязнения атмосферы.

На «фоновых» станциях в биосферных заповедниках обязательным является определение следующих химических веществ в воздухе: взвешенные частицы (аэрозоли), диоксид серы, озон, оксиды углерода, оксиды азота, углеводороды, бензапирен, хлорорганические соединения (ДДТ и др.), тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк), фреоны. В атмосферных осадках дополнительно определяют биогенные элементы (азот, фосфор), радионуклеиды (Израиль, 1984 г.)

Мониторинг важнейших компонентов атмосферы осуществляется, кроме того, в составе глобальных международных наблюдательных сетей. Состав наблюдаемых компонентов и количество пунктов наблюдения следующие: определение озона (130 наземных станция, искусственный спутник земли «Метеор» с озонометрической аппаратурой), определение оптической плотности аэрозоли (10 станций), оценка атмосферно-электрических характеристик (3 станции).

Создана соответствующая подсистема мониторинга для оценки своевременного состояния и прогноза содержания парниковых газов в атмосфере (СО₂, СН₄, хлорфторуглеводородов).

Заключение

Атмосферный воздух, как уже отмечалось, принадлежит к числу основных компонентов окружающей природной среды. С чистотой воздуха связаны здоровье человека, состояние животного и растительного мира, поэтому придается большое значение охране атмосферного воздуха, его восстановлению и улучшению в целях создания наилучших условий для жизни.

Охрана атмосферного воздуха в нашей стране поставлена на плановую основу. Соответствующие задания и мероприятия предусматриваются в государственных планах экономического и социального развития. Проекты планов, разрабатываемые министерствами и ведомствами, предприятиями, учреждениями и организациями, согласовываются со специально уполномоченными государственными органами, ведающими вопросами атмосферного воздуха.

Список используемой литературы

1. Голубов И.Р. «Окружающая среда и ее охрана» - М., 2008.

2. Хачатуров Г.С. «Экономика природоиспользования»-М.: МГУ, 1991 г.

Размещено на Allbest.ru