Загрязнение атмосферного воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

атмосферный воздух химический загрязнитель

Атмосферный воздух -- это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли. Химический состав атмосферы (для сухого воздуха) содержит по весу: азота -- 75,5%, кислорода -- 23,2%, аргона -- 1,28%, двуокиси углерода -- 0,046%, озона -- 3,6х10-5% и т. д.

Вдыхая каждую минуту от 50 до 100л воздуха, человек за сутки потребляет его до 12--15кг, а это значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде.

Атмосфера надежно оберегает человека от многих опасностей: не пропускает метеориты, защищает землю от перегрева, отмеряя солнечную энергию в необходимом количестве, нивелирует перепад суточных температур, который мог бы составить 200 градусов Цельсия, что неприемлемо для выживания живых существ на планете. На верхнюю границу атмосферы ежесекундно обрушивается лавина космических излучений. Если бы они достигли земной поверхности, мгновенно бы исчезло все живущее на Земле.

Основной потребитель воздуха в природе - флора и фауна Земли. Подсчитано, что весь воздушный океан проходит через земные живые организмы, включая человека, примерно за десять лет. Воздух необходим всему живому на Земле. Без пищи человек может прожить пять недель, без воды - пять дней, без воздуха - пять минут, но нормальная жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и определенной его чистоты, от качества воздуха зависят здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий, сооружений. Загрязненный воздух губителен для вод, суши, морей, почв. Качество атмосферного воздуха - важнейший фактор, влияющий на здоровье, на санитарную и эпидемиологическую ситуацию.

1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

1.1 Повышенное атмосферное давление

Такие изменения в погодных условиях человек переносит довольно легко и только при высоких показателях могут нарушаться работа сердца и дыхательной системы. Реакция организма на высокое давление в атмосфере состоит в том, что немного замедляется дыхание и несильно снижается частота сердечных сокращений. Если же давление очень повышено, то может быть сухость на кожном покрове, человек чувствует небольшое онемение конечностей, присутствует сухость во рту. Но такие состояния очень большого дискомфорта обычно не приносят. При повышенном давлении начинается дождь и такая погода неприятна для астматиков, гипертоников и для людей, у которых есть камни в желчном пузыре.

1.2 Пониженное атмосферное давление

Понижение атмосферного давления. Если многие люди повышение давления переносят легко, то пониженное атмосферное давление приносит многим неприятности. Сердцебиение становится неравномерным и частым и это приносит многим большие неудобства. Упавшее в атмосфере давление заставляет организм испытывать небольшое кислородное голодание и из-за этого человек и испытывает дискомфорт. Как только давление в атмосфере понижается, то уменьшается и кислородное парциальное давление и в конечном результате человек получает меньше кислорода, а обычным дыханием его уже пополнить не получается. Поэтому может быть одышка и становится тяжело дышать и такое состояние тяжело переносят люди с проблемами в работе сердечнососудистой и дыхательной системы.

1.3 Загрязнение атмосферного воздуха

Общая характеристика. Загрязнение атмосферного воздуха непосредственно влияет на здоровье человека, а загрязнение атмосферы (на глобальном уровне) - лишь косвенно через климатические изменения, разрушение озонового экрана биосферы, кислотные дожди и др. Наиболее распространенные группы загрязнителей воздуха: атмосферные газы (окислы азота, серы, углерода, например, углекислый газ), углеводороды, фенолы, аэрозоли тяжелых металлов и другие органические и минеральные соединения. Аэрозоли - взвешенные в газообразной среде частички твердых или жидких веществ как органического, так и неорганического происхождения. Аэрозоли могут содержать сложные комплексы химических веществ, в том числе обладающих высокой степенью токсичности и представляющих опасность для здоровья человека и жизнестойкости растений.

Очень большую группу загрязнителей образуют углеводороды, в составе которых наиболее опасны для человека и животных хлор-, фтор-, азот-, фосфорсодержащие соединения, большинство из которых являются ядовитыми веществами и обладают канцерогенным действием, т.е. могут вызывать онкологические заболевания. В эту группу входят и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), среди которых наиболее опасны бензапирен и фенантрен, также вызывающие онкологические заболевания.

1.4 Источники загрязнения воздуха

Источники загрязнения воздуха. Наиболее значительный источник загрязнения воздуха - автотранспорт, поставляющий в атмосферу свинец, окись углерода и упоминаемые выше ПАУ. Принято считать, что в большинстве стран мира более половины загрязнения воздуха связано с работой автотранспорта. В среднем по территории России выхлопные газы автотранспортных средств определяют 40-45% загрязнения воздуха, но в городах они дают больше 50% загрязнения воздуха, причем в крупных городах(от 0,5 млн. до 1-1,5 млн. жителей) на их долю приходится 55-70%, а в очень крупных (несколько млн. жителей) городах - более 85% от общего объема загрязнения атмосферного воздуха. В России по транспортным выбросам лидируют Москва и Петербург, объемы которых в атмосферу соответственно достигают 800 и 250 тыс. т в год.

Значительную долю загрязнения воздуха составляют также выбросы тепловых электростанций, содержащие окислы серы и азота, золу, тяжелые металлы, ПАУ, связанные со сжиганием топлива. Причем первенство здесь принадлежит электростанциям, работающим на угле, меньше всего выбросов дают станции, использующие природный газ.

Предприятия химической промышленности выбрасывают в атмосферу углеводороды, фенолы, органические фториды и хлориды, карбоновые кислоты, альдегиды, органические соединения серы, хлора, фтора, азота, двуокись серы, сероводород, окислы азота, соляную кислоту, другие кислоты, соединения фтора, тяжелые металлы, карбиды и др. Металлургические предприятия выбрасывают в воздух пыль в больших объемах, окислы серы, углерода и азота, фтористые газы и металлы. О составе этой пыли можно судить по тому факту, что из тонны пыли, выделяемой при плавке меди, можно извлечь около 100 кг меди и немного меньше цинка и свинца, известных своей токсичностью. Выбросы нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий содержат углеводороды, сероводород, дурнопахнущие газы (стирол, ацетон, толуол и др.), а при сжигании попутных газов в факельных установках - в больших объемах сажу, окись углерода, диоксид азота, углеводороды.

1.5 Воздействие на природную среду

Перечисленные выше химические вещества, присутствующие в атмосферном воздухе, оказывают воздействие не только на здоровье людей, которое будет рассматриваться в следующем разделе, но и на состояние природной среды. Это воздействие в природных экосистемах многообразно и еще недостаточно изучено. Некоторые из атмосферных газов (например, окислы углерода) в небольших концентрациях могут оказывать благотворное действие на рост и развитие растений. Но большинство из загрязнителей, особенно в значительных концентрациях, могут угнетать деятельность биоты. Вредное действие на растения оказывает диоксид серы. Поступая внутрь листа при дыхании он угнетает жизнедеятельность клеток, листья сначала покрываются бурыми пятнами, а потом высыхают. Аналогичное воздействие на лиственные породы деревьев оказывает и диоксид азота. Сажа, считающаяся не очень вредным для здоровья человека загрязнителем воздуха, забивая дыхательные устьица хвоинок, приводит к гибели хвойные деревья. С выбросами сажи при сжигании газа в факелах, разбросанных на бескрайних просторах Сибири, экологи связывают усыхание лесов на некоторых территориях нефтедобычи.

2. ХИМИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

2.1 Виды химических загрязнителей

К основным видам химических загрязнений воздуха относятся: а) Аэрозольное загрязнение, основным источником которого являются ТЭС, потребляющие уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы, промышленные отвалы, массовые взрывные работы. Аэрозольные частицы от этих источников характеризуются большим разнообразием химического состава (соединения кремния, кальция и углерода, оксиды никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест). б) Фотохимический туман (смог), который образуется в результате фотохимических реакций при наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и повышенной не менее суток инверсии. Основными компонентами смога являются озон, оксиды азота и серы. в) Загрязнение атмосферы выбросами транспорта. В настоящее время на долю автомобильного транспорта приходится больше половины всех вредных выбросов в окружающую среду, которые являются главным источником загрязнения атмосферы, особенно в крупных городах. Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и, особенно, от двигателя - источника наибольшего загрязнения. Суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами с газотурбинными двигательными установками (ГТДУ) непрерывно растет. Они содержат такие токсичные компоненты, как оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажу, альдегиды и др. Отмечается влияние ГТДУ на озоновый слой и накопление углекислого газа в атмосфере. г) Загрязнение воздуха в помещениях. Главные источники этого загрязнения: радон - продукт радиоактивного распада урана попадает в дома, просачиваясь из грунтов; продукты неполного сгорания, которые образуются при неполном сгорании топлива в печах, каминах и других обогревательных устройствах, а также при курении образуются канцерогенные химические вещества, например углеводороды; выделение химических веществ при использовании отбеливателей, красок, кремов для ухода за обувью, разные чистящие средства, дезодорантов; асбест.

Все это приводит к возникновению ситуаций, связанных с изменениями атмосферы:

1) резкие изменения погоды, климата (глобальное потепление);

2) опасные концентрации вредных примесей в воздухе;

3) температурные инверсии и кислородное голодание в городах;

4) кислотные осадки;

5) разрушение озонового слоя атмосферы.

2.2 Химические загрязнители

А) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

Б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса.

В) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

Д) Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.

Е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т. 0передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. 0сернистого газа и 14,5 кг. 0пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. http://serdce-help.ru

2. http://studopedia.net/1_25044_zagryaznenie-atmosfernogo-vozduha.html

3. Человек и его среда обитания. Хрестоматия. Под ред. Г.В. Лисичкина и Н.Н. Чернова. М., Мир, 2008.

Размещено на Allbest.ru