Реферат Загрязнение атмосферы и методы борьбы с ним

Реферат
Тема:
Загрязнение атмосферы и методы борьбы с ним
Выполнил: Багров Данил
Ученик 11 «А» класса
МБОУ СОШ №3 г. Павлово
2013 г.
Содержание
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
Введение
Виды и источники загрязнения атмосферы
Химическое загрязнение атмосферы
ПДК
Защита атмосферы
Заключение
Библиография
2
Введение
Жизнь начинается с дыхания и заканчивается с его прекращением. Человек может
отказаться от приѐма недоброкачественной пищи, не пить загрязнѐнную воду, но не
дышать он не может. На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с
окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество,
опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объѐм
этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной
опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все
больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и
заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той
части нашей планеты, в которой существует жизнь. К сожалению, человек сам
создал себе то, что его убивает. Например, автомобиль, его выхлопные газы
содержат свинец и другие, вредные для здоровья человека вещества. В больших
количествах эти вещества осаждаются на землю возле автострад и шоссе. Нельзя
собирать грибы, полезные травы, ягоды менее чем в ста метрах от дороги, так как
все растения впитывают в себя ядовитые вещества.В городах воздух очень сильно
загрязняют вредные выбросы промышленных предприятий.
Существуют нормы ПДК, так называемые, предельно допустимые концентрации
веществ в воздухе. За этим должны следить специальные органы, например,
лаборатория загрязнения окружающей среды, и принимать какие-либо меры: от
штрафа до закрытия предприятия.
При этом полностью человек не осознает всю опасность, поэтому, своей курсовой
работой я хочу рассказать о проблемах загрязнения воздуха и методах борьбы с
этим загрязнением.
3
Виды и источники загрязнения атмосферы
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.
Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное
вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объѐм этого
вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной
опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все
больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и
заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той
части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее
время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно
выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не
улучшает
экологическую
ситуацию
на
планете.
Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды
несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и
аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует
и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса
будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой
температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся
загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 11/5 его
общей поверхности. Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать
существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не
вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее
повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все
рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект,
оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.
4
Химическое загрязнение атмосферы
Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия
употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны.
Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и, что сажа ложилась
черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для
человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное
загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда
небольшими группами, занимая обширную нетронутую природную среду. И даже
значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как
это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными
последствиями.
Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет
развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами,
последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли
города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих
изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:
промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников
в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас
общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное
производство.
Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом
выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия,
особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота,
сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути
и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в
результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы
транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.
Атмосферные
загрязнители
разделяют
на
первичные,
поступающие
непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения
последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного
ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной
кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы
сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических,
физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами
атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником
пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции,
металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие
более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными
вредными
примесями
пирогенного
происхождения
являются
следующие:
5
1) 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.
2) 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.
3) 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.
4) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в
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.
5) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия,
производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые
красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов
азота,
поступающих
в
атмосферу,
составляет
20
млн.т.
в
год.
6) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по
производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений.
Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных
соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения
характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными
инсектицидами.
6
7) 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. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг.
пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора,
сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов,смоляных веществ и цианистого
водорода.
7
Аэрозольное загрязнение атмосферы
Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном
состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно
опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В
атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или
дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии
твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер
аэрозольных частиц составляет 11-51 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает
около 11 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое
количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной
деятельности людей.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха
являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные
фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.
Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием
химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния,
кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди,
никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома,
кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно
органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды,
соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе
пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных
предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются
промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала,
преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых
или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.
Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в
результате одного среднего по массе взрыва ( 1250-300 тонн взрывчатых веществ) в
атмосферу выбрасывается около 12 тыс.куб.м. условного оксида углерода и более
1150 т. пыли. Производство цемента и других строительных материалов также
является источником загрязнения атмосферы пылью.
К атмосферным
загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные,
включающие от 11 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным
превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими
атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В
результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы,
соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных
частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие
скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое
воздуха.
8
ПДК
ПДК - такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или
косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также
санитарно-бытовых условий жизни людей. Чтобы по результатам наблюдений
определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с
максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число
случаев, когда были превышены ПДК , а также во сколько раз наибольшее значение
было выше ПДК . Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается
с ПДК длительного действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение
воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с
помощью комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для
этого нормированные на соответствующее значение ПДК и средние концентрации
различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине
концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые
концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске
(оксиды азота и серы), Омске (угарный газ). Степень загрязнения воздуха
основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от
промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации
характерны для городов с численностью населения 1 более 500 тыс. жителей.
Загрязнение
воздуха
специфическими
веществами
зависит
от
вида
промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены
предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий
уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих
специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
9
Защита атмосферы
Защита атмосферы включает комплекс технических и административных мер,
прямо или косвенно направленных на прекращение или, по крайней мере,
уменьшение возрастающего загрязнения атмосферы, являющегося следствием
промышленного развития.
Территориально-технологические
проблемы
включают
как
вопросы
местоположения источников загрязнения атмосферы, так и ограничения или
устранения ряда отрицательных эффектов. Поиск оптимальных решений по
ограничению загрязнения атмосферы данным источником интенсифицировался
параллельно с ростом уровня технических знаний и промышленным развитием, —
разработан ряд специальных мер по защите атмосферы. Кроме того, начинается
интегрирование процесса поиска оптимальных решений по ограничению эффектов
загрязнения атмосферы с комплексным подходом к защите атмосферы, которое и
осматривает взаимосвязи между отдельными составляющими окружающей среды.
Таким образом, исследование эффектов загрязнения атмосферы становится все
более зависимой, но не менее важной частью в области защиты атмосферы.
Придание исследованиям по защите атмосферы целенаправленного характера
должно включать борьбу против ее загрязнения, особенно промышленного, а также
от транспортных средств и других источников. Они не могут проводиться,
например, только ради постановки задач, но должны указывать пути улучшения
существующего положения. Таким образом, эта область исследований не может
пассивно комментировать сложившуюся ситуацию и делать прогнозы,
основывающиеся на данных самих “поставщиков загрязнений”, она должна
разрабатывать концепции, промежуточные и долговременные планы, а также
конкретные программы, направленные на активное ограничение неблагоприятного
хода событий, используя при этом локальную кратковременную тактику и
долговременную общенациональную стратегию.
Защита атмосферы не может быть успешной при односторонних и половинчатых
мерах, направленных против конкретных источников загрязнения. Наилучшие
результаты могут быть получены лишь при объективном, многостороннем подходе
к определению причин загрязнения атмосферы, вкладу отдельных источников и
выявлению реальных возможностей ограничения этих выбросов.
В городских и промышленных конгломератах, где имеются значительные
концентрации малых и больших источников загрязняющих веществ, лишь
комплексный подход, базирующийся на конкретных ограничениях для конкретных
источников или их групп, может привести к установлению приемлемого уровня
загрязнений атмосферы при сочетании оптимальных экономических и
технологических условий. Исходя из этих положений, необходим независимый
источник информации, который располагал бы сведениями не только о степени
загрязнения атмосферы, но и видах технологических й административных мер.
Объективная оценка состояния атмосферы совместно со сведениями обо всех
10
возможностях уменьшения выбросов позволяет создать реальные планы и
долговременные прогнозы загрязнения атмосферы применительно к наихудшим и
наиболее благоприятным обстоятельствам и формирует твердую основу для
выработки и укрепления программы защиты атмосферы.
По продолжительности программы защиты атмосферы подразделяются на
долговременные, средней продолжительности и кратковременные. Методы
подготовки планов по защите атмосферы базируются на обычных методах
планирования и координируются так, чтобы удовлетворять долговременные
требования в этой области.
Неотъемлемой частью кратковременного и средней продолжительности
планирования являются незамедлительные меры по предотвращению дальнейшего
загрязнения наиболее неблагополучных в этом отношении районов путем установки
оборудования, конструированного специально для снижения выбросов от
существующих источников загрязнений. Если предложения по долгосрочным мерам
для защиты атмосферы представлены в виде просто рекомендаций, то они, как
правило, не реализуются, поскольку требования, предъявляемые промышленности
часто не совпадают с ее интересами и планами развития.
Важнейший фактор в формирования прогнозов по защите атмосферы количественная оценка будущих выбросов. На основании анализа источников
выбросов в отдельных промышленных районах, заведена общенациональная оценка
основных источников твердых и газообразных выбросов за последние 10—14 лет.
Затем сделан прогноз о возможном уровне выбросов на предстоящие 10—15 лет.
При этом были учтены два направления развития национальной экономики:
1) пессимистическая оценка—допущение о сохранении существующего уровня
технологии и ограничений по выбросам, а также о сохранении существующих
методов контроля загрязнений на действующих источниках и о применении
современных высокоэффективных сепараторов только на новых источниках
выбросов;
2)
оптимистическая
оценка—допущение
о
максимальном развитии и использовании новой
технологии с ограниченным количеством отходов и
применении методов, снижающих твердые и
газообразные выбросы как от существующих, так и от
новых источников. Таким образом, оптимистическая
оценка становится с целью уменьшения выбросов.
Составление прогноза включает: определение
основных мер, необходимых в данной техникоэкономической
ситуации;
установление
альтернативных путей промышленного развития
(особенно для топливных и других энергетических
источников); оценку комплексных капиталовложений,
требуемых для реализации всего стратегического
11
плана; сопоставление этих затрат с ущербом от загрязнения атмосферы.
Вполне справедливо будет включить стоимость оборудования для ограничения
выбросов в себестоимость продукции, а не в затрати на защиту атмосферы, тогда
указанное соотношенис капиталовложений и ущерба от загрязнений составит 1 : 10.
Отдельные области исследований по защите атмосферы часто группируются в
список в соответствии с рангом процессов, приводящие к ее загрязнению.
1. Источники выбросов (местоположение источников, применяемое сырье и
методы его переработки, а также технологические процессы).
2. Сбор и накопленис загрязняющих веществ (твердых, жидких и газообразных).
3. Определение и контроль за выбросами (методы, приборы, технологни).
4. Атмосферные процессы (расстояние от дымових труб, перенос на дальние
расстояния, химические превращения загрязняющих веществ в атмосфере, расчет
ожидаемого загрязнения и составление прогнозов, оптимизация висоты дымових
труб).
5. Фиксация выбросов (методы, приборы, стационарные и мобильные замери,
точки замеров, сетки замеров).
6. Воздействие загрязненной атмосферы на людей, животных, растения, строения,
материалы и т. д.
7. Комплексная защита атмосферы в сочетании с защнтой окружающей среди.
12
Заключение
В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты
перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например,
загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и
снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие
из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и
полагают, что мы еще успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие
масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и
продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к
окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надѐжные
данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии
важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и
предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
13
Библиография
 http://www.ronl.ru/referaty/problemi_ekologii/15384/
 http://ru.wikipedia.org/wiki/%C7%E0%E3%F0%FF%E7%ED%E5%ED%E8%E
5_%E0%F2%EC%EE%F1%F4%E5%F0%FB_%C7%E5%EC%EB%E8
 http://www.refstar.ru/data/r/print.file/id.22948_1.html
 10.Меркулов П.И., Ямашкин А.А., Маслов В.Н. Антрологическое
воздействие на географическую оболочку. Саранск, из-во Мордовского
университета1994 г.
 http://biofile.ru/bio/4413.html
14