Оценка чистоты снежного покрова г. Нижнекамска как показатели состояния воздушной среды

Все источники загрязнения атмосферы воздуха промышленными выбросами можно квалифицировать по таким признакам:

1) за назначением: технологические, которые состоят из хвостовых газов после улавливания на установках, продувание аппаратуры и воздушных вытяжек; вентиляционные выбросы - местные выбросы от оборудования;

2) по месту расположения: не заниженные, или высокие, которые находятся в зоне воздушного недеформированного потока; заниженные, или низкие - расположенные на высоте в 2.5 раза ниже высоты строения; надземные, размещенные близко к земной поверхности;

3) за геометрической формой: точечные, линейные;

4) за режимом работы: беспрерывные, периодического действия.

Парниковый эффект

На протяжении всего исторического периода планеты ее климат не раз менялся. Однако эти изменения происходили постепенно. В последнее время в результате быстрого возрастания населения планеты им ее нужд происходит интенсивное развитие промышленности и энергетики. Все это привело к образованию и выбросу в атмосферу большого количества загрязнений и неиспользуемой теплоты.

За подсчетами, вследствие сгорания значительного количества горючего в атмосферу выбрасывается большое количество теплоты, которая рассеивается в окружающей среде. Потепление планеты происходит главным образом вследствие загрязнения атмосферы тепличными газами - большей частью углекислым газом и меньшим количеством метана.

Потепление воздействует на изменение климата почти на всей планете, что может иметь негативное или даже катастрофические последствия. Основные климатические зоны изменяются на юге на 400 км. Будет потепление в зоне тундр, увеличится засуха в средних широтах, где развито зерновое земледелие. Климат здесь будет наполовину пустынным, что приведет к значительному снижению количества урожая.

С целью избежание влияния парниковых эффектов на всемирной конференции ООН в Токио в 1998 году было принято решение про выброс выбросов парниковых газов. Это должно уменьшить возрастание выбросов парниковых газов.

Кислотные дожди

Оксиды сульфата и нитрогена, которые попали в атмосферу, окисляются и, объединяясь с водой, образуют туманоподобные капли сульфатной и нитрогенной кислоты. Переносясь ветрами на дальние расстояния, они со временем выпадают с дождем, которые имеет кислотную реакцию.

Кислотными называют любые осадки - дождь, снег, туман, если в них большая часть содержания сульфата и нитрогена.

Впервые кислотные дожди зарегистрированы в Англии в 1972 году, они были последствием попадания в атмосферу оксидов сульфата и нитрогена. Последовательно индустриализация охватывала все большее число стран, а количество сульфата и нитрогена без прерывно увеличивалось. Поэтому кислотные осадки выпадают везде.

Под влиянием кислотных дождей происходит окисление водоемов и грунта, вымывания с грунта калия, магния и кальция. Уменьшается количество урожая сельскохозяйственных культур, деградация флоры и фауны. В окисленных водоемах гибнет рыба и некоторые виды насекомых. Вследствие выпадения кислотных дождей гибнут леса, особенно буковые, тисовые и кедровые. Кислотный снег создает еще больший вред, так как может накапливаться в продолжении долгого времени. Кислотность талой воды еще больше чем кислотность воды дождей.

Во многих странах кислотные дожди создают огромный ущерб. Так, в Швейцарии от кислотных дождей гибнет третья часть лесов, В Британии высыхают 69% буковых и тисовых лесов.

Разрушение озонового шара

Расположенный в атмосфере на расстоянии 20-35 км озоновый шар является природным защитным барьером от проникновения на Землю ультрафиолетового излучения Солнца. Этот шар имеет небольшую толщину, он надежно защищает живые вещества биосферы от губительного воздействия радиации. Если бы не существовало озонового шара, то жизнь на суше земли была бы невозможной.

Как впервые заметили метеорологи США, последним временем озоновый шар атмосферы разрушается. Этот нежелательный и опасный процесс интенсивно происходит под действием некоторых химических веществ, которые широко используются в технике и быту. Разрушение озонового шара так же происходит из-за космической и реактивной техники.

Вследствие разрушения озонового шара концентрация озона стала уменьшаться, а в некоторых местах возникает "пульсивная дыра". Вследствие этого наблюдается повышенный ультрафиолетовый фон. Это создает увеличение количества заболеваний людей.

С целью устранения разрушения озонового шара атмосферы была подписана Конвенция о защите озонового шара.

Определяющим фактором качества воздуха является поступление в атмосферу загрязняющих веществ в результате деятельности предприятий и организаций промышленного и аграрного комплекса, расположенных на территории Башкортостана и граничащих с ним областей и республик, а также от автомототранспортных средств. Более 4 тысяч промышленных предприятий и организаций имеют источники выбросов загрязняющих веществ, а республиканский автопарк насчитывает более 1378 тыс. единиц автомототранспортных средств. В атмосферном воздухе республики в результате эксплуатации данных объектов в 2012 году содержались примеси 447 наименований.

Мониторинг состояния атмосферного воздуха осуществляется Федеральным государственным бюджетным учреждением «Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Р.Т.» Общее количество постов наблюдений составляет 20 единиц.

За 2014 год было выполнено более 112 тысяч определений, анализы проводились по 26 ингредиентам. Критерии оценки загрязнения атмосферного воздуха приведены в таблице 1.

Таблица 1.Критерии оценки загрязнения воздуха

 

Градация	Загрязнение воздуха	Индекс	Оценка
I	Низкое, мало влияет на здоровье	СИ НП,% ИЗА	0-1 0 0-4
II	Повышенное	СИ НП,% ИЗА	2-4 1-19 5-6
III	Высокое, неблагоприятное для здоровья	СИ НП,% ИЗА	5-10 20-49 7-13
IV	Очень высокое, очень неблагоприятное для здоровья	СИ НП,% ИЗА	>10 >50 >14

где:

– СИ – стандартный индекс, наибольшая измеренная в городе максимальная

разовая концентрация любого вещества, деленная на ПДК;

– НП – наибольшая повторяемость превышения ПДК любого вещества в городе, %;

– ИЗА – индекс загрязнения атмосферы.

Наиболее высокие средние уровни загрязнения в 2014 году были отмечены:

– формальдегидом – 5,3 ПДК в Казане;

– бенз(а)пиреном – 2,3 ПДК в Набережных Челнах;

– диоксидом азота – 1,3 ПДК в Нижнекамске;

– взвешенными веществами (пыль) – 1,4 ПДК в Альметевске.

 

 

2. Влияние соединения серы и хлора на окружающую среду

 

Экологическая роль серы и хлора исключительно велика. Сера входит в состав серосодержащих аминокислот - цистеина, цистина, незаменимой аминокислоты метионина, биологически активных веществ (гистамина, биотина, липоевой кислоты и др.) В активные центры молекул ряда ферментов входят SH - группы, участвующие во многих ферментативных реакциях, в том числе в создании и стабилизации нативной трехмерной структуры белков, а в некоторых случаях - непосредственно как каталитические центры ферментов.

Сера обеспечивает в клетке такой тонкий и сложный процесс, как передача энергии: переносит электроны, принимая на свободную - орбиталь один из неспаренных электронов кислорода. Этим объясняется высокая потребность организма в данном элементе.

Сера участвует в фиксации и транспорте метильных групп. Она является также частью различных коэнзимов, включая коэнзим А. Большая часть серы поступает в организм в составе аминокислот, а выводится в основном с мочой в виде SO2-4. К числу наиболее опасных соединений серы как загрязнителей природной среды относятся сероводород и диоксид серы. Сероводород выбрасывают в атмосферу предприятия нефтеперерабатывающей, коксохимической, азотно-туковой промышленности.

В больших концентрациях сероводород действует как сильный яд нервно-паралитического действия. При его концентрации 1000 мг/м3 и выше у человека появляются судороги, может остановиться дыхание или наступить паралич сердца. Сероводород блокирует дыхательные ферменты в результате его взаимодействия с железом. Раздражающе действует на слизистую органов дыхания и глаз. Сероводород крайне ядовит: уже при концентрации 0,1% влияет на центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, вызывает поражение печени, желудочно-кишечного тракта, эндокринного аппарата. При хроническом воздействии малых концентраций – изменение световой чувствительности глаз и электрической активности мозга, может вызывать изменения в морфологическом составе крови, ухудшение состояние сердечно-сосудистой и нервной систем человека.

Оксид серы (IV) поступает в воздух в результате сжигания топлива и плавки руд, содержащих серу. Основные источники загрязнения атмосферы SO2: энергетические установки, предприятия цветной металлургии и сернокислое производство. Менее значительны выбросы предприятий черной металлургии и машиностроения, угольной, нефтеперерабатывающей промышленности, производства суперфосфата, транспорта.

Выбросы SO2 загрязняют воздух на значительное расстояние от источника (на тысячу и более километров). Оксид серы (IV) считается одной из основных действующих составных частей "токсичных туманов" и одним из активных компонентов формирования смога. Сернистый ангидрид может вызывать общее отравление организма, проявляющееся в изменении состава крови, поражении органов дыхания, повышении восприимчивости к инфекционным заболеваниям, нарушение обмена веществ, повышение артериального давления у детей, ларингит, конъюнктивит, ринит, бронхопневмония, аллергические реакции, острые заболевания верхних дыхательных путей и системы кровообращения. При кратковременном воздействии – раздражение слизистой оболочки глаз, слезотечение, затруднение дыхания, тошнота, рвота, головные боли. Повышение уровней общей заболеваемости смертности.  Повышенная утомляемость, ослабление мышечной силы, снижение памяти. Замедление восприятия, ослабление функциональной способности сердца, изменение бактерицидности кожи. Оксид серы (IV) может нарушать углеводный и белковый обмен, способствует образованию метгемоглобина, снижению имуннозащитных свойств организма.

Взаимодействуя с атмосферной влагой, оксиды серы образуют кислотные осадки (Ph<<4,5), которые оказывают как прямое повреждающее действие на биоту, так и косвенное, закисляя почвы и водоемы.

Установлено что при закислении почвы снижаются доступность для растений питательных элементов (Ca, Mg, Mn) и плодородие почвы. Закисление уменьшает скорость разложения органических остатков, поскольку для жизнедеятельности большинства бактерий и грибов необходима нейтральная среда, снижается продуктивность азотфиксирующих бактерий (при Ph < 5,0 азотобактер погибает), что приводит к ограничению поступления связанного азота в растения и торможению их роста.

Изменение структуры почвы (снижение грануляции, слияние частиц, уплотнение почвы и резкое уменьшение воздухопроницаемости) негативно сказывается на функционировании корневой системы растений, что наносит коллосальный вред лесным массивам.

В кислой почве увеличивается подвижность ионов тяжелых металлов, которые накапливаются в растениях. Некоторые из них, например ионы железа и марганца блокируют поступление фосфора в растения. Сероуглерод, выделяемый предприятиями неорганического синтеза, также представляет реальную угрозу жизни населения. Сам по себе он представляет жидкость не имеющую цвета, с приятным запахом, но под действием света сероуглерод начинает разлагаться. Продукты разложения предают сероуглероду желтую окраску и неприятный запах. Его пары ядовиты: вдыхание воздуха с содержанием сероуглерода 0,3% и выше может привести к респираторным заболеваниям, а при хроническом воздействии малых доз паров сероуглерода постепенно развиваются различные расстройства центральной нервной системы.

Сера представляет собой один из так называемых циклических элементов, миграция которых происходит в системе "суша - океан - атмосфера - суша". Глобальный биогеохимический цикл серы представляет собой сложную и разветвленную сеть химических и биохимических процессов, в которых принимают участие соединения серы , находящиеся в различных агрегатных состояниях. В настоящее время круговорот серы нарушается из-за промышленного загрязнения воздуха оксидом серы (IV) и сероводородом, которые в больших концентрациях тормозят процессы анаэробного восстановления сульфатов и аэробного окисления сульфидов.

Хлор участвует в поддержании водно-электролитного баланса в организме, а также входит в состав соляной кислоты - основного компонента желудочного сока. Кроме того, Хлор: - участвует в формировании плазмы крови; - активирует ряд ферментов; - способствует выведению шлаков из организма, улучшая функцию печени; - помогает пищеварению; - участвует в образовании особых веществ, способствующих расщеплению жиров; - следит за тем, чтобы углекислый газ вовремя покидал организм; - курирует состояние красных кровяных телец (эритроцитов).