Антропогенное воздействие на атмосферу

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет» 

Кафедра химической технологии твердого топлива и экологии 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  дисциплине «Экология»

на  тему «Антропогенное воздействие на атмосферу» 
 
 
 
 

Выполнил  студент гр. МУТ – 75 Петров В.А.

Руководитель  – Фамилия И.О. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таштагол 2009

 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение 3

     1.Основные загрязняющие вещества 4

     2.Аэрозольное загрязнение атмосферы 6

     3.Фотохимический туман (смог) 8

     4.Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями (пдк) 9

     5. Экологические последствия загрязнения атмосферы 10

Заключение 15

Список  литературы 16 

 

ВВЕДЕНИЕ

     Свой  реферат я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы – 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 незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая непомерно 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.

     Объектом  работы является атмосфера, предметом  – влияние человека на естественное функционирование атмосферы.

     Цель  работы – изучение антропогенного воздействия на атмосферу.

     В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи:

     1. Перечислить основные загрязняющие вещества;

     2. Рассмотреть аэрозольное загрязнение атмосферы;

     3. Оценить экологические последствия загрязнения атмосферы.

     При написании контрольной работы были использованы такие методы как: метод научной абстракции, метод логической последовательности, а также функциональный и статистический анализ учебно-методической литературы.

     1. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

     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 загрязнения – 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 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

     - Оксид углерода.  Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. и является соединением, с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и парникового эффекту.

     -Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год).

     - 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.

     - Сероводород и сероуглерод. Основными источниками выброса являются предприятия  по  изготовлению  искусственного волокна,  сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. 

     - Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты,  анилиновые красители,  нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. 

     - Соединения фтора.  Источниками  загрязнения  являются предприятия по производству алюминия,  эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Соединения характеризуются токсическим  эффектом. 

     - Соединения  хлора. 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 1 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.

 

2. 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 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:

     Производственный  процесс.

     (выброс пыли, млн. т/год)

     1. Сжигание каменного угля            93,600 

     2. Выплавка чугуна     20,210 

     3. Выплавка меди (без очистки)   6,230 

     4. Выплавка цинка     0,180 

     5. Выплавка олова (без очистки)   0,004 

     6. Выплавка свинца     0,130 

     7. Производство цемента    53,370 

     Основными источниками искусственных аэрозольных  загрязнения 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 (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли.

     Производство  цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические  процессы этих производств - измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

     К атмосферным загрязнителям относятся  углеводороды – насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.

     В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

3. ФОТОХИМИЧЕСКИЙ ТУМАН (СМОГ)

      Смог  – это смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.

      Фотохимический  смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: 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 в течение не менее суток повышенной инверсии.

     Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация  вызывает   расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул  и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида  азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.

      Возникает циклическая реакция, в итоге  которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в  ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты.