Охрана атмосферы

Министерство  образования РФ

ИРГТУ 
 
 

Кафедра ПЭ и БЖД 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

«ОХРАНА АТМОСФЕРЫ» 
 
 
 
 
 
 

                                                Выполнил: ст-т гр. УЭСТ-05-1

                                                     Абаев А.В

                                                 Принял: профессор Вилор Н.В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Усолье-Сибирское

2007г 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 

1. Строение и состав атмосферы 

     Атмосфера - газообразная оболочка Земли. К ней  относятся: атмосферный воздух; газы, растворенные в поверхностных и  подземных водах; газовая составляющая почв, а также газы, выделяющиеся из горного массива, которые прямо  или косвенно влияют на жизнедеятельность живых организмов. Атмосфера распространяется над Землей до 2 000 км; это треть от радиуса Земли.

     Функции атмосферы:

• Регулирование климата Земли.
• Поглощение солнечной радиации.
• Пропускает тепловое излучение Солнца.
• Сохраняет тепло.
• Является средой распространения звука.
• Источник кислородного дыхания.
• Формирование влагооборота, связанного с образованием облаков и выпадением осадков.
• Формирующий фактор литосферы (выветривание).

                Атмосфера делится на:

• Тропосфера - граница до 10 – 12 км.
• Стратосфера - граница до 55 км от тропосферы.
• Мезосфера - граница до 85 – 90 км от стратосферы.
• Термосфера - граница до 150 км от мезосферы.
• Экзосфера - граница до 800 – 2 000 км от термосферы.[4]

     Состав  атмосферы.

     В настоящее время состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, что достигается деятельностью живых организмов.

     На  высоте 100 – 120 км чаще всего встречаются  азот и кислород; на высоте 400 км находится  кислород в атомарном состоянии (с одним свободным электроном); на высоте 600 – 1600 км чаще всего встречают гелий; выше преобладает водород.

     В нижних слоях атмосферы (до 25 км) встречаются CO2, углеводороды CxHy, диоксид серы SO2, оксиды азота NxOy и др.

     Газовый состав атмосферы меняется с высотой. В приземном слое из-за антропогенных воздействий количество углекислого газа возрастает, а кислорода снижается. В отдельных регионах в результате хозяйственной деятельности в атмосфере увеличивается количество метана, оксидов азота и других газов, вызывающих такие неблагоприятные явления, как парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смог.[2] 

     2.Загрязнение  атмосферы 

2.1. Качество атмосферы  и особенности  ее загрязнения 

      Под качеством атмосферы понимают совокупность ее свойств, определяющих степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферы зависит от ее загрязненности, причем сами загрязнения могут попадать в нее от природных и антропогенных источников. С развитием цивилизации в загрязнении атмосферы все больше и больше превалируют антропогенные источники.

      В зависимости от формы материи  загрязнения подразделяют на вещественные (ингредиентные), энергетические (параметрические) и вещественно-энергетические. К первым относят механические, химические и биологические загрязнения, которые обычно объединяют общим понятием – примеси, ко вторым – тепловые, акустические, электромагнитные и ионизирующие излучения, а также излучения оптического диапазона; к третьим – радионуклиды.

      В глобальном масштабе наибольшую опасность  представляет загрязнение атмосферы  примесями, так как атмосферный  воздух выступает своего рода посредником  загрязнение всех других объектов природы, способствуя распространению больших масс загрязнения на значительные расстояния. Промышленными выбросами (примесями) , переносимыми по воздуху, загрязняется Мировой океан, закисляются почва и вода, изменяется климат и разрушается озоновый слой.

        Под загрязнением атмосферы понимают привнесение в нее примесей, которые не содержатся в природном воздухе или изменяют соотношение между ингредиентами природного состава воздуха.

      Численность населения Земли и темпы его  роста являются предопределяющими  факторами повышения интенсивности загрязнения всех геосфер Земли, в том числе и атмосферы, так как с их увеличением возрастают объемы и темпы всего того, что добывается, производится, потребляется и отправляется в отходы. Наибольшее загрязнение атмосферы наблюдается в городах, где обычные загрязнители – это пыль, сернистый газ, окись углерода, двуокись азота, сероводород и др. В некоторых городах в связи с особенностями промышленного производства в воздухе содержатся специфические вредные вещества, такие, как серная и соляная кислота, стирол, бенз(а)пирен, сажа, марганец, хром, свинец, метилметакрилат. Всего в городах насчитывается несколько сотен различных загрязнителей воздуха.

      Особую  тревогу вызывают загрязнения атмосферы  вновь создаваемыми веществами и  соединениями. Всемирная организация здравоохранения отмечает, что из 105 известных элементов таблицы Менделеева 90 используются в производственной практике, а на их базе получено свыше 500 новых химических соединений, почти 10% из которых вредные или особо вредные.[1] 

     2.2. Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу 

       Человек сам загрязняет воздух в процессе своей деятельности. Над городами и промышленными районами в воздухе возрастает концентрация газов, которые обычно в атмосфере содержатся в очень незначительных количествах либо отсутствуют вовсе. Кроме того, загрязняет атмосферу и ухудшает видимость повышенное количество твердых частиц. Загрязненным воздухом не только неприятно дышать - он зачастую вреден для всякого живого существа. Человек страдает от этого непосредственно - ухудшение окружающей среды наносит вред здоровью - и косвенно - из-за порчи земель и снижения урожаев.

   В результате хозяйственной деятельность атмосферный  воздух наиболее сильно загрязняется: газами (углекислый газ - при дыхании и горении; окись углерода - при работе двигателей транспорта и прочей техники; двуокись серы или сернистый ангидрид - при промышленном производстве и от естественных процессов, таких, как гниение; окислы азота и пр.); парами (нефтепродукты, ртуть, различные кислоты); пылью (органического и неорганического происхождения в городах, на горнодобывающих предприятиях, на ТЭЦ И ТЭС и пр.). [3]

   Основная  причина загрязнения воздуха  - сжигание природного топлива. Уголь, горевший в домашних каминах, заводских топках и тепловозах, коптил города Европы и Северной Америки весь XIII, XIX и первую половину XX в. Сейчас ему на смену в воздух над городами выбрасываются в огромных количествах продукты сгорания жидкого топлива. Из печей и топок, особенно если они не содержатся в надлежащем порядке, в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Среди них выделяется сернистый ангидрид (двуокись серы). Это ядовитый газ, легко растворимый в воде; вместе с дождевой водой он образует слабую серную кислоту, которая убивает растения и причиняет вред даже зданиям. В 1995г. загрязнение атмосферного воздуха только сернистым ангидридом – одним из распространенных загрязняющих веществ – отмечалось на территории 8,6 млн. га. Из топок и цилиндров автомобилей выбрасывается еще и удушливый дым, содержащий окислы азота; растворяясь в воде, они тоже образуют кислый раствор. Под действием солнечных лучей окислы азота образуют фотохимический смог, особенно характерный для Лос-Анджелеса, США. Частички сажи и пепла – несгоревший углерод – в больших количествах попадают в атмосферу. Они служат ядрами конденсации для водяного пара, что приводит к образованию дымки и тумана, а также оставляют черный жирный налет на строениях и тканях. Печально известный смог – это плотный устойчивый туман, который висит над городом и не может подняться, удерживаемый слоями воздуха различной температуры. Смог для людей смертельно опасен.

   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 окислы 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. Основными вредными   примесями  пирогенного  происхождения  являются следующие:

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. 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.

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.