Контрольная работа по «Основы экологии и экономика природопользования»

Белорусский национальный технический университет

Международный институт дистанционного образования

Кафедра «Информационные  технологии в управлении»

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 по дисциплине:

«Основы экологии и экономика природопользования»

 

Вариант 11

 

 

 

Выполнила:                                                    Студентка 3 курса, группы 417611

                                                                         Значкова Ирина Александровна

                                                                             

Проверила:                                                      Сидорская Наталья Владимировна

 

 

 

 

Минск 2013

Содержание:

1. Загрязнение атмосферы: источники загрязнения и основные загрязняющие вещества…………………………………………………………..3
2. Аэрозольное загрязнение атмосферы……………………………………..7
3. Фотохимический туман (смог)…………………………………………….8
4. Экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха…………9
5. Литература………………………………………………………………...13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загрязнение атмосферы: источники загрязнения и основные загрязняющие вещества.

 

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 объём 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.

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:

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 %  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.) Оксиды  азота.  Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты,  анилиновые красители,  нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.  Количество оксидов 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,  хлорсодержащие 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 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.

 

 

 

 

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. 

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.

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 лгннкбонработы. 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. 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.

Обычно это происходит в тех  случаях, когда в слое воздуха  непосредственно над  источниками  газопылевой эмиссии существует   инверсия - расположения слоя более  холодного воздуха под теплым, что препятствует  воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. 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.

Фотохимический туман (смог).

 

Фотохимический  туман (смог) представляет собой многокомпонентную 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.  Устойчивая  безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации  реагирующих  веществ.

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.  Казалось бы,  последний, окисляя оксид   азота, должен снова превращаться в  молекулярный  кислород, а оксид азота - в диоксид.  Но этого не происходит. 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.  Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью.

Экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха.

 

Под экономическим ущербом обычно понимают выраженные в денежной форме фактические или возможные потери народного хозяйства, обусловленные ухудшением экологической ситуации в результате антропогенной деятельности.

 

Расчет годовых величин  экономического ущерба от загрязнения  атмосферного воздуха определяется по формуле:

 

где:        gt — денежная оценка единицы выбросов в усл. т., руб./усл. т.;

              s — коэффициент, позволяющий учесть региональные особенности территории, подверженной вредному воздействию (табл.1);

             f — поправка, учитывающая характер рассеяния примеси в атмосфере;

             Аi — коэффициент приведения примеси вида i к монозагрязнителю, усл. т/т (табл. 2);