Хімічне забруднення атмосфери

Велике значення має супутникова інформація. За результатами аналізів знімків, отриманих із космосу визначають характер атмосферних метеорологічних процесів, вивчають склад, концентрацію і напрям поширення забруднюючих домішок в атмосфері на великих відстанях. Космічні фотографії дозволяють визначати і деякі наслідки забруднення повітря - площі забрудненого снігу, зони ураження рослинності.

Для спостереження  за глобальним збільшенням фонового забруднення атмосфери створена мережа регіональних і глобальних станцій - глобальна система моніторингу.

 

 

 

4. Наслідки  забруднення атмосфери

Атмосфера має здатність до самоочищення. Концентрація забруднювальних речовин через розпорошення їх у повітрі, осідання твердих часточок під впливом сили гравітації, випадання різних домішок з опадами (дощ інтенсивністю 1 мм/год за 45 хв вимиває з повітря 28 % часточок пилу діаметром 10 мкм). Проте від величезної кількості забруднювальних речовин, що надходять в атмосферу сьогодні, вона не встигає самоочищуватись. Так, при спалюванні за рік 2,1 млрд т кам'яного вугілля і 0,8 млрд т бурого в навколишнє середовище потрапляє 225 тис. т арсену, 225 тис. т германію, 153 тис. т кобальту і, крім того, мільйони тони пилу з металургійних заводів, майже 1/5 частина світового виробництва цементу.

За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері  становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50- 100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря.

Головними екологічними глобальними  наслідками забруднення атмосфери є:  · парниковий ефект;  · озонова дірка;   · кислотні дощі;   · смог.

4.1 Фотохімічний туман (смог)

Фотохімічний  туман є багатокомпонентною суміші газів і аерозольних частинок первинного і вторинного викиду. До складу основних компонентів змогу входять озон оксиди азоту і сірки, численні органічні сполуки окисленої природи, звана в сукупності фотооксидантами. Фотохімічний зміг виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і безвітря або дуже слабого обміну повітря в приземному шарі при могутній і в течія не менше діб підвищеної інверсії. Стійка безвітряна погода, звичайно що супроводжується інверсіями, необхідними для створення високої концентрації реагуючих речовин.

Такі умови  створюються частіше в червні-вересні  і рідше взимку.

При тривалій ясній  погоді сонячна радіація викликає розщеплювання  молекул діоксиду азоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню. Атомарній кисень з молекулярним киснемо дають озон. Здавалося б, останній, окисляючи оксид азоту, повинний перетворуватися в молекулярний кисень, а оксид азоту - в діоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефінами вихлопних газів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку і утворюють осколки молекул і надлишок озону. В результаті продовження дисоціації нові маси діоксиду азоту расщеппляются і дають додаткові маси озону. Виникає циклічна реакція, у результаті якої в атмосфері поступово нагромаджується озон. Цей процес в нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні перекиси, які в сумі і утворюють характерні для фотохимического туману оксиданти. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, відмінних особливі реакційні дії . Такі явища бувають над Лондоном Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи і Америки. По своїй фізіологічній дії на організм людини сморід украй небезпечний для дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

4.2 Парниковий ефект

Клімат Землі, що залежить головним чином від стану її атмосфери, протягом геологічної історії періодично змінювався: чергувалися епохи значного похолодання, коли більші території покривалися льодовиками, і епохи потепління. Але останнім часом учені метеорологи б'ють тривогу: схоже на те, що атмосфера Землі розігрівається значно швидше, ніж коли-небудь у минулому. Це обумовлено діяльністю людини, що, по-перше, розігріває атмосферу шляхом спалювання великої кількості вугілля, нафти, газу, а також роботи атомних електростанцій. По-друге, і це головне, спалювання органічного палива, а також знищення лісів приводить до нагромадження в атмосфері великої кількості вуглекислого газу. За останні 120 років зміст цього газу в повітрі збільшилося на 17%. У земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в теплиці або парнику: він вільно пропускає до поверхні Землі сонячні промені, але втримує тепло нагрітої Сонцем поверхні Землі. Це викликає розігрівання атмосфери, відоме як парниковий ефект. По підрахунках учених, у найближчі десятиліття середньорічна температура на Землі за рахунок парникового ефекту може збільшитися на 1,5 - 2 (С.

Ести людство не зменшить кількість забруднень атмосфери, і глобальна температура буде збільшуватися й далі, як це має місце протягом останніх 20 років, те дуже швидко клімат стане тепліше, ніж у який-небудь час на Землі за останні 100 000 років. Це викличе активне прискорення глобальної екологічної кризи.

4.3 Озонова діра в атмосфері

На висоті 20-50 км повітря  одержить підвищена кількість озону. Озон утвориться в стратосфері за рахунок молекул звичайного, двохатомного кисню ПРО2, що поглинає тверде УФ випромінювання. Енергія променів УФ-В й УФ-С витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню:3ПРО2 -> 2ПРО3 і тому до поверхні землі вони не доходять, туди проникає лише значно ослаблений потік «м'якого» УФ-С.

Останнім часом учені  надзвичайно стурбовані зниженням змісту озону в озоновому шарі атмосфери. Над Антарктидою виявлена «діра» у цьому шарі, де зміст його менше звичайного на 40 – 50%. Ця озонова діра рік у рік збільшує свою площу й сьогодні вона вже більше материка Антарктида. Озонова діра обумовила посилення УФ - тла в країнах, розміщених у Південній півкулі, ближче до Антарктиди, насамперед у Новій Зеландії. Медики цієї країни б'ють тривогу, констатуючи значне підвищення кількості захворювань, обумовлених збільшеним УФ - фоном, таких, як рак шкіри й катаракта очей. Установлено, що ушкодженню озонового шару сприяє деякі хімічні речовини (наприклад, оксиди азоту), які попадають у стратосферу з висхідними повітряними плинами. Отут вони вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Але в той же час оксидів азоту в атмосфері дуже мало, вони нестійкі й серйозно не впливають на кількість озону в стратосфері. Але з'явилося інше джерело озоноповреждающій речовин – це діяльність людини. Сучасна промисловість усе в більших кількостях використає так називані фреони (хлорфторметани, такі як CFCL3, CF2ClCBr). Вони широко використаються як холодоагенти в рефрижераторах і домашніх холодильниках, як аерозольні розприскувачі в балончиках з фарбою, лаком, парфумерією, для очищення напівпровідникових схем. Сьогодні у світі щорічно випускається кілька мільйонів тонн фреонів.

Для людей пари фреонів  не шкідливі, але вони надзвичайно  стійкі й можуть зберігатися в  атмосфері до 80 років. Пари фреонів  з висхідними повітряними плинами  попадають у стратосферу, де під впливом УФ випромінювання Сонця їхні молекули розпадаються, звільняючи атома хлору. Ця речовина діє, як дуже сильний каталізатор, розкладаючи молекули озону до кисню. Один атом хлору здатний розкласти 100 000 молекул озону.

Під погрозою зникнення озонового шару керівники багатьох країн миру вирішили рішуче діяти. И в 1985 р. у Монреаль указами більшості країн миру був підписаний протокол про охорону атмосферного озону. Вирішено до 2000-го року зменшити на 50% використання фреонів, а незабаром і зовсім відмовитися від них, заміняючи їхніми безпечними сполуками.

4.4 Кислотні дощі

Важливою екологічною  проблемою стало випадання кислотних  дощів. Щорічно при спалюванні палива в атмосферу надходить до 15 млн. т двоокису сірки, який, сполучаючись з водою, утворює слабкий розчин сірчаної кислоти, що разом з дощем випадає на землю. Кислотні дощі негативно впливають на людей, врожай, споруди і т. ін.

Кислотні дощі виникають у результаті поєднання  з атмосферним киснем двоокису сірки  та оксидів азоту, які викидаються  у атмосферу працюючими на вугіллі та нафті електростанціями, металургійними заводами, а також автомобільним транспортом. Добуті таким шляхом зневоднені сірчана та азотна кислоти відносяться вітрами у вигляді дощів та нерідко мають значну кислотність. Фільтруючись у ґрунті, вода кислотних дощів уносить багато поживних речовин: кальцій, магній, калій та натрій. Їх місце займають токсичні метали, які під дією дощів стають розчинними та вбивають мікроорганізми, які розкладають органічні залишки і ґрунт залишається без поживних речовин.

Оксиди сірки  й азоту, що потрапляють в атмосферу  внаслідок роботи ТЕС і автомобільних  двигунів, сполучаючись з атмосферною  вологою, утворюють дрібні капельки сірчаної та азотної кислот, які  переносяться вітрами у вигляді  кислотного туману й випадають на Землю у вигляді кислотних дощів. Ці дощі мають шкідливу дію на фактори навколишнього середовища:

· врожайність  багатьох с/г культур знижується на 3-8% внаслідок ушкодження листя  кислотами;

· кислі опади  спричинюють вимивання з грунтів кальцію, калію та магнію, що веде до деградації флори і фауни;

· деградують і  гинуть ліси;

· отруюється вода озер і ставків, у яких гине риба і численні види комах;

· зникнення  комах у водоймах призводить до щезання  птахів і тварин, які ними живляться;

· зникнення лісів у гірських районах зумовлює збільшення кількості гірських зсувів і селей;

· різко прискорюється  руйнування пам´ятників архітектури, житлових будинків;

• вдихання людьми повітря, забрудненого кислотним туманом, спричинює захворювання дихальних шляхів, подразнення очей тощо.

За даними екологів, у Швейцарії від кислотних  дощів засихає третина лісів, 69% оглянутих букових дерев у  лісах Великобританії висихають  з верхівок. У Швеції 18 тисяч озер отруєно цими дощами, а у 9 тисяч  з них риба вже частково вимерла, а в 4 тисячах – зникла зовсім.

Великою загрозою є “інтернаціональний” характер цього забруднення, адже повітряні  течії розносять кислотні тумани на тисячі кілометрів від місць їх виникнення. Ті ж, наприклд, шведські озера  були пошкоджені кислотними дощами, що утворилися внаслідок викидів ТЕС і металургійних підприємств Великобританії. Пануючі в цьому районі західні вітри розносять отруту далеко від Британських

островів –  аж до Скандинавії. Кислотні дощі в  Канаді - принесені з США, в Україні  – з Румунії тощо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ

Існує дві головних джерела забрудненняатмо сфери: природне та антропогенне . Природне джерело - це вулкани, пилові бурі, вивітрювання, лісние пожежі, процеси розкладання рослин та тварин.

До основним антропогенними джерелами  забруднення атмосфери являються підприємстватопливно-енергетичес кого комплексу, транспорт, різні машинобудівникние підприємства .

Крім газоподібних забруднюючих речовин, ватмо сферу надходить дуже багато твердих частинок. Це пил, кіптява  і сажа. Велику небезпека таїть забруднення природного довкілля важкими металами. Свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром, ванадій сталипрактичес кі постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостра проблема забрудненнявоздуха свинцем.

Глобальне забруднення атмосферного повітря відображаєтьсяна стані природних екосистем, особливо у зеленоном покрові нашої планети. Однією з найбільш наочних показників стану біосфери служать лісу їхсамочувствие.

Кислотні дощі, викликані переважнодиоксидом сірки і оксидами азоту, завдають величезної шкоди ліснимбиоценозам. Встановлено, що хвойні породи жнива ют від кислотних дощів більшою мірою, ніжшироколиственние.

Лише на самій території нашої  країни загальна площа лісів, уражених промисловими викидами, досягла 1 млн га. Значним чинником деградації лісів останніми роками є забрудненню довкілля радіонуклідами. Так було в результаті аварії на Чорнобильською АЕС уражена 2,1 млн га лісових массивов .

Особливо сильно страждають зелених  насаджень в промишленних містах, атмосфера яких містить більшое кількість забруднюючих речовин.

Повітряна екологічна проблема виснаженняозоново  го шару, зокрема поява озонових дір надАнтарктидой іАрктикой, пов'язані  з надмірним застосуванням фреонів  у виробництві та побуті.

Господарська діяльність людини, набуваючи дедалі більше глобального характеру, починає надавати дужеощутимое впливом геть процеси, які у біосфері. Ви вже дізналися про деякі результатах діяльності та на біосферу. На щастя, до певного рівня біосфера здатна до саморегуляції, що дозволяє мінімізувати негативні наслідки дій людини. Але є межа, коли біосфера не можеподдер живати рівновагу. Починаються незворотні процеси, приводящие до екологічних катастроф. З ними людство вже зіштовхнулося кількох регіонах планети.

 

Використана література:

Владимиров  А.М. і ін. Охорона навколишнього  середовища. Харків : 1991.