Джерела й результати забруднення атмосфери

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 

НАЦІОНАЛЬНИЙ  ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

 

 

Кафедра “Охорона праці та навколишнього середовища”

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

за темою:

“ Джерела й результати забруднення атмосфери”

 

 

                                                                                        Виконав: 

Ст.гр. МШ-32у Подріз Євген Григорович

                                                                  Перевірив:

                                                                                  Проф. Древаль О.М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Харків - 2013

 

План

 

 

 

Вступ

1. Хімічне забруднення атмосфери

2 Фотохімічний туман (смог)

3. Забруднення атмосфери автотранспортом

4. Вплив забруднення атмосфери на людину, рослинний і тваринний світ.

 

 

Вступ

 

На всіх стадіях свого розвитку людина була тісно пов'язана з навколишнім світом. Але з тих пір, як з'явилося високорозвинене суспільство, небезпечне втручання людини в природу різко посилилося, розширився об'єм цього втручання, воно стало великообразне і загроза загрожує стати глобальною проблемою для людства. Втрата невідновних видів сировини підвищується, все більше орних земель вибуває з економіки так на них будуються міста і затони. Людині доводитися все більше втручатися в господарство біосфери - тій частині нашій планети, в якій існує життя. Біосфера Землі в наш час піддається наростаючому антропогенному дійству. При цьому можна виділити дещо найістотніших процесів, будь-який з яких не покращує екологічну ситуацію на планеті.

Най масштабнішим і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природа. Серед їх - газоподібні і аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує і накопичення вуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу усилюватиме небажану тенденцію убік підвищення середньорічної температури на планеті. Викликає тривогу у екологів і забруднення Світового океану, що продовжується нафтою і нафтопродуктами, що досягло вже 11/5 його загальної поверхні. Нафтове забруднення таких розмірів може викликати велике порушення газо і водообміну між гідросферою і атмосферою. Не викликає сумнівів і значення хімічного забруднення ґрунтів пестицидами і її підвищена кислотність, прямуюча до розпаду екосистеми. В цілому всі розглянуті чинники яким можна приписати забруднюючий ефект, надають помітний вплив на процеси, що відбуваються в біосфері.

 

 

1. Хімічне забруднення атмосфери

 

Найбільш масштабним і значним  є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні  й аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Людина забруднює атмосферу  вже тисячоліттями, однак, наслідки застосування вогню, яким вона користувалась  весь цей період, були незначні. Доводилося миритися з тим, що дим заважав  диханню і що сажа лягала чорним покривом на стелі і стіни житла. Одержуване тепло було для людини важливіше, ніж чисте повітря  і не закопчені стіни печери. Це початкове забруднення повітря  не представляло проблеми, тому що люди жили тоді невеликими групами, займаючи незмірно велике недоторкане природне середовище. І навіть значне зосередження людей на порівняно невеликій  території, як це було в класичній  стародавності, не супроводжувалося ще серйозними наслідками.

Так було аж до початку дев'ятнадцятого  століття. Лише за останні сто років  розвиток промисловості "обдарував" нас такими виробничими процесами, наслідки яких людина спочатку ще не могла  собі уявити.

В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у  загальному забрудненні повітря  сильно розрізняється в залежності від місця. Зараз загальновизнано, що найбільш сильно забруднює повітря  промислове виробництво. Джерела забруднень - теплоелектростанції, що разом з  димом викидають у повітря  сірчистий і вуглекислий гази; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, що викидають  у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, з'єднання фосфору, частки і з'єднання ртуті і  миш'яку; хімічні і цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють у повітря  в результаті спалювання палива для  потреб промисловості, опалення житла, роботи транспорту, спалювання і переробки  побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднення розділяють на первинні, що надходять безпосередньо  в атмосферу, і вторинні, що є результатом  перетворення останніх. Так, сірчистий  газ, що надходить в атмосферу, окислюється  до сірчаного ангідриду, який взаємодіє  з парами води й утворює крапельки  сірчаної кислоти. При взаємодії  сірчаного ангідриду з аміаком  утворюються кристали сульфату амонію. Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій  між забруднюючими речовинами і  компонентами атмосфери утворюються  інші побічні ознаки. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті  є теплові електростанції, металургійні і хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% твердого і рідкого палива, яке добувається щорічно. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні.

A) Оксид вуглецю.

Виникає при неповному згорянні вуглеводистих речовин. У повітря  він потрапляє в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами автомобілів і викидами промислових  підприємств. Щорічно цього газу надходить в атмосферу не менш 1250 млн. т. Оксид вуглецю, є з'єднанням, що активно реагує зі складовими частинами  атмосфери і сприяє підвищенню температури  на планеті, і створенню парникового  ефекту.

Б) Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння палива, яке містить сірку, чи переробки сірчистих руд (до 170 млн. т. на рік). Частина з'єднань сірки виділяється при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах. Тільки в США загальна кількість викинутого в атмосферу сірчистого ангідриду складає 65 % від загальносвітового викиду.

B) Сірчаний ангідрид. Утворюється при окислюванні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль чи розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкислює ґрунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових смолоскипів хімічних підприємств відзначається за наявністю низької хмарності і високої вологості повітря. Листові пластинки рослин, що виростають на відстані менше 11км. від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні дрібними некротичними плямами, що утворилися в місцях осідання краплі сірчаної кислоти. Металургійні підприємства кольорової і чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.

Г) Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу окремо чи разом з іншими з'єднаннями сірки. Основними джерелами викиду є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються повільному окислюванню до сірчаного ангідриду.

Д) Окисли азоту. Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту, нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість окисів азоту, що надходять в атмосферу, складає 20 млн. т. на рік.

Є) З'єднання фтору. Джерелами забруднення є підприємства з виробництва алюмінію, емалі, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Речовини, що містять фтор, надходять в атмосферу у вигляді газоподібних з'єднань — фтор вуглецю чи пилу фториду натрію і кальцію. З'єднання характеризуються токсичним ефектом. Похідні фтору є сильними інсектицидами.

Ж) З'єднання хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що виробляють соляну кислоту, пестициди, що містять хлор, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері зустрічаються, як домішки, молекули хлору і пари соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видом з'єднань і їхньою концентрацією.

В металургійній промисловості  при виплавці чавуна і при переробці  його на сталь відбувається викид  в атмосферу різних важких металів  і отруйних газів. Так, у розрахунку на 1 т. передільного чавуну виділяється  крім 12,7 кг. сірчистого газу і 14,5 кг. пилових  часток, що визначають кількість з'єднань миш'яку, фосфору, сурми, свинцю, парів  ртуті і рідких металів, смоляних речовин і ціанистого водню.

 

2 Фотохімічний туман (смог)

 

Фотохімічний туман є багатокомпонентною суміщу газів і аерозольних частинок первинного і вторинного викиду. До складу основних компонентів змогу входять озон оксиди азоту і сірки, численні органічні сполуки окисленої природи. Фотохімічний змог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і безвітря. 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 діоксину азоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню. Атомарний кисень з молекулярним киснемо дають озон. Здавалося б, останній, окислювач оксид азоту, повинний перетворюватися в молекулярний кисень, а оксид азоту - в діоксин. 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 діоксину азоту розкладаються 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. Такі явища бувають над Лондоном Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи і Америки. По своїй фізіологічній дії на організм людини смог украй небезпечний для дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

 

 

 

3. Забруднення атмосфери автотранспортом

 

В останні десятиріччя у зв'язку з швидким розвитком автотранспорту і авіації істотно збільшилася частка викидів, що поступають в атмосферу від рухомих джерел: вантажних і легкових автомобілів, тракторів, тепловозів і літаків. Згідно оцінкам, в містах на частку автотранспорту доводитися (в залежності розвитку в даному місті промисловості і числа автомобілів) від 30 до 70 % загальної маси викидів.

           В промислово розвитих країнах основним джерелом забруднення атмосфери є автотранспорт, парк якого безупинно росте. Якщо в 1900 р. на планеті нараховувалося біля 6 тис. автомобілів, то до 2000 р. чисельність світового парку автомашин досягла 500 млн. одиниць.

Частка автотранспорту в  забрудненні атмосфери продуктами згоряння показана в табл.1.

Таблиця 1 “Обсяги викидів продуктів згоряння, млн. т. рік -1”

Продукти згоряння	Джерела продуктів згоряння
	автомобілі	електростанції, промисловість  і т.д.
Оксид вуглецю	59,7	5,2
Вуглеводні й інші органічні  речовини	10,9	6,4
Оксиди азоту	5,5	6,5
Сполуки , що містять сірку	1,0	22,4
Мікрочастки	1,0	9,8

 

Викиди автомобільного транспорту істотно залежать від режиму роботи двигуна і якості використовуваного  палива. Зразковий склад вихлопних  газів автомобілів поданий у табл. 2

 

Табл. 2  “Наближений склад (% по обсягу) вихлопних газів автомобілів”

Компоненти	Вміст компонентів у вихлопах
	карбюраторний двигун	дизельний двигун
N2	74-77	76-78
О2	0,3-8	2-18
Н2О	3,0 - 5,5	0,5 - 4.0
СО2	5,0-12,0	1,0-10,0
СО	5.0 - 10,0	0,01 - 0,5
Оксиди сірки	0-0,8	2* 10 -4 - 0,5
Вуглеводні	0,2 - 3,0	1 * 10 -3 - 0,5
Альдегіди	0-0,2	(1 - 9) * 10 -3
Сажа	0-0,4 г / м -3	0,01 -1,1 г / м -3
Бензапірен	(10-20) * 10-6 г/м –3	до 1 * 10 -5 г / м -3