Хімічне забруднення атмосфери

Звичайно це відбувається тоді , коли в шарі повітря  безпосередньо над джерелами  газопилової емісії існує інверсія - розташування кулі більш холодного повітря під теплим, що затримує перенесення домішок вгору. В результаті шкідливі викиди зосереджуються під кулею інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однією з причин раніше вивчення в природі фотохімічного туману.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Забруднення атмосфери рухомих джерел викидів

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 США в цілому по країні принаймні 40 % загальної маси п'яти основних забруднюючих речовин складають викиди рухомих джерел.

2.1 Автотранспорт

Вплив транспорту на атмосферне повітря. 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 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
Макрочастки	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

Наближений  склад (% по обсягу) вихлопних газів  автомобілів

Табл. 2

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

Основній внесок в забруднення атмосфери вносять  автомобілі, що працюють на бензині (в  США на їх частку доводитися близько 75 %), потім літаки (приблизно 5 % ), автомобілі з дизельними двигунами (близько 4 %), трактори і інші сільськогосподарські машини (близько 4 % ), залізничний і водний транспорт (приблизно 2 %). До основних забруднюючим атмосферу речовин, які викидають рухомі джерела (загальне число таких речовин перевищує 40), відносяться оксид вуглецю (в США його частка в загальній масі складає близько 70 %), вуглеводні (приблизно 19 % ) і оксиди азоту (близько 9 % ). Оксид вуглецю (CO) і оксиди азоту поступають в атмосферу тільки з вихлопними газами, тоді як не повністю згорілі вуглеводні поступають як разом з вихлопними газами , так і з картера , паливного бака і карбіратора тверді домішки поступають в основному з вихлопними газами і з картера .

Найбільша кількість забруднюючих речовин викидається при розгоні автомобіля, особено при швидкому, а також при русі з малою швидкістю . Відносна частка (від загальної маси викидів) вуглеводнів і оксиду вуглецю найбільш висока при гальмуванні і на холостому ходу, частка оксидів азоту при розгоні. З цих даних виходить, що автомобілі особливо сильно забруднюють повітряне середовище при частих зупинках і при русі з малою швидкістю.

Створювані в містах системи  руху в режимі "зеленої хвилі", істотно скорочують число зупинок транспорту на перехрестях, покликані скоротити забруднення атмосферного повітря в містах. Великий вплив на якість і кількість викидів домішок надає режим роботи двигуна, зокрема співвідношення між масами палива і повітря, момент запалення, якість палива, відношення поверхні камери згоряє до її об'єму . При збільшенні відношення маси повітря і палива, що поступає в камеру згоряє, скорочуються викиди оксиду вуглецю і вуглеводнів, але зростає викид оксидів азоту

Не дивлячись на те що дизельні двигуни більш економні, таких речовин, як HnCm, NОx, викидають не більш, ніж бензинові, сморід істотно більше викидають диму (переважно незгорілого вуглецю), який до того ж володіє неприємним запахом створюваним деякими незгорілими вуглеводнями). В поєднанні ж із створюваним шумом дизельні двигуни не тільки сильніше забруднюють середовище, але і впливають на здоров'я людини набагато більшою мірою, ніж бензинові

2.2 Літаки

Хоча сумарний викид забруднюючих речовин двигунами літаків порівняно  невеликий (для міста, країни), в районі аеропорту ці викиди вносять визначальний внесок в забруднення середовища. До того ж турбореактивні двигуни (так саме як дизельні) при посадці і зльоті викидають добрі помітний на око шлейф диму. Значну кількість домішок в аеропорту викидають і наземні пересувні засоби, під'їжджаючі і від'їжджаючі автомобілі.

В аеропорту Лос-Анджелеса  в 1970 г емісія від літаків і  наземних засобів склала:

Речовина Аерозоль Емісія Hn Cm Noх

Літаки 10250 18000 2500 3820

наземні засоби 8980 1235 750 80

Згідно отриманим оцінкам, в середньому близько 42 % загальної витрати палива витрачається на вирулювання літака до злітно-посадочної смуги (ВПП) перед зльотом і на зарулювання з ВПП після посадки (за годиною в середньому близько 22 мін). При цьому частка незгорілого і викинутого в атмосферу палива при рулюванні набагато більше, ніж у польоті. Крім поліпшення роботи двигунів (розпиленість палива, збагачення суміші в зоні горіння, використовування присадок до палива, уприскування води і ін.), істотного зменшення викидів можна добитися шляхом скорочення години роботи двигунів на землі і числа працюючих двигунів при рулюванні (тільки за рахунок останнього досягається зниження викидів в 3 - 8 разів).

В останні 10 - 15 років велику увагу надається  дослідженню тихий ефектів, які можуть виникнути у зв'язку з польотами надзвукових літаків і космічних кораблів. Ці польоти супроводжуються забрудненням стратосфери оксидами азоту і сірчаною кислотою (надзвукові літаки), а також частинками оксиду алюмінію (транспортні космічні кораблі). Оскільки ці забруднюючі речовини руйнують озон, то спочатку створилася думка (підкріплене відповідними модельними розрахунками), що плановане зростання числа польотів надзвукових літаків і транспортних космічних кораблів приведе до істотного зменшення озону зі всіма подальшими згубними діями ультрафіолетової радіації на біосферу Землі. Проте більш глибокий підхід до цієї проблеми дозволивши зробити висновок про слабий вплив викиди надзвукових літаків на стан стратосфери. Так, при сучасному числі надзвукових літаків і викиді забруднюючих речовин на висоті близько 16 км відносне зменшення змісту О3 може скласти приблизно 0.60 ; якщо їх число зросте до 200 і висота польоту буде близька до 20 км, то відносне зменшення змісту О3 може піднятися до 17%. Глобальна приземна температура повітря за рахунок парникового ефекту, створюваного викидами надзвуковими літаками може підвищиться не більше ніж на 0,1C/

Більш сильну дію на озон і глобальну температуру повітря можуть надати хлорфторметани (ХФМ0 фреон-11 і фреон-12 гази, що утворюються зокрема, при випаровуванні аерозольних препаратів, які використовуються (переважно жінками) для фарбування волосся. Оскільки ХФМ дуже інертні, то сморід розповсюджуються і довго живуть не тільки в тропосфері, але і в стратосфері. Володіючи досить сильними смугами поглинання у вікні прозорості атмосфери (8-12 мкм), фреони усилюють парниковий ефект. Що намітилося в останні десятиріччя темпи зростання виробництва фреонів можуть привести до збільшення змісту фреону-11 і фреону-12 в 2030 р. до 0,8 і 2,3 млрд (при сучасних значеннях 0,1 і 0,2 млрд). Під впливом такої кількості фреонів загальний вміст озону в атмосфері зменшиться на 18%, а в нижній стратосфері навіть на 40; глобальна приземна температура зросте на 0,12-0,21.

На закінчення можна відзначити, що всі ці антропогенні ефекти перекриваються в глобальному  масштабі природними чинниками, наприклад, забрудненням атмосфери вулканічними виверженнями.

2.3 Шуми

Шуми відносяться  до числа шкідливих для людини забруднень атмосфери. Дратівлива дія  звуку (шуму) на людину залежить від  його інтенсивності, спектрального  складу і тривалості дії. Шуми із ширшими  спектрами менш дратівливі, ніж шуми вузького інтервалу частот. Найбільше роздратування викликає шум в діапазоні частот 3000-5000 Гц.

Робота в  умовах підвищеного шуму по-перше  викликає швидку стомлюваність, загострює  слух на високих частотах. Потім  людина як би звикає до шуму, чутливість до високих частот різко падає, починається погіршення слуху, яка поступово перетворується в глухоту. При інтенсивності шуму 145-140 дБ виникають вібрації в м'яких тканинах носа і горла, а також в кістках черепи і зубах; якщо інтенсивність перевищує 140 дБ, то починає вібрувати грудна клітка, м'яза рук і ніг, з'являються біль у вухах і голові, крайня утомленість і дратівливість; при рівні шуму понад 160 дБ відбутися розрив барабанних перетинок.

Проте шум згубно діє не тільки на слуховий апарат, але  і на центральну нервову систему людини, роботу серця, служити причиною багатьох інших захворювань. Одним з наймогутніших джерел шуму є вертольоти і літаки особливо надзвукові.

При тихий високих  вимогах до точності і надійності керування сучасним літаком, які  пред'являються до екіпажа літального апарату, підвищені рівні шумів надають негативну дію на працездатність і швидкість ухвалення інформації екіпажем. Шуми, створювані літаками, викликають погіршення слуху і інші хворобливі явища у працівників наземних служб аэропортоа, а також у жителів населених пунктів, над якими пролітають літаки. Негативна дія на людей залежить не тільки від рівня максимального шуму, створюваного літаком при польоті, але і від тривалості дії, загального числа прольотів за добу і фонового рівня шумів. На інтенсивність шуму і площу розповсюдження істотний вплив надають метеорологічні умови: швидкість вітру, розподіл її і температури повітря по висоті, хмари і осідання.

Особливо гострий  характер проблема шуму придбала у  зв'язку з експлуатацією надзвукових  літаків. З ними пов'язані шуми, звуковий удар і вібрація жител поблизу аеропортів. Сучасні надзвукові літаки породжують шуми, інтенсивність яких значно перевищує гранично допустимі норми.

3. Вплив забруднення атмосфери на людину рослинний і тваринний світ

Всі забруднюючі атмосферного повітря речовини в більшому або меншому ступені роблять негативний вплив на здоров'я людини. Ці речовини потрапляють в організм людини переважно через систему дихання. Органи дихання страждають від забруднення безпосередньо, оскільки близько 50% частинок домішки радіусом 0,01-0.1 мкм, проникаючих в легені, осідають в них.

Проникаючі  в організм частинки викликають токсичний  ефект, оскільки сморід: а токсичні (отруйні) по своїй хімічній або фізичній природі; б) служать перешкодою для одного або декількох механізмів, за допомогою яких нормально очищається респіраторний (дихальний) тракт; в) служать носієм поглиненого організмом отруйної речовини.

В деяких випадках дія забруднюючих речовин в комбінації з іншими приводять до більш серйозних розладів здоров'я, ніж дія шкірного з їх окремо. Велику роль грає тривалість дії.

Статистичній  аналіз дозволивши достатньо надійно  встановити залежність між рівнем забруднення  повітря і такими захворюваннями, як поразка верхніх дихальних  шляхів, серцева недостатність, бронхіти, астма, пневмонія, емфізема легенів, а також хвороби очей. Різке підвищення концентрації домішок, що зберігається протягом декількох днів, збільшує смертність людей немолодого віку від респіраторних і серцево-судинних захворювань. В грудні 1930 р. в долині річки Маас (Бельгія) наголошувалося сильне забруднення повітря протягом 3 днів; в результаті сотні людей захворіли, а 60 чоловік померли - це більш ніж в 10 разів вище середній смертності. В січні 1931 р. в районі Манчестера (Великобританія) протягом 9 днів спостерігалося сильне задимлення повітря, яке стало причиною смерті 592 чоловік. Широку популярність здобули випадки сильного забруднення атмосфери Лондона, що супроводжувалися численними смертельними результатами. В 1873 р. в Лондоні було відзначено 268 непередбачених смертей. Сильне задимлення в поєднанні з туманом в період з 5 по 8 грудня 1852 р. привело до загибелі більше 4000 жителів Великого Лондона. В січні 1956 р. близько 1000 лондонців загинули в результаті тривалого задимлення. Велика частина , хто помер несподівано, страждали від бронхіту, емфіземи легенів або серцево-судинними захворюваннями.

3.1 Вплив радіоактивних речовин на рослинний і тваринний світ