Экологические проблемы атмосферы. Кислые осадки. Проблема озонового слоя в атмосфере. Понятие о парниковом эффекте - Экология - Скачать бесплатно
Красноярский Государственный Педагогический
Университет
Кафедра медико-физиологических Основ физической культуры
Реферат
ТЕМА:
Экологические проблемы атмосферы.
Кислые осадки. Проблема озонового слоя в
атмосфере. Понятие о парниковом эффекте.
Выполнила: Дранишникова
Анна Васильевна
Группа: 5,5 лет
г. Красноярск 2005г.
| | Оглавление.
|1.Введение |3 |
|2.Экологические проблемы атмосферы |5 |
|3.Проблема озонового слоя |11 |
|4.Понятие парниковый эффект |13 |
|5.Кислотные дожди |18 |
|6.Заключение |25 |
|7.Список используемой литературы |27 |
«Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека
заключается в том, чтобы уничтожить свой
род, предварительно сделав земной шар
непригодным для обитания».
Жан Батист Ламарк
Вступление
Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия
привела к серьезному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами
производства. Воздушный бассейн, воды и почва в районах крупных
промышленных центров часто содержат токсичные вещества, концентрация
которых превышает предельно допустимую. Поскольку случаи значительного
превышения допустимой концентрации достаточно часты и наблюдается рост
заболеваемости, связанной с загрязнением природной среды, в последние
десятилетия специалисты и средства массовой информации, а вслед за ними и
население стали употреблять термин «экологический кризис».
Прежде всего следует разделить понятия "локальный экологический
кризис" и "глобальный экологический кризис". Локальный экологический кризис
выражается в местном повышении уровня загрязнений - химических, тепловых,
шумовых, электромагнитных - за счет одного или нескольких близко
расположенных источников. Как правило, локальный экологический кризис может
быть более или менее легко преодолен административными и или экономическими
мерами, например, за счет совершенствования технологического процесса на
предприятии-загрязнителе или за счет его перепрофилирования или даже
закрытия. Много более серьезную опасность представляет глобальный
экологический кризис. Он является следствием всей совокупности
хозяйственной деятельности нашей цивилизации и проявляется в изменении
характеристик природной среды в масштабах планеты и, таким образом, опасен
для всего населения Земли. Бороться с глобальным экологическим кризисом
гораздо труднее, чем с локальным, и эта проблема будет считаться решенной
только в случае минимизации загрязнений, произведенных человечеством, до
уровня, с которым природа Земли будет в состоянии справиться
самостоятельно. В настоящее время глобальный экологический кризис включает
четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение
планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.
Еще в конце позапрошлого века Фридрих Энгельс предупреждал: «Не
будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую
такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую
очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью
очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто
уничтожают последствия первых». Знакомство с проблемой кислотных дождей
подтвердит нам правоту этих слов.
Преодоление экологического кризиса во всех его проявлениях, ведущих к
деградации природы и, как следствие, к деградации и исчезновению
человечества, жизненно необходимо.
Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или
образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих
нормативы качества или уровня естественного содержания.
Загрязняющее вещество — примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при
определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье
человека, объекты растительного и животного мира и другие компоненты
окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.
В последние годы содержание в атмосферном воздухе российских городов и
промышленных центров таких вредных примесей, как взвешенные вещества,
диоксид серы, существенно уменьшилось, так как со значительным спадом
производства сократилось число промышленных выбросов, а концентрации оксида
углерода и диоксида азота выросли в связи с ростом парка автомобилей.
Список городов с катастрофическим уровнем загрязнения атмосферного
воздуха в России увеличивается ежегодно, но многие годы в нем числятся
Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Москва,
Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Тольятти.
Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия
черной и цветной металлургии, химическая и нефтехимическая промышленность,
стройиндустрия, энергетические предприятия, целлюлозно-бумажная
промышленность, автотранспорт, а в некоторых городах и котельные.
Черная металлургия. Процессы выплавки чугуна и переработки его на сталь
сопровождаются выбросом в атмосферу различных газов. Выброс пыли в расчете
на 1 т предельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа — 2,7 кг,
марганца — 0,1—0,6 кг.
Источником загрязнения воздуха сернистым газом являются агломерационные
фабрики. Во время агломерации (Агломерация - в металлургии термический
способ окускования мелких рудных материалов (спеканием) для улучшения их
металлургических свойств) руды происходит выгорание серы из пиритов.
Сульфидные руды содержат до 10% серы, а после агломерации ее остается
0,2—0,8%. Выброс сернистого газа при этом может составить до 190 кг на 1 т
руды (т.е. работа одной ленточной машины дает около 700 т сернистого газа в
сутки).
Значительно загрязняют атмосферу выбросы мартеновских и конвертерных
сталеплавильных цехов. Плавление стали сопровождается выгоранием некоторых
количеств углерода и серы, в связи с чем в отходящих газах мартеновских
печей при кислородном дутье содержится до 60 кг окиси углерода и до 3 кг
сернистого газа в расчете на 1 т выплавляемой стали.
Цветная металлургия. Вредные вещества образуются при производстве
глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и других металлов в
печах (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.), на дробильно-
размольном оборудовании, в конвертерах, местах погрузки, выгрузки и
пересылки материалов, в сушильных агрегатах, на открытых складах. В
основном предприятия цветной металлургии загрязняют атмосферный воздух
сернистым ангидридом (SO2)(75% суммарного выброса в атмосферу), окисью
углерода (10,5%) и пылью (10,4%).
Химическая и нефтехимическая промышленность. Выбросы в атмосферу в
химической промышленности происходят при производстве кислот (серной,
соляной, азотной, фосфорной и др.), резинотехнических изделий, фосфора,
пластических масс, красителей и моющих средств, искусственного каучука,
минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола, бензола),
крекинге нефти.
Разнообразием исходного сырья для производства определяется состав
загрязняющих веществ — в основном окись углерода (28% суммарного выброса в
атмосферу), сернистый ангидрид (16,3%), окислы азота (6,8%) и др. В
выбросах содержится аммиак (3,7%), бензин (3,3%), сероуглерод (2,5%),
сероводород (0,6%), толуол (1,2%), ацетон (0,95%), бензол (0,7%), ксилол
(0,3%), дихлорэтан (0,6%), этилацетат (0,5%), серная кислота (0,3%).
Решение экологических проблем в отрасли осложнено эксплуатацией
морально и физически устаревшего оборудования (60% — эксплуатируется более
10 лет, до 20% — свыше 20 лет, до 10% — более 30). Происшедшие в последние
годы катастрофы на химических предприятиях в Уфе, Стерлитамаке, Томске,
Ангарске, Салавате, Ставрополе, других городах, постоянные локальные взрывы
и разрушения объектов с человеческими жертвами, заражение атмосферы и
других объектов окружающей среды свидетельствуют о том, что ситуация в
отрасли критическая. Следует отметить, что в последние годы выбросы в
атмосферу загрязняющих веществ предприятиями отрасли резко снизились.
Однако произошло это не потому, что были проведены эффективные
природоохранные мероприятия, а из-за спада производства.
Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности, концентрация которых
особенно велика в Башкортостане, Самарской, Ярославской и Омской областях,
загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (23% от суммарного выброса),
сернистого газа (16,6%), окиси углерода (7,3%), окислов азота (2%).
Особую экологическую опасность представляет разработка месторождений
нефти и газа с повышенным содержанием сероводорода.
Промышленность строительных материалов. Производство цемента и других
вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной
керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и
технического стекла сопровождается выбросами в атмосферу пыли и взвешенных
веществ (57,1% от суммарного выброса), окиси углерода (21,4%), сернистого
ангидрида (10,8%) и окислов азота (9%). Кроме того, в выбросах присутствует
сероводород (0,03%).
Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Наиболее
крупные предприятия отрасли сосредоточены в Восточно-Сибирском, Северном,
Северо-Западном и Уральском регионах, а также в Калининградской области.
Среди наиболее крупных загрязнителей атмосферы можно выделить Архангельский
целлюлозно-бумажный комбинат (7,5% общего выброса по отрасли). Характерные
загрязняющие вещества, производимые этими предприятиями, — твердые вещества
(29,8% суммарного выброса в атмосферу), окись углерода (28,2%), сернистый
ангидрид (26,7%), окислы азота (7,9%), сероводород (0,9%), ацетон (0,5%).
В сельской местности источниками загрязнения атмосферного воздуха
являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, промышленные
комплексы по производству мяса, предприятия, обслуживающие технику,
энергетические и теплосиловые предприятия. Над территориями, примыкающими к
помещениям для содержания скота и птицы, в атмосферном воздухе
распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород и другие
дурнопахнущие газы.
Смог. Смесь ряда первичных и вторичных загрязнителей, образующихся в
нижней тропосфере, когда некоторые из первичных загрязнителей (особенно
оксиды азота и углеводороды из выхлопных газов машин) взаимодействуют друг
с другом под влиянием солнечного света, называется фотохимическим смогом.
Фотохимический смог характерен фактически для всех современных больших
городов, но наиболее часто он встречается в городах с преобладанием
солнечных дней, с сухим и теплым климатом и большим количеством
автомобилей. К большим городам с представляющим опасность для здоровья
фотохимическим смогом относятся Лос-Анджелес, Денвер, Солт-Лейк-Сити,
Сидней, Мехико и Буэнос-Айрес. Фотохимическое загрязнение обнаруживается в
основном летом. Наблюдается фотохимический смог в тропических и
субтропических регионах там, где периодически сжигали траву в саваннах.
Главным продуктом таких фотохимических реакций является озон,
вызывающий раздражение глаз, нарушающий функции легких и повреждающий
деревья и урожай. Таким образом, степень опасности смога в целом
определяется концентрацией озона в атмосфере на уровне Земли. Другими
вредными составляющими смога являются альдегиды, пероксиацетилнитраты и
окись. (Рисунок I)
Ничтожные количества этих вторичных загрязнителей в фотохимическом
смоге достигают пикового уровня сразу пополудни в солнечный день, вызывая у
людей раздражение глаз и дыхательных путей. Особенно уязвимы люди,
страдающие астмой и другими заболеваниями дыхательных путей, а также
здоровые люди, работающие на улице между 11 и 16 часами. Чем жарче день,
тем больше озона и других составляющих фотохимического смога.
Тридцать лет назад в больших городах, таких, как Лондон, Чикаго и
Питсбург, на электростанциях, заводах и теплоцентралях сжигалось огромное
количество серосодержащих угля и тяжелой нефти. Зимой такие города страдали
от промышленного смога, состоящего главным образом из смеси диоксида серы,
взвешенных капелек серной кислоты, образовавшейся из части диоксида серы, и
разнообразных взвешенных твердых частиц. Теперь уголь и тяжелая нефть
сжигаются только в больших бойлерных, где налажен контроль за выбросами
вредных веществ или установлены высокие дымовые трубы, так что промышленный
смог редко является проблемой. Однако в Китае и некоторых
восточноевропейских странах, как, например, в Чехословакии, где большие
количества угля сжигаются без соответствующих мер контроля за выбросами,
ситуация не изменилась.
Местный климат, рельеф и смог. Частота и плотность смога на данной
территории зависят от климата и рельефа местности, плотности населения и
промышленности, а также от основных видов топлива, используемого в
промышленности, на теплоцентралях и на транспорте. В районах с большим
среднегодовым количеством осадков дождь и снег помогают очистить воздух от
загрязнителей. Ветры также способствуют удалению загрязнителей и приносят
свежий воздух, но они же и переносят некоторые загрязнители на большие
расстояния.
Холмы и горы создают преграду на пути ветров, в результате чего в
низинах в приземном слое увеличивается загрязнение воздуха. Высокие здания
в больших городах также замедляют скорость ветра и, соответственно,
способствуют созданию высоких концентраций загрязнителей.
В течение дня солнце нагревает воздух у поверхности земли. Обычно этот
теплый воздух расширяется и поднимается, растворяя скапливающиеся внизу
загрязнители и унося их вверх в тропосферу. Одновременно воздух из соседних
областей высокого давления опускается вниз в образующиеся области низкого
давления (Рисунок II, левый). Это непрерывное перемешивание воздуха
помогает сохранять загрязнение вблизи поверхности в пределах допустимого
уровня.
Но иногда в результате погодных условий теплый воздух натекает на
нижерасположенный плотный холодный воздух в городском воздушном бассейне
или в долине, препятствуя развитию вертикальных движений воздуха. Это
явление называется температурной, или термической, инверсией (Рисунок II,
правый). В результате массы теплого воздуха распространяются над регионом и
препятствуют выносу загрязнителей. Обычно такие инверсии длятся от одного
до нескольких часов, но иногда, в условиях устойчивого антициклона, они
могут сохраняться до нескольких дней. В этом случае концентрация
загрязнителей воздуха у поверхности земли представляет угрозу здоровью и
даже жизни людей. Термические инверсии также усиливают вредное воздействие
островов тепла и пыльных куполов, которые образуются над городскими
территориями.
Наиболее продолжительные и частые термические инверсии характерны для
городов, расположенных в долинах, окруженных горами (Донора, штат
Пенсильвания), для подветренных склонов горных хребтов (Денвер) или
побережий (Нью-Йорк). Большие города, насчитывающие несколько миллионов
жителей и автомобилей, расположенные в безветренных районах с преобладанием
солнечных дней, окруженных с трех сторон горами и морем с четвертой,
создают идеальные условия для фотохимического смога, отягченного частыми
термическими инверсиями. Именно такая ситуация наблюдается в Лос-Анджелесе,
где почти ежедневно возникают инверсии, особенно продолжительные летом, и
где насчитывается 12 млн. жителей, 8 млн. автомобилей и тысячи фабрик.
Несмотря на самую строгую в мире систему контроля за загрязнением воздуха,
Лос-Анджелес занимает первое место по загрязнению воздуха в Соединенных
Штатах.
Проблема озонового слоя
Глобальная изменчивость или глобальные изменения в последние годы
превратились в основную проблему исследований в области окружающей среды
главным образом благодаря тому огромному влиянию, которое она по всей
вероятности будет оказывать на мировое сообщество
1
В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской
Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее
содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде
уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод
подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного
содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает
слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. Наиболее
подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный
Самолетный Антарктический Озоновый Эксперимент. В его ходе ученые из 4
стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и
собрали детальные сведения о ее размерах и проходящих в ней химических
процессах. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется
озоновая "дыра". (Озоновая дыра - разрыв озоносферы диаметром св. 1000
км, возникший над Антарктидой и перемещающийся в населенные районы
Австралии. Озоновая дыра возникла предположительно в результате
антропогенных воздействий[1], в т. ч. широкого использования в
промышленности и быту хлорсодержащих хладонов[2] (фреонов), разрушающих
озоновый слой. Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов,
поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз
ультрафиолетового излучения Солнца. В 1985 принята.)
В среднем по Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона упало на 5%.
Это открытие обеспокоило как ученых, так и широкую
общественность, поскольку из него следовало, что слой озона, окружающий
нашу планету, находится в большей опасности, чем считалось ранее. Утончение
этого слоя может привести к серьезным последствиям для человечества.
Содержание озона в атмосфере менее 0.0001%, однако, именно озон полностью
поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны l<280 нм
и значительно ослабляет полосу УФ-Б с 280
|
