Основные экологические последствия загрязнения атмосферы и проблемы ее охраны

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Марта 2011 в 13:19, курсовая работа

Краткое описание

Цель работы: дать комплексную геоэкологическую оценку качества воздушной среды России, определить степень загрязнения атмосферы на территории нашей страны.





Задачи работы:

1.Выделить важнейшие экологические функции атмосферы - воздушной оболочки земного шара.
2.Проанализировать природный потенциал самоочищения атмосферы на территории России.
3.Дать характеристику антропогенного загрязнения воздушной среды России, выявить основные антропогенные источники загрязнения атмосферы.
4.Определить основные экологические последствия загрязнения атмосферы.
5.Выяснить способы решения проблем охраны атмосферы от загрязнения, рассмотреть меры и мероприятия по улучшению качества воздуха, снижению негативного антропогенного воздействия.

Содержание работы

Введение

Глава 1. Понятие атмосферы

1.1.Важнейшие экологические функции атмосферы…………………...5

1.2. Анализ природного потенциала самоочищения атмосферы на территории России………………………………………………………………10

Глава 2. Характеристика антропогенного загрязнения воздушной среды России

2.1. Антропогенные источники загрязнения атмосферы……………...15

2.2. Показатели загрязнения воздуха…………………………………...20

2.3. Анализ антропогенного загрязнения воздушной среды………….22

2.3.1. Динамика выбросов загрязняющих веществ в 2006-2008 гг. от стационарных источников и автотранспорта в городах с наибольшими выбросами…………………………………………………………………………...22

2.3.2. Оценка современного уровня загрязнения атмосферы………..31

Глава 3. Основные экологические последствия загрязнения атмосферы и проблемы ее охраны……………………………………………………………33

3.1. Экологические последствия загрязнения атмосферы…………….33

3.1.1. Парниковый эффект…………………………………………….33

3.1.2. Нарушение озонового слоя……………………………………..35

3.1.3. Кислотные дожди……………………………………………….37

3.2. Мониторинг загрязнения атмосферы……………………………...41

3.3. Мероприятия по охране атмосферного воздуха…………………..42

Заключение……………………………………………………………………...46

Источники и литература………………………………………………………48

Содержимое работы - 1 файл

курсовая .doc

— 708.00 Кб (Скачать файл)

     Опоясывающая  Землю атмосфера, состоит, как известно, из множества различных слоев (см. рис. 1).

     

     Рис 1. Строение атмосферы (по материалам сайта http://www.ecosystema.ru/07referats/slovgeo/039.htm) 

     Каждый  из таких слоев выполняет важные задачи, направленные на обеспечение  полезных свойств живых организмов. В ходе исследования атмосферных слоев выяснилось, что каждый из них способен возвращать обратно вещества или лучи, достигшие его границ, либо в космическое пространство, либо к земной поверхности. Например, тропосфера, расположенная в 13-15 км от поверхности Земли, уплотняет массы водяного пора, поднимающиеся с земной поверхности, и возвращает их обратно на Землю в виде дождя. Озоновый слой атмосферы, т.е. озоносфера, расположенная на высоте 25 км от Земли, отражая идущие из космического пространства радиацию и вредные ультрафиолетовые лучи, возвращает их обратно, не позволяя пробиться к земной поверхности.

     Рассматривая  различные экологические функции атмосферы Земли, можно сделать однозначный вывод, что жизнь на Земле без этой воздушной оболочки была бы невозможна. 

           1.2. Анализ природного потенциала самоочищения атмосферы на территории России.

          Атмосфера обладает способностью к самоочищению.

     Самоочищение  атмосферы - частичное или полное восстановление естественного состава атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов. Дождь и снег промывают атмосферу благодаря своим абсорбционным способностям, удаляя из нее пыль и растворимые в воде вещества. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, который окисляет органические примеси (роль зеленых растений в самоочищении атмосферы от углекислого газа вообще исключительна - почти весь свободный атмосферный кислород имеет биогенное происхождение, т. е. около 30 % его выделяют зеленые растения суши, а 70 % кислорода высвобождают водоросли Мирового океана). Ультрафиолетовые лучи солнца убивают микроорганизмы[11].

     Природный потенциал самоочищения атмосферы  во многом обусловлен такими природно-климатических условиями, как особенности подстилающей поверхности (растительность, рельеф), температурный режим, количество выпадающих осадков, циркуляционные процессы в атмосфере и др. (рис. 2).

     

     Рис 2. Индекс самоочищения атмосферы осадками и растительностью (по материалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru) 

     Очень сильное влияние на самоочищение воздуха оказывают циркуляционные процессы в атмосфере. Например: господствующие в условиях антициклональной погоды нисходящие потоки воздуха приводят к накоплению загрязняющих веществ в приземных слоях атмосферы. Поэтому при одинаковом количестве поступающих веществ загрязнение воздушной среды будет значительно больше (соответственно, потенциал самоочищения ниже) в районах с преимущественно антициклональным режимом погоды и меньше там, где преобладает циклоническая деятельность. По этой причине атмосферные загрязнения особенно опасны в межгорных котловинах Восточной Сибири. В частности, сверхвысокая концентрация промышленности в условиях замкнутости котловинного рельефа при характерном антициклональном типе погоды создала здесь особо тяжелые условия для жизни населения[12].

     Способность атмосферы к самоочищению зависит также от величины ПЗА (потенциала загрязнения атмосферы). Чем ниже значение ПЗА, тем способность к самоочищению у атмосферы выше.

     Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) – широко используемая на практике косвенная  характеристика рассеивающих способностей атмосферы. Эта величина представляет собой отношение гипотетических среднегодовых (среднесезонных) приземных концентраций примесей от антропогенных источников в данной точке пространства к аналогичным значениям концентрации от таких же источников в некотором «эталонном» районе, где рассеяние примеси принимается наилучшим, а концентрации, соответственно, минимальными.

     Такая характеристика как ПЗА удобна в  том отношении, что не требует сведений непосредственно об измеренных значениях концентрации или источниках загрязнения, а предполагает известными лишь такие климатические характеристики как вероятности слабого ветра (менее 1 м/с), приземных инверсий температуры и туманов (см. рис.3).  

     

     Рис 3. Метеорологические условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в атмосфере (по материалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru) 

     Территория  России характеризуется большим  разнообразием климатических условий, определяющих потенциал загрязнения атмосферы, т. е. перенос и рассеивание примесей, поступающих в воздушный бассейн города с выбросами предприятий и автотранспорта[8]. Они определяют «климат» качества воздуха и частоту эпизодов высокого загрязнения. Выделено пять зон с различными условиями рассеивания примесей. Низкий потенциал загрязнения наблюдается на северо-западе Европейской части России (зона I и II). Особенно неблагоприятные условия для рассеивания (очень высокий потенциал) создаются в Восточной Сибири (зона V).

     Согласно  последним исследованиям [23], атмосфера способна к самоочищению в большей мере, чем представлялось – прямые измерения с помощью новейших лазерных технологий наряду с компьютерным моделированием установили, что химические группы, разлагающие смог и другие загрязняющие агенты, в атмосфере присутствуют в концентрации, которая на 20% выше предполагаемой прежними вычислениями.

     Среди загрязнителей атмосферы Земли  главным компонентом являются углеводороды – продукты сжигаемого на планете топлива. А способов самоочищения у нее 3, два из которых относительно непосредственны. В одном случае атмосферные примеси собираются на каплях воды из облаков и затем выливаются в виде дождя, в другом – молекулы атмосферных углеводородов распадаются под воздействием солнечного света. Третий путь – в химическом разрушении вредных веществ. И на нем сконцентрировали внимание исследователи процессов в воздушной оболочке Земли из американского Университета Пэрдью (Purdue University) – авторы статьи, которая появилась в майском номере 2005 года Трудов Национальной Академии Наук (Proceedings of the National Academy of Sciences) США. Речь в ней шла об образуемых в атмосфере реактивных группах, а именно – о так называемых гидроксильных радикалах, или радикалах ОН, которые, присоединяясь к углеводородам, делят их на инертные части. (http://www.echo.msk.ru/programs/granit/36495/)                                                                Эти радикалы образуются в атмосфере вполне естественно из многих ее компонентов, и воздействие, которое они могут оказывать на загрязняющие включения, учитывалось моделями, которые пытаются предсказать степень самоочищаемости атмосферы при постоянном увеличении производимых смогом углеводородов, и прежде. Однако модели не работали, потому что никто точно не знал, сколько в атмосфере может быть этих самых гидроксильных радикалов. Эксперименты, проведенные с использованием лазерных технологий, разработанных в Калифорнийском Университете Сан-Диего (University of California at San Diego), позволили взглянуть на их образование по-новому, точнее, они позволили выделить прежде недоступную ту часть ультрафиолетового спектра (с длиной волны от 360 до 630 нм), которую поглощают некоторые из образующих ОН-группы молекул. И здесь оказалась скрыта немалая часть химических процессов, в том числе и образование спасительных для атмосферы, а, следовательно, и для планеты радикалов. Согласно модели американских фотохимиков Джозефа Франциско, Амитабха Синха и Джейми Мэтьюса, этих групп может быть на 20% больше, чем думали.

     Так или иначе, но возможности природных  систем самоочищения атмосферы в современных условиях серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

 

      Глава 2. Характеристика антропогенного загрязнения воздушной среды России 

     2.1. Антропогенные источники загрязнения атмосферы

     Источники загрязнения атмосферы могут  быть естественными и искусственными. Естественные источники загрязнения атмосферы - извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, процессы выветривания, разложение органических веществ. Обычно они имеют катастрофический характер. К искусственным (антропогенным) источникам загрязнения атмосферы относятся промышленные и теплоэнергетические предприятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйство, бытовые отходы.

     Проблема  загрязнения воздуха не нова. Более  двух столетий серьезные опасения вызывает загрязнение воздуха в крупных промышленных центрах многих европейских стран. Однако длительное время эти загрязнения имели локальный характер. Дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы и легко разбавлялись массой чистого воздуха в то время, когда заводов и фабрик было немного. Быстрый рост промышленности и транспорта в XX в. привел к тому, что такое количество выброшенных в воздух веществ не может больше рассеиваться. Их концентрация увеличивается, что влечет за собой опасные и даже фатальные последствия для биосферы. Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах и городских агломерациях значительно выше, чем на прилегающих территориях.

     Промышленность  России выбрасывает в атмосферу  в среднем 19,5 млн т загрязняющих веществ за год. На одного жителя России приходится около 342 кг выбросов в атмосферу в год. В 84 городах России загрязнение воздуха более чем в 10 раз превышает ПДК. Из 148 млн. россиян 109 млн. проживают в неблагоприятных экологических условиях с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха, в том числе 60 млн. человек при постоянном превышении ПДК токсичных веществ в воздухе. В связи с этим возрастает число людей, особенно детей, страдающих от респираторных заболеваний, от болезней органов кровообращения, аллергии, бронхиальной астмы и др. Госкомстат представил картографический анализ выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за 2007 г.

     В 85 из 168 городов России с численностью постоянного населения 100 тыс. человек  и более в I полугодии 2008г. отмечено увеличение выбросов загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников. Доля выбросов в них составила 23,7% от общего объема выбросов в стране.  

     Таблица 1. Города с высокими уровнями загрязнения  атмосферного воздуха в I полугодии 2008 года (по материалам сайта http://www.gks.ru/bgd/regl/b08_01/IssWWW.exe/Stg/d06/3-3.htm)

  Вещество, обусловившее высокий уровень     загрязнения      атмосферного воздуха Число случаев  высокого

загрязнения

атмосферного  воздуха

Максимальное  превышение   допустимой концентрации, раз
Южно-Сахалинск сажа 26 35
Уфа хлорид 

водорода

3 20
Чита взвешенные

вещества

2 15
Новосибирск  сажа 1 11
Выборг диоксид азота 1 11
Махачкала взвешенные

вещества

1 10
Музей-усадьба "Ясная Поляна" формальдегид 1 10
 

     Особое  место среди источников загрязнения  атмосферы занимает химическая промышленность. Она поставляет диоксид серы (SO2), сероводород (H2S), оксиды азота (NO, NO2), углеводороды (СxНy) галогены (F2, Сl2) и др. Для химической промышленности характерна высокая концентрация предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды. Вещества, выделяемые в атмосферу, могут вступать в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Не только химическая, но и другие виды промышленности вносят свой "вклад" в загрязнение атмосферы.

Информация о работе Основные экологические последствия загрязнения атмосферы и проблемы ее охраны