Проблема загрязнения атмосферы

   Проблема  загрязнения атмосферы

    
Современная цивилизация осуществляет невиданное давление на природу. 
Загрязнение природной среды промышленными выбросами оказывает вредное действие на людей, животных, растения, почву, здания и сооружения, снижает прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает число дней с туманами, уменьшает видимость, вызывает коррозию металлических изделий.

   Под загрязнением окружающей среды следует  понимать изменение свойств среды (химических, механических, физических, биологических и связанных с ними информационных), происходящие в результате естественных или искусственных процессов и приводящие к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту. Используя различные элементы окружающей среды в своей деятельности, человек изменяет её качество. Часто эти изменения выражаются в неблагоприятной форме загрязнения. По масштабам антропогенные изменения становятся сопоставимыми с природными, а в ряде случаев даже превышают их.     

       Естественные процессы загрязнения имеют в природе антиподы, способные нейтрализовать действие природного загрязнителя, а многие вещества, созданные человеком, являются инородными по отношению к природе. 
Естественные источники загрязнения обычно удалены от среды обитания человека, а антропогенные расположены в районах концентрации населения. 
 

   Основные  пути решения

   Увеличение  масштабов загрязнения атмосферы  требуют быстрых и эффективных  способов защиты её от загрязнения, а  также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха. Атмосфера может содержать определённое количество загрязнителя без проявления вредного воздействия, т.к. происходит естественный процесс её очистки. 
Первым шагом в установлении вредного воздействия, связанного с загрязнением воздуха, является разработка критерия качества воздуха, а также стандартов качества.

   Стандарты качества определяют уровни качества воздуха и предельно допустимые выбросы (ПДВ), которые необходимо выдерживать  для обеспечения безопасности жизни.

   Контролирующие органы обязаны осуществлять количественный и качественный контроль.

   Другим  подходом к улучшению состояния  атмосферы является требование применения передовых технологических процессов, замена вредных материалов безвредными, применение мокрых способов обработки сырья вместо сухих.

   Как правило, на промышленных предприятиях используются процессы или устройства для газоочистки и пылеулавливания, чтобы уменьшить или предотвратить  величину выброса. Процессы газоочистки  могут также разрушить или  менять его химические или физические свойства так, что он становится менее опасным

   В некоторых случаях используют метод  рассеивания в атмосфере. Дымовые  трубы должны быть достаточно высокими (300-350 метров), для обеспечения хорошего разбавления примесей путём обтекания воздуха вокруг зданий в зоне аэродинамических теней. Кроме того, необходимо учитывать температуру выбросов и месторасположение труб. Предприятия строят с подветренной стороны по отношению к жилым районам. На ряде предприятий факельные газы используют для отопления зданий, а их избыток направляется на теплоцентраль.

   Масштабы

   По  масштабам загрязнение окружающей среды можно разделить на локальное, региональное и глобальное. Эти три  вида загрязнения тесно связаны  между собой. Как правило, первичным является локальное загрязнение, которое, если скорость процесса загрязнения больше скорости естественного очищения, переходит в региональное и затем при накоплении количественных изменений - в глобальное изменение качества окружающей среды. Для глобального загрязнения наиболее важным является временный фактор.

   Существование таких процессов свидетельствует  об ограниченности ресурсов атмосферы  и о пределах её естественного  самовосстановления. Например, использование  воздуха в производственных процессах  издавна предполагало естественные способности атмосферы к восстановлению первоначальных качеств. 
В частности, дымовые выбросы в атмосферу, содержащие микрочастицы и токсичные вещества, представляют собой не что иное, как метод разбавления. 
И даже в наши дни при строительстве высотных и сверхвысотных труб продолжают пользоваться этим древним методом. Однако резкое возрастание объемов выбросов привело к тому, что масштабы загрязнение вплотную приблизились и даже часто перешагивают пределы самовосстановления атмосферы.

   При современных уровнях загрязнения вредные вещества от источника загрязнения распространяются на десятки и сотни километров. И даже само понятие источник загрязнения несколько меняет смысл. Если в каком-либо промышленном районе можно выделить точечные источники загрязнения, то в масштабе региона целый промышленный район, например крупный город, может рассматриваться как единый источник с системой точечных, линейных (автомагистрали) и групповых источников. Более того, даже весь регион и даже целая страна может выступать в роли единого источника загрязнения. Современное индустриальное производство оказывает значительное воздействие на природу в глобальных масштабах. Хотя большая часть загрязняющих веществ и тепловой энергии вырабатывается на ограниченной площади, главным образом в промышленных районах Северной Америки, Европы и Азии, вследствие особенностей циркуляции атмосферы и перемещений в водной оболочке Земли значительная часть некоторых, относительно долго живущих загрязняющих веществ рассеивается на огромных пространствах и даже по всей 
Земле, приводя к региональному и глобальному загрязнению.

   К настоящему времени определились некоторые  важные проблемы в области антропогенного глобального загрязнения окружающей природной среды, к числу которых относятся:

   1. Возможные изменения климата  в связи с поступлением в  атмосферу техногенного тепла,  углекислого газа и аэрозольных  примесей. 
2. Возможное нарушение озонового слоя Земли, связанное с поступлением в атмосферу фреонов, окислов азота и некоторых других примесей. 
3. Экологические последствия глобального загрязнения природной среды и биосферы радиоактивными веществами, тяжелыми металлами и пестицидами. 
4. Общая проблема морской среды атмосферными осадками, речным стоком, наземным и морским транспортом. 
5. Дальний атмосферный перенос загрязняющих веществ и проблема кислотных осадков.

   Таким образом, масштабы антропогенного воздействия  на окружающую среду и уровень  вытекающей из этого опасности заставляют искать новые подходы к развитию технологических процессов, которые, являясь не менее эффективными в экономическом смысле, во много раз превосходили бы существующие по степени экологической чистоты. Фактически противоречие между экономикой и экологией означает противоречие между необходимостью гармоничного развития системы природа-человек-производство и недостаточной объективной возможностью, а порой и просто субъективным нежеланием такой гармонии на современном этапе развития производственных сил и производственных отношений.

   Литература

    
1. О.Ф.Балацкий, Л.Г.Мельник, А.Ф.Яковлев “Экономика и качество окружающей природной среды” Гидрометеоиздат,1984г 
2. Я.М.Грушко “Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу”, “химия” Ленинград 1991г 
3. “Защита атмосферы от промышленных загрязнений” справочник под ред.

   С.Калверта и Г.Инглунда “Металлургия”,Москва 1991 
4. П.И. Меркулов, А.А. Ямашкин, В.Н. Масляев “Антропогенное воздействие на географическую оболочку” Издательство Мордовского университета 1994г

   Причины и факторы

   Вещества, загрязняющие атмосферу, причиняли значительный вред окружающей среде в течении многих десятилетий. По-видимому, с их вредным воздействием придётся считаться и в будущем. Дальнейший рост населения и промышленного производства неизбежно приводит к увеличению опасности загрязнения.

   Основными загрязняющими веществами, содержание которых в атмосфере регламентируется стандартами, являются: диоксид серы(SO2), оксиды азота (NO и NO2), оксид углерода (CO), газообразные углеводороды(HC), а также сероводород (H2S), сероуглерод (CS2), аммиак (NH3), различные галогеносодержащие газы.

   Существуют 3 основных источника образования  газообразных загрязнений: сжигание горючих  материалов, промышленные производственные процессы и природные источники. В результате сжигания топлива образуется 78% диоксида серы от общего его количества. Углеводороды, опасность появления которых связана с тем, что они являются промежуточными продуктами в процессе образования озона, поступают в атмосферу при сжигании топлива и при переработке нефтепродуктов, кроме того, многие углеводороды выделяются в процессе роста и размножения растений. По оценкам учёных из природных источников во всём мире ежегодно выделяется 117 млн. т. углеводородов, а из антропогенных источников 100 млн. т. Однако углеводороды, присутствующие в атмосфере городов, в основном представляют собой продукты сгорания.

   Значительные  количества оксидов серы выбрасываются  в атмосферу при производстве меди, свинца и цинка из сульфидных руд, а также в процессе очистки  нефтепродуктов. Большая часть выбросов SO2 связана со сжиганием топлива в топках для получения необходимого для процесса тепла. 
Образующиеся газы, содержащие SO2, обычно используются для производства серной кислоты.

   Оксиды  серы также возникают в процессе производства бумаги и целлюлозной  массы в результате сжигания серосодержащих материалов.

   Загрязнение атмосферы углеводородами происходит от химических предприятий, нефтеперерабатывающих и металлургических заводов. Углеводороды, выделяются в процессе производства пластмасс, красителей, пищевых добавок, парфюмерных продуктов, смол, пластификаторов, пигментов, пестицидов, а также при переработке каучуков и нефтехимических продуктов.

   Среди химических соединений, выбрасываемых  в атмосферу, содержится достаточно большое число ядовитых веществ. В настоящее время к опасным загрязняющим веществам относятся пары ртути, винилхлорид и бензол, содержание которых в атмосфере подлежит специальному контролю.

   Большое количество ископаемого топлива  ежегодно сжигается в топках котельных  для получения тепла. Котельные  самые крупные потребители самого 
“грязного” топлива- угля и мазута. Поэтому энергетика по совокупности количества и качества сжигаемого топлива является единственным источником выбросов диоксида серы, а также главным источником дисперсных загрязнителей и оксида азота.

   Газообразные  загрязнители возникают в процессе горения, а дисперсные - механическая пыль, может выдуваться при разгрузке  и транспортировке угля по конвейеру, а также при удалении и складировании  топочной золы. Пыление угля происходит в результате ветровой эрозии. Использование природного угля в качестве топлива является более эффективным. Хотя природный газ рассматривается как относительно чистое топливо, при его сгорании также образуются загрязняющие вещества: оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, дым.

   Ещё одним немаловажным источником загрязнения атмосферы является сжигание твёрдых городских отходов. Во всех цивилизованных мирах для этих целей существуют мусоросжигательные печи, от конструкции которых зависят составы выбросов.

   Дымовые выбросы состоят из относительно безвредных газообразных продуктов сгорания: диоксида углерода, воды, инертного азота. Но их избыток может привести к образованию шлейфа тумана. Для улавливания дымовых выбросов используют различные фильтры и улавливатели.

   Загрязнение окружающей среды выбросами двигателей внутреннего сгорания привлекают всё более пристальное внимание в последние годы из-за возросшей угрозы здоровью человека.

   Увеличение  содержания углекислого газа в атмосфере  ведёт к повышению температуры  Земли. При увеличении содержания CO2 можно ожидать повышения средней температуры Земли, хотя зависимость между этими параметрами довольно сложная . Было проведено множество модельных исследований по этой проблеме. Судя по их результатам, примерное удвоение содержания CO2 произойдет около 2040 года, в результате чего средняя температура планеты возрастёт на 2 или 3 С. В полярных районах повышение температуры может превысить данное значение в несколько раз. Считается вероятным, что около 
2000г. содержание CO2 будет составлять ~400млн. ,что вызовет повышение температуры на 1С, причём также с более значительным повышением в полярных областях.

   Проблема  влияния антропогенной деятельности на изменение температуры всё  ещё в стадии обсуждения. Конечно, нельзя сводить это воздействие просто к “Подъёму температуры на термостате”, поскольку глобальное распределение температуры связано с перемещением атмосферных масс, например со штормами в зимнее время.

   Содержание  водяного пара также может измениться при изменении температуры. Таким  образом, конечным результатом изменения  концентрации CO2 в атмосфере могут стать сложные климатические процессы, связанные с изменением, как температуры, так и процессов образования осадков.

   Ранее предполагалось, что окислы азота, выбрасываемые  транспортной авиацией, являются основной причиной разрушения озонового слоя. Однако количественные измерения показали, что этот источник ничтожен по сравнению с естественными. Из продуктов человеческой деятельности наиболее опасными для озонового слоя являются фреоны и подобные им вещества. Они искусственного происхождения и широко применяются в холодильных установках, различных аэрозольных установках.