Забруднення атмосфери. Його негативний вплив на живі організми та здоров’я людини

Рис.1. Штучні та природні джерела забруднення атмосфери

Природне забруднення атмосфери. У нормі природні джерела забруднення не спричинюють істотних змін повітря. Інтенсивне поширення певного природного джерела забруднення на певній території (викиди попелу і газів вулканами, лісові і степові пожежі) можуть стати серйозною причиною забруднення атмосфери. Так, під час виверження вулкана Кракатау у 1883 р. маса попелу та пилу становила 150 млрд. т, і вони поширилися майже по всій земній кулі. Внаслідок виверження вулкана на Алясці в 1912 р. в атмосферу надійшло понад 20 млрд. т пилу, який тривалий час утримувався в повітрі. Такі катастрофічні явища зумовлюють іноді утворення світлонепроникного екрана навколо Землі, а також зміну її теплового балансу. Проте природні забруднення атмосфери здебільшого не завдають великої шкоди людині, бо відбуваються за певними біологічними законами і регулюються кругообігом речовин, виявляються періодично.

Штучне (антропогенне) забруднення  атмосфери. відбувається внаслідок зміни її складу та властивостей під впливом діяльності людини (рис. 4). За будовою та характером впливу на атмосферу штучні джерела забруднення умовно поділяють на технічні (пил цементних заводів, дим і сажа від згоряння вугілля) та хімічні (пило- або газоподібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції).

Рис. 2. Джерела забруднення атмосфери

 

За агрегатним станом усі  забруднювальні речовини поділяють  на тверді, рідкі та газоподібні. Саме газоподібні забрудники становлять 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу.

Забруднення атмосфери неоднакове по регіонах. В індустріально розвинених районах воно може бути в тисячу разів більшим за серед-ньопланетарні значення. У світі щороку спалюють понад 10 млрд т органічного палива, переробляють близько 2 млрд рудних і нерудних матеріалів. Лише при спалюванні вугілля и атмосферу щороку потрапляє близько 120 млн т попелу, а разом з іншими видами пилу — до 300 мли т. За приблизними підрахунками, в атмосферу за останні 100 років надійшло 1,5 млн т арсену, 1 мли т нікелю, 900 тис. т чадного газу, 600 тис. т цинку, стільки ж міді.

Серйозної шкоди навколишньому  середовищу завдає хімічна промисловість. Особливо небезпечними є сірчисті сполуки, оксиди азоту, хлор та ін. Майже всі забруднювальні речовини можуть вступати між собою в реакції, утворюючи високотоксичні сполуки. У поєднанні з туманом це явище дістало назву фотохімічного смогу.

Значним джерелом забруднення  довкілля є підприємства чорної металургії. Вони викидають в атмосферу багато пилу, кіптяви, сажі, важких металів (свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром). Ці речовини практично стали постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.

Повітря забруднюють практично  всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується у всьому світі (рис. 26). Майже всі складові вихлопних газів автомобілів шкідливі для людського організму, а оксиди азоту до того ж беруть активну участь у створенні фотохімічного смогу. Одна вантажівка або один легковик викидає в повітря відповідно 6 м4 З м3 чадного газу СО. Забруднюється повітря і пилом гуми з покришок автомобілів і літаків (один автомобіль утворює близько 10 кг гумового пилу).

Найбільшу загрозу для  людства становить забруднення  атмосфери радіоактивними речовинами. Ця проблема вперше виникла в 1945 р. після  вибуху двох атомних бомб, скинутих з американських літаків на японські міста Хіросиму й Нагасакі. Природна радіоактивність існує незалежно  від діяльності людини.

Живі істоти певною мірою  пристосувалися до неї, хоч шкідливість  її для них є очевидною.

Наслідки забруднення  атмосфери

Атмосфера має здатність  до самоочищення. Концентрація забруднювальних речовин через розпорошення їх у повітрі, осідання твердих часточок під впливом сили гравітації, випадання різних домішок з опадами (дощ інтенсивністю 1 мм/год за 45 хв вимиває з повітря 28 % часточок пилу діаметром 10 мкм). Проте від величезної кількості забруднювальних речовин, що надходять в атмосферу сьогодні, вона не встигає самоочищуватись. Так, при спалюванні за рік 2,1 млрд т кам'яного вугілля і 0,8 млрд т бурого в навколишнє середовище потрапляє 225 тис. т арсену, 225 тис. т германію, 153 тис. т кобальту і, крім того, мільйони тони пилу з металургійних заводів, майже 1/5 частина світового виробництва цементу.

За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50— 100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря.

Головними екологічними глобальними  наслідками забруднення атмосфери є:

· парниковий ефект;

· озонова дірка;

· кислотні дощі;

· смог.

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.

 

Таблиця 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

До токсичних відносять  такі компоненти вихлопних газів: оксид  вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні. Крім того, деякі види палива містять  сірку; що обумовлює вміст у вихлопних газах діоксиду сірки. З початку 1930- х років тетраметил- і тетраетил свинець добавляють у якості антидетонатора до переважної більшості бензинів у кількості 80 мг • л -1. При прямуванні автомобіля від 25 до 75% цього свинцю викидається в атмосферу, осаджується на землю, потрапляє в поверхневі води. Свинець акумулюється в ґрунті і рослинності уздовж автострад (у містах - уздовж вулиць із пожвавленим рухом), помітна кількість сполук свинцю утримується в повітрі великих міст. За даними США і Великобританії, до 90% усього свинцю, що утримується в атмосфері, варто віднести за рахунок вихлопних газів. В даний час у ряді країн (Японії й ін.) використання етилованого бензину заборонено. Виходячи із середніх втрат нафтопродуктів на одну автомашину 10 - 11 л в рік, загальний викид нафтопродуктів світовим автомобільним парком обчислюється 2,1-2,2 млн. т у рік, причому велика частина його потрапляє в ґрунти і гідросферу.

Охорона повітря

Рис. 3. Заходи з охорони атмосферного повітря

Додаток

Забруднення атмосфери мають  як природний, так і антропогенний  характер. Впливати на природні забруднення  атмосфери людина не може, але регулювати характер забруднень в результаті власної  діяльності людство не тільки може, але і повинно. Необхідно пам'ятати, що в атмосферу попадають як матеріальні  забруднювачі (гази, рідини, тверді речовини), так і енергетичні (шум, вібрації, електромагнітне, радіоактивне випромінювання).

Джерелом забруднень атмосфери  є практично всі види людської діяльності — від побутової до виробничої. Встановлено, що найбільший внесок у забруднення атмосфери  робить автотранспорт і енергетика, особливо паливна. Розрізняють два вили забруднень атмосфери: загазованість і запиленість.

Загазованість зв'язана з  попаданням в атмосферу газів-забруднювачів, серед яких найбільше значення мають  чадний Гд.3* вуглекислий газ, оксид  сірки (IV), оксиди азоту, сірководень, аміак, метан, фреони.

1.  SO₂ (сірчистий газ) — один з найшкідливіших забруднювачів.   Негативно впливає на все живе навіть у концентраціях 1-2 pрm (pрm — промілле — частинка на тисячу), а людина відчуває запах тільки при 3-5 ррm. У повітрі окислюється до SO₃ і з водою утворює сірчану кислоту, яка є причиною кислотних дощів, що надзвичайно згубно діють на наші ліси, особливо хвойні.

2.  Оксиди азоту —  насамперед NO і NO₂, — утворюються при згорянні палива при високих температурах. Для людини поріг шкідливості — 10 pрm NO₂, і 50 pрm NO. При попаданні в грунт утворюють нітрозаміни, які є сильними ракотворчими сполуками (канцерогенами). В повітрі беруть участь в утворенні кислотних дощів.

3.  Вуглеводні появляються  при переробці та транспортуванні  нафти, вугілля. Найменш токсичні  аліфатичні вуглеводні, значно шкідливіші  — ароматичні та їх похідні.  Велику загрозу для здоров'я становить бензапірен, який, між іншим, утворюється при палінні.

4.  СО (чадний газ) —  смертельна отрута для тварин  і людей, бо, сполучаючись з гемоглобіном крові, блокує транспорт кисню. Утворюється при неповному спалюванні. Наприклад, якщо перекрити димохід печі, в якій є розжарене вугілля, то може утворитись чадний газ. Утворюється також в автомашинах при непозкому згорянні пального. Небезпечний в закритих приміщеннях. На відкритому повітрі швидко окислюється і перетворюється в СО₂.

Загазованість викликає різноманітні ефекти (парниковий ефект, кислотні дощі, озонові діри).

Запиленість викликають дрібнодисперсні  частинки рідких і твердих речовин, що попали в атмосферу, які утворились у результаті як природних процесів (виверження вулканів, пилові бурі), так і промислових (виробництво цементу, муки, кормових дріжджів, неповне згоряння палива). Запиленість є причиною появи різних видів смогу, пилових і димних туманів. Смоги бувають кількох типів. Найбільш вивчений вологий смог. Він властивий для країн з морським кліматом, де дуже часті тумани і висока вологість повітря. За 4 дні від лондонського смогу в 1952 р. загинуло понад 4 тис. чоловік. Сухий або лос-анджелеського типу смог відрізняється від вологого смогу своїми властивостями. Клімат в Лос-Анджелесі (США) сухий, тому смог тут утворює не туман, а синювату димку.

Третій вид смогу —  льодяний смог, або смог аляскінського  типу. Він виникає в Арктиці  і Субарктиці за низьких температур в антициклоні. Смоги характерні для таких міст, які розміщені  в гірських котловинах, де застоюється  повітря, наприклад в Лос-Анджелесі, Нью-Йорку, Чікаго, Токіо, Мілані. Американець  Луїс Батони у книзі «Чисте небо»  писав: «Одне з двох, або люди зроблять так, що в повітрі буде менше диму, або дим зробить так, що на Землі  стане менше людей». Смоги викликають ядуху, приступи бронхіальної астми, алергічні захворювання; руйнують споруди і скульптури. Усе вищезгадане засвідчує, наскільки актуальними є питання охорони атмосфери від забруднень.

 

 

 

Список використаних джерел

 

http://www.refine.org.ua/

http://www.ukrreferat.com/

http://wikipedia.org.ua/