Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы

План:

1.      Введение………………………………………………………………………....2

2.      Воздействие деятельности человека на газовый состав атмосферы…………3

3.      Источники загрязнения воздуха………………………………………………..4

4.      Последствия загрязнения и нарушения газового баланса атмосферы……….8

5.      Меры по предотвращению загрязнения и охране атмосферного воздуха….12

6.      Правовые основы охраны атмосферы…………………………………………14

7.      Мониторинг качества и степени загрязнения атмосферы…………………...16

8.      Заключение……………………………………………………………………...18

9.      Список литературы……………………………………………………………..19

ВВЕДЕНИЕ

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченые стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая неизмеримо обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями. Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА ГАЗОВЫЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ.

Под воздействием деятельности людей происходит изменение баланса азота в атмосфере. Заметно увеличивалось связывание азота в атмосфере. Заметно увеличилось связывание азота при производстве азотных удобрений. Предполагают, что объем промышленной фиксации азота в ближайшее время значительно возрастет и превысит его поступление в атмосферу: согласно прогнозам производство азотных удобрений будет удваиваться каждые 6 лет, чем будут обеспечены растущие потребности сельского хозяйства. Пропорционально этому возрастает изъятие азота из атмосферы. Нерешенной остается проблема компенсации изъятия азота из воздуха.

С развитием промышленности и транспорта во все возрастающих размерах используется атмосферный кислород на процессы горения. Например, за один трансатлантический рейс современный реактивный самолет сжигает 35 т кислорода. Легковой автомобиль за 1,5 тыс. км пробега расходуется суточную норму кислорода одного человека (в среднем человек потребляет в сутки 500 л О2, пропуская через легкие 12 т воздуха). По подсчетам специалистов, на сгорание различных видов топлива требуется от 10 до 25% кислорода, производимого зелеными растениями. Уменьшается поступление кислорода в атмосферу из-за сокращения площадей лесов, саванн, степей и увеличения пустынных территорий, городов, транспортных магистралей. Сокращается число продуцентов кислорода среди водных растений из-за загрязнения рек, озер, морей и океанов. Полагают, что в ближайшие 150 – 180 лет количество кислорода в атмосфере сократиться на треть по сравнению с современным его содержанием.
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА.

Загрязнение атмосферы имеет естественное и искусственное происхождение.

Среди естественных факторов выделяют:

      внеземное загрязнение воздуха космической пылью и космическим излучением;

      земное загрязнение атмосферы при извержении вулканов, выветривании горных пород, пыльных бурях, лесных пожарах, возникающих от ударов молний, выносе морских солей.

Условно разделяют естественное загрязнение атмосферы на континентальное и морское, а также неорганическое и органическое. К источникам органического загрязнения относят  аэро-планктон-бактерии, в том числе болезнетворные, спору грибов, пыльцу растений (включая и ядовитую пыльцу амброзии) и т.д.

На долю естественных факторов в конце ХХ века приходилось 75% общего загрязнения атмосферы. Остальные 25% возникали в результате деятельности человека.

Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для атмосферы. Они способствуют поступлению в атмосферный воздух инородных, не свойственных естественным условиям газов и веществ. Искусственное загрязнение атмосферы разделяют на радиоактивное, электромагнитное, шумовое, дисперсное и газообразное, а также по отраслям промышленности и видам технологических процессов. По агрегатному состоянию загрязняющие вещества антропогенного происхождения подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, причем последние составляют около 90% от общей массы выбрасываемых в атмосферу искусственных загрязняющих  веществ.

Главными и наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются промышленные транспортные и бытовые выбросы. По особенностям строения и характеру влияния на атмосферу загрязнители, как правило, подразделяются на механические и химические.

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 носили локальный характер. В то время, когда промышленных предприятий, заводов и фабрик было немного, дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы и легко разбавлялись массой чистого воздуха. Однако быстрый рост промышленности и транспорта в ХХ веке привел к тому, что выброшенные в воздух вещества не успевают рассеяться к моменту поступления в атмосферу новой порции загрязнения. Их концентрация увеличивается, и они становятся причиной вредных и даже фатальных изменений для биосферы.

Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах и городских агломерациях значительно выше, чем на прилегающих территориях. Особое место среди источников загрязнения атмосферы занимает химическая промышленность. Она поставляет диоксид серы (SO2), оксиды азота (NO2, NO, N2О), сероводород (H2S), углеводороды (СН), галогены (F2, Cl2) и др. Для химической промышленности характерна высокая концентрация предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды. Вещества, выделяемые в атмосферу, могут в химические реакции друг с другом, образуя высокотоксичные соединения. Часто образуется озон в концентрациях, во много раз превосходящих его нормальные уровень в воздухе у поверхности земли, что опасно для жизни растений, животных и человека.

С каждым годом возрастает роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы выхлопными газами. В России количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от транспорта составляет 16,5 млн. т. в год (или около 47% от общего количества выбросов), в том числе от авто транспорта – 13,5 млн. т. С выхлопными газами в воздух попадаю угарный газ, оксиды азота, углеводороды, свинец и его соединения. Известно, что городской воздух содержит в 20 раз больше свинца, чем деревенский, и в 2000 раз больше, чем морской.

В целом в атмосферу ежегодно выбрасывает в среднем более 400 млн. т четырех главных поллютантов (загрязнителей): диоксида серы, оксидов азота, оксидов углерода и твердых частиц.

Серьезные последствия имеет загрязнение воздуха хлорфторметанами, или фреонам. Широкое использование фреонов в холодильных установках, в производстве аэрозольных баллонов приводит к появлению их на больших высотах, в стратосфере и мезосфере. Высказываются опасения относительно возможности взаимодействия озона с галогенами, которые выделяются из фреонов под действием ультрафиолетового излучения.

Радиоактивное загрязнение атмосферы особенно опасно для людей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения. Это экспериментальные взрывы атомных бомб; различные производства, связанные с изготовлением термоядерного оружия; атомные реакторы и электростанции; предприятия, где используются радиоактивные вещества; станции по дезактивации радиоактивных отходов; захоронения отходов атомных предприятий и установок; аварии и утечки на предприятиях, где производится и используется ядерное топливо. Естественные источники радиоактивного загрязнения атмосферы связаны с выходами на поверхность урановых руд и горных пород, имеющих повышенную природную радиоактивность (граниты, гранодиориты, пегматиты).

Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно опасно, так как радионуклиды с воздухом попадают в организм и поражают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывается не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках из-за появления много численных мутаций.

В настоящее время радиоактивной загрязнение атмосферного воздуха над территорией России определяется глобальным повышенным радиационным фоном, который создан в результате проводившихся ранее ядерных испытаний, радиоактивными выбросами после катастрофических аварий, случившихся в 1957 г. на военном производственном объединении (ПО) «Маяк» и в 1986 г.  на Чернобыльской АЭС. Радиоактивные вещества после аварии на ПО «Маяк» загрязнили 23 тыс. км2 земли. Загрязнение же атмосферы произошло в результате разноса ветром радиоактивной пыли с берегов и обнажившегося после засухи дна озера.

Различного рода утечки и неконтролируемые выбросы на предприятиях незначительно изменяют радиологическую обстановку и носят обычно локальных характер.

Радиоактивные вещества распространяются не только воздушным путем. В миграции радиоактивных элементов большую роль играют цепи питания: из воды эти элементы поглощаются планктоном, который служит пищей для рыб, они, в свою очередь, поедаются хищными рыбами, рыбоядными птицам и зверями и т.д.

Смоги, кислотные дожди. Крупнейшие города мира страдают от смогов ( от англ. smoke – дым + fog – туман). Принято считать смог лондонского и лос-анджелесского (фотохимического) типов.

Причинами образования смога лондонского типа служат высокие концентрации в воздухе сернистого газа, пылевых частиц и тумана. Главным источником загрязнение атмосферы служат продукты сжигания угля и мазута.

Фотохимический смог (лос-анджелесский) возникает в результате фотохимических реакций, протекающих под воздействие коротковолновой (ультрафиолетовой) солнечной радиации на газовые выбросы. Обязательным условием образования смога служит высокая концентрация оксидов азота, углеводородов, галогенов и других соединений, интенсивная солнечная радиация (солнечная погода) и безветрие. В процессе фотохимических реакций возникают новые, более ядовитые вещества, чем сами выбросы. Основные элементы фотохимического смога – фотооксиданты: озон, оксиды азота, нитриты, нитраты, углеводороды, фенолы и т.д. эти вещества всегда в незначительном количестве присутствуют в воздухе больших городов, но в фотохимическом смоге их концентрация намного превышает предельно допустимые концентрации (ПДК).

В декабре 1952 г. За 3 – 4 дня, в течение которого над Лондоном держался смог, погибли 4 тыс. человек, столько же, сколько во время эпидемии холеры в 1854 г. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда сильно загрязнен ядовитыми примесями. В лондонском смоге такой токсической примесью был диоксид серы, концентрация которого достигала 5 – 10 мг/м3.

Лос-анджелесский смог может возникать при более низких концентрациях загрязнителей и более сухом, чем в Лондоне, воздухе (влажность около 70%). Для него характерна желто-зеленая или синеватая дымка. Основная причина образования фотохимического смога – сильное загрязнение городского воздуха выбросами предприятий химической промышленности и транспорта, особенно выхлопными газами автомобилей. В Лос-Анджелесе ежедневно скапливается свыше 4 млн. автомобилей, выбрасывающих в воздух около 1 тыс. т. в сутки оксидов азота.

В настоящее время смог представляет большую опасность для жителей многих городов. При фотохимическом смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные. У людей этот смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, появляются симптомы удушья, обостряются хронические легочные и сердечно-сосудистые заболевания. Смог оказывает вредное влияние на растения (многие из них погибают), способствует коррозии строительных материалов, растрескиванию лакокрасочных покрытий, резиновых изделий и синтетических изделий, вызывает порчу одежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта, увеличивается число аварий.

Явно выраженный фотохимический смог в Лос-Анджелесе бывает более 60 дней в году. Фотохимическому смогу подвержены многие крупные города: Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Детройт, Токио. Милан. Резко возросла опасность фотохимического смога в крупных городах России в связи с быстрым ростом числа автомобилей.

Тепловое, шумовое и другие виды загрязнения атмосферы. В промышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура примерно выше средней многолетней температуры призменного слоя воздуха. Из труб промышленных предприятий, выхлопных труб двигателей внутреннего сгорания, при отоплении домов, лесных пожарах выделяются вещества, нагретые до 60° и более. Среднегодовая температура атмосферного воздуха над крупными городами и промышленными центрами на 6 - 7°C выше температуры прилегающих территорий. Специалисты отмечают. Что в последние 25 лет средняя температура тропосферы поднялась на 0,7°C.

Другим видом загрязнения атмосферы является шумовое. Шум стал фактором социального значения. Слабые шумы до 30 дБ (шелест листвы, тихая музыка, шум прибоя) действуют на человека успокаивающе. Шум в 90 – 120 дБ (от автотранспорта, реактивных самолетов, строительных механизмов и даже музыки в дискотеках) воспринимаются как грохот. Такие шумы раздражают. Разрушают нервные клетки, приводят к возникновению опасных психических заболеваний. От длительного воздействия шума возникают нарушения и потеря слуха, патологические изменения в вегетативной нервной системе, расстройство периферического кровообращения, гипертония. Шум в 80 дБ снижает работоспособность, увеличивает колебания артериального давления, резко ухудшает ориентацию в пространстве и восприятие происходящего. Допустимые верхние пределы шума в России составляют: для больничных палат и санаториев – 35 дБ, жилых квартир, учебных заведений. Аудиторий – 40 дБ, стадионов и вокзалов – 60 дБ. Ограничительные нормы внешнего шума для транспортных средств – 80 – 85 дБ. Они, к сожалению, не соблюдаются в метро, где шум отходящего состава достигает 100 – 110 дБ.