Основные вещества, загрязняющие атмосферу

Строение и состав и значение атмосферы для биосферы

Г.С.Розенберг

Г.П.Краснощеков

Антропогенное воздействие на атмосферу

Лекция 7

Загрязнение нельзя приравнивать к изъятию природных ресурсов – привнесение токсикантов, ксенобиотиков в среду более пагубно, нежели ресурсопользование, изъятие ресурсов.

(1938 – паразитолог, эколог – СССР, Россия)

(1949 – эколог, математик – СССР, Россия)

Атмосфера – воздушная оболочка, окружающая землю и вращающаяся вместе с ней.

Химический состав воздуха атмосферы (объемные %):

- азот – 78,08;

- кислород – 20,9;

- аргон –0,93;

- углекислый газ – 0,03;

- вода – 0,001.

А также, в меньших количествах, присутствуют газы: неон, гелий, ксенон, радон, метан и др.

Строение атмосферы:

- 0 – 12 км – тропосфера, содержит 80% всей массы воздуха, основное количество водяных паров, определяет климат и погоду.

- 12 – 50 км – стратосфера, содержит достаточно большую массу воздуха + озоновый слой в интервале 20 –30 км.

- 50 – 80 км – мезосфера, в ней воздух сильно разрежен.

- 80 – 400 км – ионосфера, газы в ней находятся в ионизированном состоянии, между ионами идут химические реакции (с участием ионизирующего излучения).

Значение атмосферы для биосферы состоит в следующем:

1. Является источником жизненно важных для живых организмов: кислорода, углекислого газа, водяных паров.

2. Регулирует количество солнечного и космического излучения, попадающего на поверхность земли:

- существенно понижает суточные перепады температуры;

- озоновый слой и ионосфера защищают поверхность земли от избыточного жесткого и УФ излучений.

3. Защищает поверхность земли от метеоритов, других мелких космических объектов;

4. Является основным климатообразующим фактором и средой обитания многих живых организмов.

Среди слагаемых современного экологического кризиса наибольший вес имеют 5 компонентов:

- кислотные дожди;

- парниковый эффект;

- озоновые дыры;

- загрязнение планеты особо токсичными веществами;

- радиоактивное загрязнение.

Все эти компоненты оказывают комплексное влияние на биосферу в целом, но первые три компонента возникают первоначально исключительно в результате загрязнения атмосферы, а два последних компонента – также распространяются на атмосферную часть биосферы.

Общая масса отходов современного человечества и продуктов техносферы составляет 140 Гт/год, из которых только 9 Гт – масса изделий – отложенный отход. Из 131 Гт отходов, 128 Гт составляют чисто техногенные отходы, из которых:

- 32 Гт (25%) – выбросы в атмосферу;

- 14 Гт (11%) – сливы со стоками в водоемы;

- 82 Гт (64%) – попадает на поверхность земли.

Большая часть техногенных выбросов в атмосферу – нетоксичные углекислый газ и вода, хотя с СО₂ связаны другие экологические проблемы, не связанные с токсичностью. В атмосферу выбрасываются десятки тысяч различных веществ, однако наиболее распространенные (многотоннажные) немногочисленны. Их делят на 5 групп (табл. 3).

Кроме указанных в таблице, в атмосферу выбрасываются: NH₃, H₂S, CS₂, O₃, хлорфторуглероды (в т.ч. фреоны), диоксины, тяжелые металлы и их соединения (свинец – 260 тыс. т в год – ДВС, 89 тыс. т металлургия; ртуть, кадмий, мышьяк, сурьма и др.)

Особую группу загрязнителей атмосферы и окружающей среды в целом составляют тяжелые металлы и их соединения. Они приводят к нарушениям обмена веществ, кроветворной функции, различным тяжелым заболеваниям. Некоторые тяжелые металлы являются канцерогенами (Cr(VI) и его соединения), они относятся обычно к 1–2 классам опасности. Соединения тяжелых металлов обычно более опасны, чем сами металлы, они обычно и присутствуют в атмосфере в газообразном состоянии или в составе пыли.

Таблица 3

Наиболее распространенные, «многотоннажные», загрязнители атмосферы

Загрязнитель	Воздействие на человека	Воздействие на биосферу
1. Твердые частицы, пыль, сажа	Зависит от химического состава: нетоксичная, токсичная, канцерогенная (SiO2, асбест).	Снижение прозрачности воздуха, смог.
2. Оксиды углерода: диоксид углерода – СО2   оксид углерода – СО	Существенное воздействие только в больших концентрациях	Парниковый эффект.
Необратимо связывает гемоглобин крови, вызывает удушье, нарушение обмена веществ.	Малые концентрации не оказывают заметного влияния.
3. Оксиды серы – SO2, SO3	Раздражение кожи, слизистых, нарушение деятельности дыхательных и сердечно-сосудистых систем	Смог, кислотные дожди и их последствия – угнетение земной растительности, особенно хвойных.
4. Оксиды азота	Раздражение кожи и слизистых, нарушение деятельности дыхательных и сердечно-сосудистых систем, понижение содержания гемоглобина (NO)	Смог, кислотные дожди и их последствия, разрушение озонового слоя.
5. Углеводороды (в т.ч. бензапирен)	В зависимости от химического состава могут быть раздражающими или канцерогенными.	Понижение прозрачности воздуха, смог.

Предельно-допустимые концентрации некоторых загрязняющих атмосферу веществ представлены в таблице 4.

Таблица 4

ПДК некоторых загрязнителей атмосферы мг/м³:

Вещество	Класс опасности	ПДКмр	ПДКсс
1. Пыль неорганическая 20–70% SiO2 2. Диоксид серы 3. Диоксид азота 2. Оксид углерода СО 3. Формальдегид Н2СО 4. Бензол С6Н6 5. Фенол С6Н5ОH 6. Аммиак NH3 7. Сероводород H2S 8. Хлор Cl2 9. Свинец 10. Ртуть металлическая 11. Бензапирен C20H12 12. Диоксин		0,3   0,5 0,085 0,035 1,5 0,01 0,2 0,008 0,1 0,01 0,01 – 0,5пг/м^3	0,1   0,05 0,04 0,003 0,1 0,003 0,04 0,008 0,03 0,0003 0,0003 0,00001 –

Дата добавления: 2014-01-06