Загрязнение атмосферы от антропогенных выбросов

Антропогенное загрязнение атмосферы разделяют на:

§ вещественное (ингридиентное), которое может быть химическим (дисперсным и газообразным), механическим и биологическим;

§ радиоактивное;

§ вещественно-энергетическое (параметрическое), которое может быть электромагнитным, шумовым, тепловым.

Также подразделяют по отраслям промышленности и видам технологических процессов.

В зависимости от источника и механизма образования различают первичные и вторичные загрязнители воздуха. К первичным загрязнителям относятся вещества, непосредственно попадающие в воздух от стационарных и передвижных источников. К вторичным относятся загрязнители, образующиеся в атмосфере в результате взаимодействия первичных загрязнителей между собой и веществами, входящими в состав атмосферного воздуха (кислород, вода). Большинство образующихся вторичных загрязнителей значительно токсичнее первичных.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства (но не вся планета). Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

Основными химическими загрязнениями атмосферного воздуха являются оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, промышленные пыли, углеводороды, свинец, фреоны.

В общей массе антропогенных загрязнений воздуха наиболее значительную долю составляют оксиды углерода.

Оксид углерода СО – бесцветный газ, не имеющий запаха, образуется в результате неполного сгорания топлива в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре. 65 % выбросов СО приходится на долю транспорта, 14 % - на промышленный сектор. При вдыхании СО образует комплексные соединения с гемоглобином крови и блокирует поступление кислорода в кровь, результатом воздействия СО на организм являются головные боли, тошнота, удушье и при высоких концентрациях – смерть. При концентрации СО 14 мг/дм³ возрастает вероятность смерти от инфаркта миокарда. ПДК_м.р.=5 мг/дм³; ПДК_с.с.=3 мг/дм³. Токсичность СО возрастает при наличии в воздухе оксидов азота, в этом случае концентрацию СО в воздухе необходимо снижать в 1,5 раза.

Большая часть углерода различных видов топлива окисляется до диоксида углерода (СО₂) – бесцветного газа с кисловатым запахом и вкусом. Количество углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу промышленностью, транспортом, тепловыми электростанциями превышает 7 млрд. тонн в год (или более 2 млрд тонн в год в расчёте на углерод). Это всего около 2% от массы углерода, поступающего из естественных источников и связываемого растениями в процессе фотосинтеза. Однако эти добавочные 2% оказываются в значительной мере избыточными и не успевают связываться растениями планеты. СО₂ является одним из парниковых газов. Для растений и животных углекислый газ становится токсичным в значительно более высоких концентрациях, чем те, которые обычно встречаются даже в экстремальных условиях горячих цехов и плохо проветриваемых помещений.

Наиболее распространенные соединения азота, образующиеся при сжигании любого топлива в потоке воздуха это NO, NO₂, N₂O₃, NO₅, N₂O₄. В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота NO₂ - бесцветный, имеющий неприятный запах ядовитый газ. Оксид азота оказывает раздражающее воздействие на слизистые оболочки человека.

Транспорт – 40 %

Производство энергии – 30 %

Промышленность – 20 %.

Особенно опасны оксиды азота в городах, где они, взаимодействуя с углеводородами выхлопных газов, под действием солнечного света образуют ядовитый туман. Такой ядовитый туман получил название «смог». Его возникновению способствует определённые метеорологические условия: отсутствие ветра и дождя, а также температурная инверсия. Смог крайне вреден для живых организмов. Во время смога ухудшается самочувствие людей, резко увеличивается число лёгочных и сердечно-сосудистых заболеваний, возникают эпидемии гриппа. Одним из вредных компонентов смога является и озон (О₃). В крупных городах при образовании смога его естественная концентрация превышается в 10 раз и более. Озон здесь начинает оказывать вредное воздействие на лёгкие и слизистые оболочки человека и на растительность.

Оксиды азота взаимодействуя с парами воды атмосферы и дождевой водой образуют азотную и азотистую кислоты.

ПДК_м.р.=0,085 мг/дм³; ПДК_с.с.=0,04 мг/дм³. При концентрациях выше 0,15 мг/дм³ возникают острые заболевания органов дыхания, возможен отек легких. При хроническом воздействии наблюдаются головные боли, бессонница, раздражение слизистых оболочек.

Многие виды топлива содержат большие количества серы. Диоксид серы (бесцветный газ с резким запахом) образуется в процессе сгорания серосодержащих видов топлива, в основном угля, или при переработке сернистых руд. Диоксид серы хорошо растворяется в атмосферных осадках, образуя сернистую и серную кислоты. Действуя вместе с азотной и азотистой кислотами, он обуславливают очень высокую (иногда до pH=2,0) кислотность осадков и являются причиной «кислотных дождей». Ливневые дожди оказываются менее кислыми, чем слабо моросящие.

Производство энергии (угольные электростанции) – 80 %

Промышленность – 8 %.

Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит к раздражению слизистых, перебоям в сердечно-сосудистой системе, нарушению кровообращения. Растения более чувствительны к воздействию диоксида серы, на растениях, произрастающих в непосредственной близости от предприятий, отмечаются некротические пятна в местах оседания капель серной кислоты.

ПДК_м.р.=0,5 мг/дм³; ПДК_с.с.=0,05 мг/дм³.

Особую категорию загрязнений воздушного бассейна составляют вещества, не свойственные природным экосистемам и потому особенно опасные как для их состояния, так и непосредственно для здоровья человека. Среди как неорганические так и органические вещества.

Углеводороды – химические соединения углерода и водорода. К ним относятся множество веществ, содержащихся в бензине, промышленных растворителях, жидкостях для химчистки. Одним из самых опасных углеводородов является бензол, способный вызывать лейкемию.

Свинец – металл, токсичный в любой известной форме. Основным источником загрязнения соединениями свинца являются выхлопные газы автотранспорта (в бензин в качестве антидетонационной добавки вводят тетраэтилсвинец). ПДК_с.с.=0,0003 мг/дм³ – для соединений свинца; для тетраэтилсвинца – ОБУВ=3·10^-6 мг/дм³.

Соединения свинца вызывают нарушение обмена веществ, т.к. снижают активность ферментов, и обладают способностью накапливаться в организме. У детей возможны нарушения умственного развития, замедление роста, ухудшение внимания, слуха и речи.

Промышленная пыль. В атмосфере постоянно присутствует пыль различного происхождения и химического состава. При неполном сгорании топлива образуется сажа, представляющая собой высокодисперсный нетоксичный порошок, на 90-95% состоящий из частиц углерода. Сажа обладает большой адсорбционной способностью по отношению к тяжёлым углеводородам, в том числе к бенз(а)пирену, что делает сажу весьма опасной.

Механические пыли образуются в результате измельчения сырьевых продуктов в ходе технологических процессов.

Летучая зола, как несгораемый остаток топлива, содержится в дымовых газах во взвешенном состоянии.

Основной параметр, характеризующий взвешенные частицы – это их размер. Наиболее опасны частицы от 0,5 до 5 мкм, поскольку они не оседают в дыхательных путях.

Развитие химической промышленности, в частности органического синтеза, привело к тому, что в природную среду попадает ежегодно 2-3 тысячи новых веществ, никогда прежде не существовавших в природе. Среди них есть и относительно безвредные, и высокотоксичные вещества.

Хотя для некоторой части низкомолекулярных органических веществ техногенного происхождения установлены относительно высокие безопасные концентрации в воздухе, взаимодействие нескольких веществ, каждое из которых присутствует как будто бы в безопасных концентрациях, может привести к заметным нарушениям здоровья людей и разрушительно влиять на экосистемы.

Дата добавления: 2014-11-25