Антропогенное загрязнение атмосферы, «парниковый эффект», кислотные дожди, смог, разрушения озоновой оболочки Земли

Воздействие человека на окружающую среду. Антропогенное загрязнение атмосферы, парниковый эффект, кислотные дожди, смог, разрушение озоновой оболочки Земли.

В настоящее время существенно увеличилась негативная деятельность человека по отношению к природной среде, которая проявляется в следующих основных направлениях:

- истощение природных ресурсов;

- разрушение природной среды;

- загрязнение окружающей среды.

Под загрязнением окружающей природной среды понимают физико-химические изменения состава природного вещества (воздуха, воды, почвы), которое угрожает состоянию здоровья и жизни человека, а так же окружающей его естественной среде т.е. увеличение концентрации физических, химических и биологических агентов сверх определённой концентрации.

Под загрязнением воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

Загрязнение атмосферы может быть:

- естественным (природным);

- антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся: - вулканическая деятельность; - выветривание горных пород; - ветровая эрозия; - массовое цветение растений; - дым из лесных и степных пожаров и др.

Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ, в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: - местное; - региональное; - 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.

По своему агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются на:

- газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.);

- жидкие (кислоты, щёлочи, растворы солей и др.);

- твёрдые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.).

Атмосферное загрязнение разделяют на:

- первичные – поступающие в атмосферу;

- вторичные – являющиеся результатом превращения последних.

Ежегодно на Украине выбрасываются в атмосферу 20 млн. т различных загрязняющих веществ. Восточный регион Украины (Донецкая, Днепропетровская, Запорожская, Луганская, Харьковская области) решением ООН объявлены «зоной экологического бедствия в Европе».

Они, составляя 35% населения, 22% площади дают 50% валового внутреннего продукта Украины. Кроме того на Украине с работающих атомных реакторов выбрасывается в атмосферу свыше 140 тыс. Кюри радиоактивных веществ в год.

В среднем за год на каждого жителя Украины приходится следующее количество выбросов вредных веществ в атмосферу:

- западный регион 35 кг.;

- центральный 67 кг.;

- южный 60 кг.;

- восточный 274 кг.

Днепропетровская область выбрасывает около 3 млн.т вредных веществ в год.

В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, и их количество постоянно увеличивается.

Самыми распространёнными нетоксичными и токсичными веществами, загрязняющими атмосферу являются:

- нетоксичное - углекислый газ СО;

- оксид углерода СО «угарный газ»;

- оксиды серы (SО – окись серы, SО – сернистый ангидрид, SО – серный ангидрид);

- оксиды азота (NО – окись азота, NО – двуокись азота, N О – закись азота);

- углеводороды СН;

- пыль, сажа.

Оксид углерода – «угарный газ» СО. Он образуется в результате сжигания твёрдых отходов с выхлопными газами и выбросами промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Ежегодно в Мире его выбрасывается 1250 млн. т., он способствует повышению температуры и является главным загрязнителем.

Это вещество преимущественно общеядовитого действия – яд гемоглобина, оно вытесняет кислород из гемоглобина (вещества, которое его переносит) крови, содержание которого, снижается до 8% и возникает кислородное голодание (аноксемия).

Под воздействием «гарного газа» наблюдается тяжесть и ощущение сдавливания головы, сильная боль во лбу и висках, головокружение, шум в ушах, покраснение и жжение кожи лица, дрожь, чувство слабости и страха, жажда, учащения пульса, пульсация височных артерий, тошнота, рвота. В дальнейшем появляется оцепенелость, слабость и безучастность, нарастает сонливость. Температура тела может понизиться до 38 – 40 С. В дальнейшем наступает потеря сознания, рвота, непроизвольное опорожнение мочевого пузыря и кишечника. Смерть наступает от остановки дыхания даже спустя 3 – 7 дней.

Однако при низкой концентрации «угарного газа» в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечнососудистыми заболеваниями.

Оксиды серы и особенно диоксид серы (SО) выделяется в процессе сгорания топлива при переработке сернистых руд (до 170 млн. т в год). Сернистый ангидрид (SО) под действием ультрафиолетового излучения превращается в серный ангидрид (SО), который с атмосферным водяным паром образует серную кислоту.

Это вещество обладающее удушающим и общеядовитым действием раздражает дыхательные пути вызывает спазмы бронхов. Особенно опасен, когда осаждается на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательные пути.

Оксиды азота (NO, NO, N O). Ежегодно в атмосферу Земли поступает около150 млн. т оксидов азота. Половина, из которых выбрасывается ТЭС и автомобилями, а другая половина образуется в результате процессов окисления происходящих в биосфере. Основными источниками выброса являются предприятия производящие азотные удобрения, азотную кислоту, нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шёлк, целлулоид.

Окись азота NO при взаимодействии с кислородом воздуха образует двуокись азота NO, который в результате реакции с атмосферным водным паром превращается в азотную кислоту.

Окислы азота – вещества преимущественно общеядовитого действия – яды гемоглобина. В крови образуются нитраты и нитриты, которые, действуя на артерии, вызывают расширение сосудов и снижение кровеносного давления. Происходит отёк лёгких, который производит к кислородной недостаточности. Они могут увеличивать восприимчивость к вирусным заболеваниям (типа гриппа), раздражают лёгкие, вызывают бронхит и пневмонию.

Наиболее часто загрязняющее вещества попадают в организм через органы дыхания. Суточный объем на одного человека составляет 6 – 12 метров кубических (при тяжёлой работе намного больше). При нормальном дыхании с каждым вздохом в организм поступает от 0,5 до 2 литров воздуха.

Вдыхаемый воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы лёгких, где происходит газообмен между кровью и лимфой. В зависимости от размеров и свойств загрязняющих веществ их поглощение происходит по разному.

Грубые частицы задерживаются в верхних дыхательных путях и, если они не токсичны, могут вызывать заболевание, которое называют пылевым бронхитом.

Тонкие частицы пыли (0,5 – 5 мкм) достигают альвеол и могут привести к профессиональному заболеванию, которое носит общее название пневмокониоз с разновидностями:

- силикоз – вдыхание силикатной пыли;

- азбестоз – вдыхание азбестовой пыли;

- антракоз – вдыхание угольной пыли.

Очень тонкая пыль (менее 0,5мкм) в значительной степени удаляется из организма при выдохе.

Основные источники загрязнения атмосферы.

В настоящее время основной вклад в загрязнения атмосферного воздуха на территории Украины вносят.

1.Тепловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные.

2.Предприятия чёрной и цветной металлургии.

3.Химические производства.

4.Предприятия нефтедобычи и нефтепереработки.

5.Предприятия сельскохозяйственного производства.

6.Транспортные средства.

1.Теплопловые и атомные электростанции, промышленные и городские котельные.

В процессе сжигания твёрдого и жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания.

Объём энергетических выбросов очень велик.

Так современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 600 т сернистого и серного ангидрида, 120 – 140 т твёрдых отходов (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Наиболее экологичное – газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут, и в пять раз меньше, чем уголь. Многие электростанции и ТЭС в Мире переведены с угля и мазута на газ, что:

- в 3-6 раз снижает выбросы в атмосферу пыли;

- в 1000 раз двуокиси серы;

- в 12-14 раз опасных для здоровья углеводородов.

Источники загрязнения воздуха токсическими веществами на атомных электростанциях (АЭС) – радиоактивный йод, радиоактивные газы и аэрозоли.

Гидроэлектростанции нельзя считать экологически чистыми:

- строительство плотин и водохранилищ резко меняет режим рек, замедляет их скорость течения, что разрушает водные экосистемы;

- рукотворные моря затапливают плодородные земли речных долин;

- в данных отложениях водохранилищ накапливаются загрязнители – отходы промышленности и сельского хозяйства;

- плотины перекрыли пути нереста ценных рыб, что привело к сокращению их численности.

Крупным источником энергетического загрязнения атмосферы – отопительная система жилищ (котельные установки) даёт мало оксидов азота, но много продуктов неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсические вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок.

2. Чёрная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается: - 0,04 т твёрдых частиц; - 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а

Также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу, выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Доля Днепропетровской области по производству стали и чугуна составляет 47% и 50% от выплавки на Украине.

3. Химическое производство. Выбросы этой отрасли, хотя не велики по объёму (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т.п.)

4.Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработки минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных разработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т.д.

5. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха, являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т.д.

6.Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха поступает от энергетических установок работающих на углеводородном топливе: бензин, керосине, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ и др.

На долю транспортных средств проходится 40% вредных выбросов в атмосферу на Украине и Днепропетровской области и 60% на остальные выбросы.

В США, Великобритании, ФРГ и др. приходится на транспортные средства около 60% всех вредных выбросов в атмосферу и 40% на остальные.

В состав автомобильных выбросов входят более 170 токсических компонентов. Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива и работе двигателей всех видов является:

- нетоксичные – углекислый газ СО и водяной пар;

- оксид углерода СО – «угарный газ»;

- оксиды серы;

- оксиды азота;

- различные углеводороды в т.ч. и концерагенный бензопирен С Н;

- соединения свинца;

- сажа, несгоревшие частицы топлива и т.д.

Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с отработанными газами внутреннего сгорания (ДВС) в т.ч. 45% углеводородов от их общего выброса.

Наивысшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), за счёт большого выброса «угарного газа», оксидов азота, углеводородов и др.

Дизельные двигатели внутреннего сгорания выбрасывают значительно меньшее количество загрязняющих атмосферу веществ, однако в большом количестве сажу (несгоревшие частицы топлива), которая в чистом виде не токсична. Однако частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсических веществ, в том числе и канцерогенных. Сажа может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсических веществ на человека.

Доля загрязнения атмосферы от газотурбинных двигательных установок и ракетных двигателей пока незначительна, поскольку в городах и промышленных центрах их количество ограничено; исключения составляют аэродромы, испытательные станции, стартовые площадки.

В настоящее время в Мире насчитывается около 800 млн. автомобилей, которые ежегодно выбрасывают:

- оксида углерода – 200 млн. т;

- летучих углеводородов – 40 млн. т;

- окислов азота – 20 млн. т.

Годовой выхлоп автомобиля средней грузоподъёмности составляет:

- «угарный газ» - 200 кг;

- оксидов азота – 40 кг;

- различных углеводородов – 200 кг.

Автомобиль средней грузоподъёмности прошедший 15 тыс. км с бензиновым двигателем израсходовал 4350 кг кислорода, а выбросил:

- углекислого газа – 3250 кг;

- «угарного газа» - 530 кг;

- углеводородов – 93 кг;

- оксидов азота – 27 кг.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно их двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так. При нарушении регулировки карбюратора выбросы «угарного газа» увеличиваются в 4-5 раз.

Существуют вредные примеси типа тэтраэтилсвинца, который используется в качестве присадки к бензину и служит для предотвращения детонации топлива в двигателе.

Количество его по весу немногим более 0,1%.

Около 70% свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в атмосферу с отработанными газами.

Из них 30% оседает на земле сразу, а 40% остаётся в атмосфере.

Один грузовой автомобиль средней грузоподъёмности выделяет 2,5 – 3 кг свинца в год.

Работающие двигатели автомобилей ежегодно выбрасывают в атмосферу около 2-х млн. т свинца. Установлено, что плоды деревьев в полосе 50 метров автострады не следует потреблять в пищу.

В настоящее время свинец обнаруживается повсеместно. В Гренландии установлено, что содержание свинца в атмосфере возрастает с 1750 года, но особенно быстро с 1940 года. В 1965 году свинца в воздухе было в 400 раз больше, чем в начале промышленной эры. Если сравнить содержание свинца в костях человека живущего 1600 лет назад, то разница на три порядка величины.

Свинец – конечный продукт распада природного урана, откладывается в костях и других тканях, влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы; избыток в организме ведёт к свинцовому отравлению, которое проявляется сначала в нервозах, бессоннице, утомляемости, затем в депрессиях, ухудшении умственных способностях.

Что касается автомобильного транспорта, то имеется несколько направлений решения вопроса о обеззараживании выхлопных газов.

Первое направление – это применение различных типов нейтрализаторов выхлопных газов; термический, жидкостной и каталитический.

- в термическом нейтрализаторе происходит дожигание окиси углерода (с «угарного газа» до углекислого газа), сажи и ряда органических соединений;

- в жидкостном нейтрализаторе происходит химическое связывание некоторых химических компонентов выхлопных газов (альдегидов, сажи, сернистого ангедрида) активными жидкостями.

- наибольшее распространение получили каталитические нейтрализаторы, которые будучи установленными в выхлопную трубу автомобиля, могут в 10 раз уменьшить токсичность. Лучшим катализатором оказалась платина, заменителем палладий, радий, рутений, окись никеля, двуокись марганца и др.

Второе направление – совершенствование двигателя внутреннего сгорания и разработки экологически чистого двигателя. Дизельные двигатели дают «чистый выхлоп» по всем параметрам за исключением сажи, поэтому сейчас кажется целесообразным перевод автотранспорта на дизельные двигатели с одновременным поиском экологически чистого топлива для него и доработка самого двигателя.

Третье направление – совершенствование применяющих топлив.

В настоящее время парк газо-баллонных автомобилей в Мире достигает 3,5 млн. машин. Такие автомобили более чем в 10 раз уменьшают выбросы в атмосферу вредных веществ. Газ в баллонах под давлением до 200 атм. В половину дешевле бензина.

Необходимо создавать электромобили, а также создавать водородные двигатели.

Систематическое вдыхание загрязнённого воздуха заметно ухудшает здоровье людей. Газообразные и пылевые примеси могут придавать воздуху неприятный запах, раздражать слизистые оболочки глаз, верхних дыхательных путей, и тем самым снижать их защитные функции, быть причиной хронических бронхитов и заболеваний лёгких. Весьма неприятные последствия, которые могут оказаться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными по объёму выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) – это максимальная концентрация какого-то вещества в воздухе, воде, пище, которая не вредит здоровью человека, не снижает его самочувствия и трудоспособности.

Выражается предельно-допустимая концентрация (ПДК) в концентрациях вредных веществ в воздухе – миллиграммах на кубический метр (мг/м), воде – миллиграммах на литр (мг/л), в грунтах и продуктах питания – миллиграммах на килограмм (мг/кг).

Превышение среднегодовой концентрация загрязняющих веществ в 2008 году по г Днепропетровску по отношению к ПДК (раз) и примерный относительный состав в атмосфере (в процентах):

- оксид углерода СО – в 1,5 раза – 45%;

- диоксид серы в 1 раз – 18%;

- углеводороды – 15%;

- пыли в 2 раза – 12%;

- диоксид азота в 2раза – 10%;

- аммиака в 1,8 раза;

- формальдегида в 1,3 раза.

Воздействия загрязнений атмосферы на растения.

Загрязнение атмосферы воздействует вредно и на растения. Газообмен и обмен веществ в организме человека и животных ориентирован на содержание кислорода в воздухе 21%; растения потребляют из воздуха углекислый газ, содержание которого 0,03%. Поэтому растения в большей степени подвергаются воздействию загрязнений.

Вредные газы попадают в растения через устьица в листьях и разрушают их. Наиболее вредны для растений – сернистый газ, фтористый водород, озон, диоксид азота, соляная и азотная кислоты. Сернистый газ (SО) - уничтожает растительность, изменяет химический состав почвы. В результате повреждений, растения резко снижают урожайность сельскохозяйственных культур.

При содержании диоксида серы в количестве 1 грамм на метр кубический (г/м) воздуха происходит снижение урожайности на 14%, а при 2 грамм на метр кубический (г/м) – на 26%. При выпадении кислотных дождей урожайность падает в 3 раза.

Воздействия загрязнений атмосферы на леса.

Наиболее серьёзный вред с отдалёнными последствиями для лесов приносят выбросы пылевых частиц, диоксида серы, соединения фтора. Пыль приводит к образованию слоёв, в которых происходят процессы фотосинтеза. Обычно в радиусе 1-3 км от источников выбросов продуктивность леса снижается на 30-50 %, вблизи источников выброса деревья вообще не могут расти.

Различные растения обладают разной чувствительностью к загрязнениям например, наиболее чувствительны к фтору:

- клевер и кукуруза, наименьшее – табак и капуста. Очень чувствительны к фтору фруктовые деревья.

Зелёные лёгкие города.

Высокий уровень загрязнения воздуха и неблагоприятный климат промышленных городов определяют важную роль зелёного строительства, обеспечивающего функционирование «лёгких» городов – растений.

Известно, что зелёные насаждения это.

Во первых – это источник поступления кислорода в атмосферу воздуха. Один гектар зелёных насаждений способен выделить в атмосферу за период вегетации (для нашего региона 150 дней в году) от 10 до 20 тонн кислорода. Это 231 т кислорода.

Во вторых – это поглотитель из воздуха вредных для людей выбросов. Один гектар насаждений способен:

- поглотить за период вегетации от 14 до 65 т пыли;

- поглотить за период вегетации от 20% до 60% соединений фтора;

- поглотить за период вегетации от 5 до 10 т углекислого газа.

За период вегетации в Днепропетровске зелёные насаждения поглощают 115 тыс. т углекислого и 2,4 т сернистого газа и осаждают примерно 486 т пыли.

Например, Днепропетровская ТЭЦ, работающая на угле, выбрасывает в атмосферу за год примерно:

- 20,6 тыс. т углекислого газа;

- почти 240 тыс. т сернистого газа;

- 17,5 тыс. т мельчайшей золы.

Одно взрослое дерево поглощает от 90 до 100 граммов свинца (почти столько его содержится в 150 литрах этилированного бензина, при сжигании выбрасываемого в атмосферу).

В третьих – это сильный антимикробный очиститель городского воздуха. В одном метре кубическом (м) городского воздуха содержится от 30 до 40 тыс. бактерий, что в 200 – 300 раз больше, чем в лесу. Растительность способствует повышению ионизации воздуха отрицательными лёгкими ионами, положительно влияет на организм человека, обогащает его фитонцидами – летучими веществами, имеющими антимикробную активность. За одни сутки один гектар зелёных насаждений выделяет до 2-х кг фитонцидов. Всего 2-а кг фитонцидов способны очистить от болезнетворных микробов несколько сотен кубических метров (м) воздуха.

Под влиянием соединений, входящих в состав фитонцидов, в воздухе снижается концентрация некоторых опасных загрязнителей:

- угарного газа, оксидов азота на 10-30 %;

- сернистого газа на 50-70 %.

Сильной антимикробной активностью обладают фитонциды черёмухи, сосны, ели, тополя, дубу, ясеня и других древесно-кустарниковых пород. Фитонциды способны убивать некоторые микроорганизмы за 5-25 минут. За период вегетации зелёные насаждения выделяют в воздух Днепропетровска около 5,4 т фитонцидов.

В четвёртых - растения не только очищают городской воздух, и охлаждают и увлажняют его приземный слой (на высоте 10 м от поверхности Земли).

За счёт испарения воды одним взрослым деревом (до 400 литров за сутки) создаётся охлаждающий эффект до 250 тыс. ккал/сутки, равный работе 10 бытовых кондиционеров в течении 20 часов.

За период вегетации зелёные насаждения Днепропетровска испаряют 38500 т воды. Испаряя воду, растения способны снизить температуру воздуха летом на 8-25%, увеличить её влажность и влажность почвы соответственно на 10-20% и 10%.

В пятых – зелёные насаждения снижают городской шум на 20-30% и на 10-15% интенсивность электромагнитных излучений вредно влияющих на организм человека.

Зленные труженики – растения, заслуживают не только бережливого к ним отношения со стороны человека, но и огромного уважения, ибо им приходится «работать» в тяжёлых условиях.

Покрывающие почву асфальтные и другие покрытия разогреваются летом на солнце, и тогда температура воздуха достигает 26-27С, то температура почвы под покрытием на глубине 10 см достигает 50-56 С, на глубине 10-20 см температура достигает 34-37 С, на глубине 20-40 см температура достигает 29-32 С (т.е. на глубине сосредоточения основной массы живых окончаний корней растений. В городах возникает ситуация, когда температура подземных органов растений намного выше, чем наружных (в природных условиях, за исключением пустынь, ситуация обратная).

Говоря о санитарной роли зелёных насаждений в городах, следует иметь ввиду, что они могут выполнить её только в период вегетации, а остальное же время, за счёт вечнозелёных лесов других регионов Планеты, сохранить которые первейшая задача человечества.

Учёные считают, что для того, чтобы создать резерв зелени, необходимой для компенсации затрат кислорода на производственные нужды, окисления вредных веществ, содержащихся в выбросах производств и автотранспорта, необходимо иметь не менее 100-150 метров квадратных (м) зелёных насаждений на человека.

В настоящее время принята ВОЗ норма, которая значительно ниже резерва зелени т.е. 50 метров квадратных на человека (м).

В Днепропетровске произрастает около 15,5 тыс. гектаров зелёных насаждений. Обеспеченность 1-го городского жителя зелёными насаждениями общего использования составляет 6,3 метра квадратных на чел.

Уровень озеленения города почти в 2-а раза меньше норм, разработанных отраслевыми стандартами (38 % против 65 % по норме.

Воздействие загрязнений на материалы, строение, оборудование, подвергшихся коррозии.

Двуокись серы (SO) разрушает различные виды полимеров путём непосредственной реакции, замедляет твердение масленых красок, приводит к гидролитическому расщеплению полиамида, целлюлозы, полиэфиров и других полимерных материалов.

Под воздействием частиц сажи, оксидов азота и серы разрушаются здания, архитектурные памятники.

Экологическими последствиями загрязнения атмосферы являются:

- «парниковый эффект», возможное потепление климата;

- выпадения кислотных осадков;

- смог;

- разрушение озонового слоя Земли;

- исчезновения лесов.

Под «парниковым эффектом» понимают возможное повышение глобальной температуры земного шара в результате изменения теплового баланса обусловленное парниковыми газами.

Сжигание горючих ископаемых и других видов топлива сопровождается выбросом углекислого газа в атмосферу. Увеличение количества углекислого газа в результате антропогенного воздействия ведёт к изменению теплового баланса Земли (крайне опасным считается выброс порядка 15-20 млрд. т в год).Углекислый газ пропускает падающие на Землю солнечные излучение, но поглощает отражённое от Земли длинноволновое инфракрасное излучение. Это приводит к нагреванию атмосферы. Загрязняющие примеси и пыль в атмосфере поглощают часть падающего на Землю излучения, что дополнительно повышают температуру атмосферы.

Нагретая атмосфера посылает дополнительный поток тепла на Землю, поднимая её температуру. Этот процесс называется «парниковым» по аналгии с парником, в который свободно проходит солнечное излучение в оптической части спектра, а инфракрасное излучение задерживается. По мере увеличения загрязнения атмосферы увеличивается температура поверхности Земли. Особенно характерно проявление «парникового эффекта» в городах с промышленным производством – температура в центре оказывается на несколько градусов выше температуры в окрестностях города, особенно в безветренную погоду.

Парниковые газы – это газы, способные усиленно поглощать тепловое излучение Земли и тепло хозяйственной деятельности человека и тем самым разогревать нижнюю часть атмосферы.

К парниковым газам относятся: - углекислый газ;

- водяные пары; - метан; - озон; - различные оксиды;

- хлоруглеродные; - фторуглеродные и др.

Известно около 30 парниковых газов, но основным является углекислый газ. По имеющимся данным, за счёт парниковых газов температура на Земле за последние 100 лет повысилась на 0,3 – 0,6 С.

Изменение климата уже привело к различного рода не желательным последствиям, включая ухудшение состояния здоровья. Дальнейшее изменение климата в сторону потепления может привести к таянию вечных снегов и льдов, к подъёму океана на 1,5 метра.

Прогнозируется, что дальнейшее потепление будет сопровождаться:

- увеличением неустойчивости погоды;

- смещением границ природных зон;

- ускорением вымирания животных и растений;

- гибели экосистем суши и водных объектов;

- нарушением циркуляции в атмосфере.

Существуют факторы, действующие в направлении противоположному парниковому эффекту. Так, увеличивающаяся запылённость атмосферы, приводит к повышению влажности, облачности, что препятствует поступлению к земной поверхности солнечной радиации.

Основной источник атмосферной пыли – добыча и использование стройматериалов, металлургическая промышленность. В пыли много различных материалов (гипс, асбест, кварц и др.), около 20 % окиси железа, 15 % силикатов, 5 % сажи, окисей различных металлоидов.

Поступление техногенных частиц в атмосферу Земли составляет ежегодно 500 млн. т. Пыль создаёт экран для солнечной радиации, из-за загрязнений крупные города получают на 15 % меньше солнечного света. Указанное приводит к выхолаживанию нижнего слоя атмосферы.

«Ядерная зима» - это модель охлаждения Планеты под воздействием резкого увеличения запылённости атмосферы.

Таким образом, возможное потепление климата – «парниковый эффект» - может привести к катастрофическим последствиям.

Кислотные осадки представляют собой дожди (туман, снег) с повышенной кислотностью.

Такие осадки впервые зарегистрированы в 1908 году в Англии. Количественной характеристикой кислот является водородный показатель рН. Показатель рН определяет концентрацию ионов, водорода в растворе и числено равен десятичному логарифму этой концентрации, выраженной в моль/дм т.е. Рн = - 7 при рН 7 - среда кислотная.

Основная причина кислотных осадков наличие в выбросах атмосферы: - оксидов серы; - оксидов азота; - аммиака; - других летучих органических соединения.

В глобальном масштабе выбросы сернистого ангидрида в виде аэрозоли составляет 160-180 млн. т в год

Под воздействием ультрафиолетового излучения сернистый ангидрид (SO) превращается в серный (SO), который спонтанно превращается в серную кислоту, способную образовывать токсичный туман.

Ежегодно в атмосферу Земли поступает около 150 млн. тонн оксидов азота. Окись азота (NO) при взаимодействии с кислородом воздуха образует двуокись азота (NO), которая в результате реакции с атмосферным водяным паром превращается в азотную кислоту.

Капли облаков конденсируются на частицах аэрозолей и молекулах серной и азотной кислот. При выпадении осадков промывается слой атмосферы между облаком и землёй. Так образуются кислотные осадки.

В 1987 году американские учёные выдвинули новую гипотезу о гибели динозавров. Они считают, что эти гигантские животные вымерли в результате длительных кислотных дождей. Полагают, что случилось это в результате столкновения нашей Планеты с кометой. Именно тогда в атмосфере образовалось большое количество оксидов азота, которые выпали виде дождей с высоким содержанием азотной кислоты.

Кислотные осадки типичны для Скандинавских стран, Англии, Бельгии, Германии, Канады и других стран, имеющих длительные периоды отрицательных температур.

Отрицательное влияние кислотных осадков разнообразно.

Кислотные осадки действуют на людей и животных, изменяя обмен веществ в клетках и деятельность белков организма; растения, почву, водные экосистемы, строения, объекты.

Кислотные осадки пагубно влияют на окружающую среду, а именно:

- урожайность многих сельскохозяйственных культур снижается;

- кислотные осадки способствуют вымыванию из грунта кальция, калия, магния, что вызывает нарушение флоры и фауны;

- под воздействием кислотных осадков изменяется биохимический состав почвы, что ведёт к заболеванию и гибели некоторых видов растений;

- кислотные осадки, взаимодействуя с тяжёлыми металлами в почве, переводят их в легко усваиваемую растениями форму. Далее по пищевой цепи тяжёлые металлы попадают в организм рыб, животных и человека.

Попадая в организм человека тяжёлые металлы, вызывают в нём изменения;

- гибнут леса, особенно восприимчивые к кислотным осадкам: хвоя, кедр, бук, тис;

- отравляяются вода озёр и ставков, в которых гибнет рыба, в первую очередь её ценные виды: лосось, форель, а также насекомые;

- уничтожение насекомых у водоёмов приводит к исчезновению птиц и животных, которые ими питаются;

- уничтожение лесов в горных районах (в Карпатах) увеличивает вероятность появления оползней и наводнений;

- ускоряется разрушение памятников культуры, зданий.

Взаимодействия с карбонатом кальция песчаников и известняков, превращая его в гипс, который вымывается дождём; вызывают активную коррозию металлов;

- наличие кислотного тумана в воздухе приводит к заболеванию лёгочных путей у людей, раздражение глаз.

Страдают от кислотных осадков люди, которые используют питьевую воду.

Смог – сочетание газообразных и твёрдых примесей с туманом или аэрозольной дымкой, вызывающей интенсивное загрязнение атмосферы.

Смог появляется при неподвижном воздухе, когда с одной стороны отсутствуют горизонтальные ветры, с другой распределение температуры по высоте атмосферы таково, что отсутствует вертикальное перемещение воздуха.

Смоги бывают двух типов:

- лондонский;

- фотохимический (Лос-Анжелосский).

Лондонский – был отмечен более 100 лет назад. Наблюдается в туманную безветренную погоду. Весь дым не уносится ветром, а задерживается туманом и остаётся над городом, производя тяжёлое воздействие на здоровье людей. Замена твёрдого топлива на газообразное уменьшает задымление.

Фотохимический – был обнаружен в 30-е годы в Лос-Анжелоссе. Появляется чаще всего в больших южных городах в июне- сентябре и реже зимой, в безветренную, ясную, солнечную погоду, когда скапливаются оксиды азота, серы и другие загрязнители – содержащиеся в выхлопных газах автомобилей.

Эти соединения под воздействием солнечной радиации вступают в химическую реакцию с углеводородами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы.

Разрушение озонового слоя Земли.

Проблема озона – одна из важнейших проблем.

Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент в масштабе Земли увеличивает на 2% интенсивность падающего излучения и на 2% увеличивает число раковых заболеваний кожи у людей, подавляет иммунную систему организма человека, снижает урожайность сельскохозяйственных культур.

В обычном атмосферном воздухе содержится в среднем до 0,0004% озона. Однако на высоте от 10 до 50 км. разряжённый озон образует целый слой. Озоновая оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т газа, наибольшая его концентрация – на высоте 20-25 км.

Озон образуется при распаде молекул кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения, и этот процесс нарушается присутствием загрязнения. Сокращение озонового слоя опасно для жизни на Земле. Это связано с тем, что резко увеличивается уровень ультрафиолетового излучения Солнца до пределов, которые не могут выдержать клетки живых организмов.

Причин такого влияния несколько:

- уменьшения притока озона в различные природные явления (увеличение солнечной активности, извержение вулканов), которые не способствуют сохранению слоя;

- загрязнение атмосферы фреонами – хлорфторуглеводородами, применяемых в холодильных установках, аэрозолях, растворителях пенообразователях (используются для пожаротушения); которые ускоряют разложение озона, сами же сохраняются в течении 50-200 лет.

Большую опасность для озонового слоя создают полёты ракет и самолётов. Во время работы реактивных двигателей при сгорании топлива образуется болшое количество окислов азота, которые выбрасываются в атмосферу вместе с продуктами сгорания. Если это происходит на небольшой высоте, окислы азота возвращаются на Землю с осадками. Если окислы азота выбрасываются выше облаков, то они долго (порядка года) находятся в атмосфере и принимают участие в разрушении озона. Оценки показывают. Что ежегодное нахождение на высоте 17 км. примерно 300 сверхзвуковых самолётов ведёт к уменьшению количества стратосферного озона на 1 %.

Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти вещества под воздействием ультрафиолетового излучения разлагаются на соответствующие компоненты. В результате выделяется атомарный хлор, который при столкновении с молекулой озона вышибает из неё один атом, при этом озон превращается в обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, вскоре опять освобождается. Время нахождения хлора составляет несколько десятков лет. Его активности хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона. Установлено, что один атом хлора способен превратить в кислород 100000 молекул озона.

Последние научные исследования показали уменьшение содержания озона в верхних слоях атмосферы (в средних и высоких широтах Северного полушария увеличение составило 3%).

Пространство, в котором установлено снижение концентрации озона, называют «озоновой дырой». Потери озона в «дыре» достигают 20-30% от нормального уровня.

Есть данные, что увеличение концентрации озона на 1% ведёт к увеличению заболеваемости раком кожи на 5-7%.

Необходимо отметить, что по мнению ряда учёных, опасность озоновой катастрофы значительно приувеличина, а роль фреонов, в частности, и деятельности человека вообще в уменьшении озонового слоя незначительна. Существует мнение, что аналогичные явления имели место и ранее и обуславливались исключительно природными явлениями, в частности, циклонами солнечной активности.

Одной из причин уничтожения озонового слоя является уничтожение лесов, как главных поставщиков кислорода в атмосферу. Высказывают мнение, что над Антарктидой существуют восходящие вихри, способствующие рассеиванию озона.

Озон в нижних слоях атмосферы выступает как антиоксидант и бактериоцид. Он способен уничтожать запахи и разрушать некоторые канцерогены.

При больших концентрациях озон действует как яд.

Согласно имеющихся сведений, концентрация озона в приземном слое с начала индустриальной эпохи возросла в 2-а раза; основной причиной этого является фотохимический смог.

Итак проблема озона в атмосфере имеет два связанных с человеческой деятельностью фактора:

- разрушение озонового слоя в верхних слоях атмосферы;

- увеличение содержания азота в нижних слоях атмосферы (околоземное пространства).

Дата добавления: 2015-04-24