Озоновый слой. Химизм разрушения озонового слоя. Смог и фотохимический туман. Температурная инверсия. Влияние шума

13.

Оксид углерода и другие продукты неполного сгорания. Интегральное описание процесса образования СО. Основные задачи по снижению СО при работе двигателей внутреннего сгорания.

Продукты неполного сгорания. Это различные углеводороды СН и оксид углерода СО.

Оксид углерода (СО). Концентрация оксида углерода в городском воздухе больше, чем любого другого загрязнителя. Однако поскольку этот газ не имеет не цвета, ни запаха, ни вкуса, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его. Самый крупный источник оксида углерода в городах – автотранспорт.

Угарный газ образуется при частичном окислении углерода -содержащих соединений, она формируется, когда не хватает кислорода для производства углекислого газа (CO _2), например, при работе печи или двигателя внутреннего сгорания в замкнутом пространстве. В присутствии кислорода, окиси углерода горят синим пламенем, производя углекислый газ. Некоторые процессы в современной технике, например, выплавка чугуна, до сих пор производят угарный газ как побочный продукт.

-- Очистка газов от СО.

а) Дожигание на платино – палладиевом катализаторе

2СО+О22СО2.

б) Конверсия (адсорбционный метод):

СО+Н2О СО2+Н2.

Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами

Даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода. Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий, тепловых электростанций.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы. Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

Слой озона в стратосфере (около 90% озона находится между высотами приблизительно 10 и 50 км над поверхностью земли) защищает жизнь на земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца.

Очевидно, что озон - важный компонент атмосферы, требующий особого внимания. Исследования по проблеме истощения озонового слоя ведутся давно, однако полной ясности до сих пор нет.

В результате разрушения озонового слоя ультрафиолетовое излучение на поверхности Земли увеличивается, что может привести к пагубным последствиям для человека и биосферы в целом. По данным ООН, сокращение озонового слоя всего на 1% приводит к появлению у людей 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи.

Факторы разрушающие озоновый слой

1) запуск ракет

2) полет реактивных самолетов

3) испытание ядерного оружия

4) уничтожение лесов

5) применение фреона в парфюмерной и химической продукции.

Смог (от англ. Smoky fog, буквально — «Дымовой туман») — аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли, один из видов загрязнения воздуха в крупныхгородах и промышленных центрах

Первоначально под смогом подразумевался дым, образованный сжиганием большого количества угля (смешение дыма и диоксида серы SO₂). В 1950-х гг. был впервые описан новый тип смога — фотохимический, который является результатом смешения в воздухе следующих загрязняющих веществ:

§ оксиды азота, например, диоксид азота (продукты горения ископаемого топлива);

§ тропосферный (приземный) озон;

§ летучие органические вещества (пары́ бензина, красок, растворителей, пестицидов и других химикатов);

§ перекиси нитратов.

Все перечисленные химикаты обычно обладают высокой химической активностью и легко окисляются, поэтому фотохимический смог считается одной из основных проблем современной цивилизации.

Смог является большой проблемой во многих мегаполисах мира. Он особенно опасен для детей, пожилых людей и людей с пороками сердца и лёгких, больных бронхитом,астмой, эмфиземой.

Смог может стать причиной одышки, затруднения и остановки дыхания, бессонницы, головных болей, кашля. Также он вызывает воспаление слизистых оболочек глаз, носа и гортани, снижение иммунитета. Во время смога часто повышается количество госпитализаций, рецидивов и смертей от респираторных и сердечных заболеваний.

Температурная инверсия – (от лат. inversio — перестановка), повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы, вместо обычного её убывания. Встречается в приземном слое воздуха и в этих случаях называется приземная Т.и., а также в свободной атмосфере. Приземные И. т. чаще всего образуются в безветренные ночи (зимой иногда и днём) в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью, что приводит к охлаждению как её самой, так и прилегающего слоя воздуха. Кроме того приземная Т.и. возникает при ночном выхолаживании воздуха над почвой, снежным и ледяным покровом, скоплением холодного воздуха в котловинах и долинах, притоками холодного воздуха. Толщина приземных И. т. составляет десятки — сотни метров. Увеличение температуры в инверсионном слое колеблется от десятых долей градусов до 15—20 °С и более.

Причинами инверсии являются:

1) тип инверсии, вызываемой соприкосновением воздуха на малых высотах с расположенной ниже холодной землей, называется излучающей инверси­ей.

2) морской бриз, при котором охлажденный воздух от большой водной по­верхности перемещается ветром под слой теплого воздуха;

3) эффект долины. Такой эффект может быть двух видов. В первом слу­чае воздух, который охлаждается от земли на более значительных вы­сотах, перемещается вниз по склону, поднимая теплый воздух со дна долины. Это может вызывать так называемые "вечерние тепловые по­токи" - область перемещающегося вверх воздуха в долине. Однако окончательным результатом является инверсия на очень небольшой вы­соте над дном долины вследствие наличия теплого воздуха, над холод­ным воздухом. При наличии достаточной влажности это может под­тверждаться слоем низко лежащей дымки. В другом случае после ох­лаждения воздуха в долине ветер может перемещать сюда воздух с более высоких районов. Этот воздух будет нагреваться из-за компрессии по мере его опускания, вызывая в результате этого инверсию (теплый воздух над холодным воздухом) в долине;

4) Инверсия может образоваться между соседними слоями воздуха, движущимися с разными скоростями и в разных направлениях.

Инверсии непостоянны. Прежде всего их разрушает солнечное тепло. Инверсии, сформировавшиеся на границах антициклонов разрушаются благодаря широко распространенному вертикальному движению атмосферы. На границах антициклонов обычно опускаются большие воздушные массы. Они обладают большой массой и инерцией. Воздух ведет себя как своего рода пружина. Фаза сжатия сменяется обратным процессом – подъемом воздуха. Это ведет к подъему инверсии и ее исчезновению. В результате инверсия ведет себя, как широкий батут, который как бы «проминается» под излишней массой воздуха в антициклоне и затем медленно возвращается в первоначальное положение.

Шумовое (акустическое) загрязнение (англ. Noise pollution, нем. Lärm) — раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции.

Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства — автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.

Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000÷5000 Гц.

Шумовое загрязнение быстро вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. Шумовое загрязнение может приводить к нарушению ориентирования в пространстве, общения, поиска пищи и т. д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме.

Одними из самых известных случаев ущерба, наносимых шумовым загрязнением природе, являются многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров).

15. Испытания ядерного оружия: Масштабы и экологические последствия. Аварии на радиационных объектах.

Экологические последствия применения ядерного оружия достаточно хорошо изучены на примерах ядерных взрывов, произведенных США в конце второй мировой войны над Хиросимой и Нагасаки, а также по результатам испытаний ядерного оружия на полигонах, в том числе, в Семипалатинске и на о. Новая Земля. Поражающими факторами ядерных взрывов, воздействующих на окружающую среду, являются ударная волна, проникающая радиация (поток нейтронов и гамма-излучение) и световое излучение.

Воздействие ударной волны на экосистемы в масштабе ареалов сообществ считается незначительным, а зоны, которые могут подвергнуться поражающему воздействию проникающей радиации при применении современных боеголовок, оказываются меньше, чем зоны воздействия ударной волны. Что же касается светового излучения, то оно способно нанести ощутимый экологический ущерб в тех регионах, где имеются условия для возникновения широкомасштабных пожаров.

При наземных ядерных взрывах в атмосферу выбрасывается большое количество грунта. Общий выброс грунта из воронки взрыва составляет примерно 5000 т на килотонну мощности взрыва. Некоторая часть грунта испаряется и затем, конденсируясь, переходит в аэрозольное состояние со средним размером частиц в доли микрометра. Высокодисперсные аэрозоли поднимаются в стратосферу и распространяются на значительные расстояния (глобального масштаба), рассеиваются практически по всему земному шару и осаждаются в течение недель, месяцев и даже лет. Большая же часть грунта оседает вблизи мест взрывов.

Весьма важным фактором воздействия на окружающую среду при широкомасштабном применении ядерного оружия, влекущем за собой серьезные экологические последствия, является загрязнение биосферы радиоактивными продуктами.

Продукты ядерных взрывов при массированных ударах будут образовывать устойчивое радиоактивное заражение местности в зонах протяженностью сотни и тысячи километров.

Одним из весьма важных видов последствий ядерной войны, имеющих долгосрочный характер, является губительное действие радиоактивного облучения на потомство. Генетические последствия не ограничиваются одним поколением. Они распространяются на несколько поколений и могут проявляться в повышенной частоте неблагоприятных исходов беременности, рождения детей с врожденными пороками развития или наследственными болезнями.

Ядерные материалы приходится возить, хранить, перерабатывать. Все эти операции создают дополнительный риск радиоактивного загрязнения окружающей среды, поражения людей, животных и растительного мира.
Радиационноопасный объект (РОО) - предприятие, на котором при авариях могут произойти массовые радиационные поражения.
Радиационная авария - происшествие, приведшее к выходу (выбросу) радиоактивных продуктов и ионизирующих излучений за предусмотренные проектом пределы (границы) в количествах, превышающих установленные нормы безопасности.
Радиационные аварии подразделяются на три типа:
- Локальная - нарушение в работе РОО, при котором не произошел выход радиоактивных продуктов или ионизирующих излучений за предусмотренные границы оборудования, технологических систем, зданий и сооружений в количествах, превышающих установленные для нормальной эксплуатации предприятия значения.
- Местная - нарушение в работе РОО. при котором произошел выход радиоактивных продуктов в пределах санитарно-защитной зоны и в количествах, превышающих установленные нормы для данного предприятия.
- Общая - нарушение в работе РОО, при котором произошел выход радиоактивных продуктов за границу санитарно-защитной зоны и в количествах, приводящих к радиоактивному загрязнению прилегающей территории и возможному облучению проживающего на ней населения выше установленных норм.
К типовым радиационноопасным объектам следует отнести:
- атомные станции,
- предприятия по изготовлению ядерного топлива,
- по переработке отработавшего топлива и захоронению радиоактивных отходов,
- научно-исследовательские и проектные организации, имеющие ядерные реакторы,
- ядерные энергетические установки на транспорте.

Дата добавления: 2015-04-24