Загрязнение атмосферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ»

(СГУГиТ)

Реферат по дисциплине экология

На тему: «Загрязнение атмосферы»

Обучающийся: Марчук К.С.

Проверила: Миляева Е.В.

Новосибирск - 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА

1.1 Влияние загрязнения воздуха на окружающую среду

1.2 Возможное потепление климата

2. КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Атмосферный воздух является основной природной средой, поддерживающей жизнедеятельность, и представляет собой смесь газов и аэрозолей из атмосферы земной поверхности, которая эволюционировала в процессе эволюции Земли и в результате деятельности человека и находится вне жилых, промышленных и других зданий. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом, наглядно показывают, что загрязнение поверхностной атмосферы Земли является самым сильным, постоянно действующим фактором, влияющим на человека, пищевую цепочку и окружающую среду. Атмосферный воздух обладает неограниченной емкостью и играет роль наиболее мобильного, химически агрессивного и всепроникающего взаимодействующего агента вблизи поверхности биосферы, гидросферы и литосферных компонентов.

В последние годы были собраны данные о важной роли озонового слоя атмосферы, который поглощает вредное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца и формирует тепловой барьер на высоте около 40 км для защиты от охлаждения земной поверхности. Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является приоритетной экологической проблемой, которой уделяется большое внимание во всех развитых странах. Загрязненная поверхностная атмосфера вызывает рак легких, горла и кожи, заболевания центральной нервной системы, аллергические и респираторные заболевания, дефекты у новорожденных и многие другие заболевания, перечень которых определяется загрязняющими веществами, присутствующими в воздухе, и их совокупным воздействием на организм человека.

Результаты специальных исследований, проведенных в России и за рубежом, показали, что существует тесная положительная корреляция между здоровьем населения и качеством воздуха. Основное влияние атмосферы на гидросферу оказывают осадки в виде дождя и снега и в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные и подземные воды на суше в основном питаются атмосферой, поэтому их химический состав в основном зависит от состояния атмосферы. Негативное воздействие загрязненной атмосферы на почву и растительный покров связано как с выпадением кислотных осадков, вымывающих из почвы кальций, гумус и микроэлементы, так и с нарушением процессов фотосинтеза, что приводит к замедлению роста и гибели растений. Высокая чувствительность деревьев (особенно березы и дуба) к загрязнению воздуха известна уже давно. Совокупное воздействие обоих факторов приводит к значительному снижению плодородия почвы и исчезновению лесов.

Кислотные атмосферные осадки в настоящее время считаются мощным фактором не только для выветривания горных пород и ухудшения качества устойчивых почв, но и для химического разрушения техногенных объектов, в том числе памятников культуры и взаимосвязей между землями. В настоящее время многие экономически развитые страны осуществляют программы по решению проблемы кислотных атмосферных осадков. В рамках Национальной программы оценки кислотных осадков, созданной в 1980 году, многие федеральные агентства США начали финансировать исследования атмосферных процессов, вызывающих кислотные дожди, с целью оценки их воздействия на экосистемы и разработки соответствующих мер по их сохранению. Было установлено, что кислотные дожди оказывают множественное воздействие на окружающую среду и являются результатом самоочищения (выщелачивания) атмосферы. Основными кислотными агентами являются разбавленная сера и азотная кислота, которые образуются в результате реакций окисления оксидов серы и азота с участием перекиси водорода.

1. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА

Природные источники загрязнения включают Вулканические извержения, пыльные бури, лесные пожары, пыль из космоса, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Степень этого загрязнения считается фоном, который мало меняется с течением времени. Важнейшим природным процессом загрязнения земной поверхности является вулканическая и жидкостная активность Земли. Как показывают хроники и современные данные наблюдений (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 г.), крупные вулканические извержения приводят к глобальному и долгосрочному загрязнению воздуха.

Это связано с тем, что сразу же огромные количества газов выбрасываются в высокую атмосферу, которая на большой высоте поглощается быстротекущими воздушными потоками и быстро распространяется по всему земному шару. Продолжительность загрязнения атмосферы после крупных вулканических извержений составляет несколько лет.

Антропогенные источники загрязнения вызваны хозяйственной деятельностью человека.

Они должны включать:

Сжигание ископаемого топлива, что связано с выбросом 5 млрд. тонн двуокиси углерода в год В результате содержание CO2 увеличилось на 18% за 100 лет (1860 -- 1960) (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия эти выбросы значительно возросли. При таких темпах количество углекислого газа в атмосфере к 2000 году составит не менее 0,05%.

Эксплуатация тепловых электростанций в случае выпадения кислотных дождей при сжигании высокосернистого угля сернистым газом и мазутом.

Выбросы из аэрозолей современных турбореактивных двигателей, содержащих окиси азота и фторуглероды, которые могут повредить озоновый слой атмосферы (озоносферу).

Производственная деятельность.

Загрязнение взвешенными веществами (от измельчения, упаковки и погрузки, котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров для сжигания отходов).

Выбросы различных газов компаниями.

Сжигание топлива в факелах, при котором образуется наиболее массивное загрязняющее вещество -- окись углерода.

Сгорание топлива в котлах и автомобильных двигателях сопровождается образованием оксидов азота, вызывающих смога.

Выбросы в атмосферу (шахтные стволы).

Вентиляционные выбросы с избыточной концентрацией озона из помещений с высокоэнергетическим оборудованием (ускорители, ультрафиолетовые источники и ядерные реакторы) при ПДК 0,1 мг/м3 в рабочих помещениях. Озон является высокотоксичным газом в больших количествах.

В процессе сжигания топлива наиболее сильное загрязнение почвенного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах, в промышленных центрах в связи с широким использованием автотранспорта, теплоэлектроцентралей, котлов и других электростанций, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Автомобили вносят 40-50% от общего загрязнения воздуха здесь. Мощными и чрезвычайно опасными факторами загрязнения воздуха являются аварии на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это объясняется как быстрым распространением радионуклидов на большие расстояния, так и долговременным характером загрязнения этой территории. Высокий риск химического и биохимического производства заключается в возможности непреднамеренного выброса в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии у людей и животных. В настоящее время в поверхностном слое атмосферы присутствуют десятки тысяч антропогенных загрязнителей.

1.1 Влияние загрязнения воздуха на окружающую среду

Загрязнение окружающей среды влияет на экосистему и человеческий организм во многих отношениях, но всегда вредно. Это может быть прямая угроза, например, в крупных промышленных городах, или постепенное разрушение различных систем организма. Загрязнение воздуха диоксидом серы, образующимся на нефтеперерабатывающих заводах, наносит непоправимый ущерб здоровью местного населения. В сочетании с водой диоксид серы образует самую сильную серную кислоту. Он питается через легкие человека и животных и увеличивает заболеваемость на десятки процентов. Двуокись кремния в воздухе вызывает силикоз. Оксиды азота разъедают слизистые оболочки.

Незначительные выбросы от производства тяжелых металлов (свинец, мышьяк, кадмий) вызывают рак, лейкемию и снижают иммунитет. Свинец и ртуть, даже в очень низких концентрациях, воздействуют на генетику человека и вызывают тяжелые генетические заболевания. Техногенные выбросы вредны не только для здоровья человека, но и для экосистемы в целом. Многократные выбросы загрязняющих веществ приводят к массовой гибели скота, гибели рыбы и отравлению диких животных и птиц. Когда загрязняющие вещества оседают в почве, они быстро поглощаются растениями и грибами. Загрязнение тяжелыми металлами поражает корневую систему деревьев, что приводит к гибели целых лесов. Двуокись серы, например, является причиной быстрой гибели многих деревьев, особенно хвойных.

1.2 Возможное потепление климата

В настоящее время большинство ученых связывают наблюдаемое изменение климата, выражающееся в постепенном повышении среднегодовой температуры со второй половины прошлого века, с накоплением в атмосфере так называемых «парниковых газов» -- двуокиси углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов (фреон), озона (О3), оксидов азота и др.

Парниковые газы, и особенно CO2, предотвращают длинноволновое тепловое излучение с поверхности земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. С одной стороны, он пропускает большую часть солнечного излучения вглубь помещений, а с другой стороны, едва ли пропускает тепло, излучаемое от земли.

Из-за сжигания человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и т.д.. (более 9 млрд. тонн условного топлива в год) -- концентрация CO2 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту увеличивается содержание фреонов (хлорфторуглеродов). Содержание метана увеличивается на 1-1.5% в год (выбросы от подземной добычи, сжигание биомассы, выделения от крупного рогатого скота и т.д.). В меньшей степени содержание окиси азота в атмосфере также увеличивается (на 0,3% ежегодно). Следствием увеличения концентрации этих газов, вызывающих «парниковый эффект», является повышение средней глобальной температуры воздуха вблизи поверхности Земли. В последние 100 лет самыми теплыми были 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988 г.г. В 1988 г. среднегодовая температура была на 0,4 градуса выше, чем в 1950-1980 г.г. Расчеты некоторых ученых показывают, что в 2005 г. она будет на 1,3 градуса выше, чем в 1950-1980 г.г. В докладе, подготовленном под эгидой Организации Объединенных Наций Международной группой экспертов по изменению климата, утверждается, что к 2100 г. температура на Земле повысится на 2-4 градуса. Степень потепления за этот относительно короткий период времени будет сопоставима с потеплением, которое произошло на Земле после ледникового периода, и поэтому последствия для окружающей среды могут быть катастрофическими.

В первую очередь это связано с ожидаемым повышением уровня Мирового океана в результате таяния полярных льдов, уменьшением площади оледенения горных районов и др.

Имитируя повышение уровня моря всего на 0,5-2,0 м в XXI веке, ученые определили, что это неизбежно приведет к нарушению климатического баланса, затоплению прибрежных равнин более чем в 30 странах, деградации вечной мерзлоты, затоплению обширных территорий и другим негативным последствиям. Ряд ученых, однако, видят в этом ожидаемое глобальное потепление и положительные экологические последствия. атмосферный воздух загрязнение деградация

По их мнению, увеличение концентрации CO2 в атмосфере и связанное с этим усиление фотосинтеза, а также повышение влажности климата могут привести к повышению продуктивности как естественных фитоценозов (леса, луга, саванны и т.д.), так и агроценозов (сельскохозяйственных культур, фруктовых садов, виноградников и т.д.). Отсутствует также консенсус в отношении степени воздействия парниковых газов на глобальное потепление. Например, в докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (1992 г.) говорится, что наблюдаемое в прошлом веке глобальное потепление в 0,3-0,6 °С может быть вызвано, главным образом, естественной изменчивостью ряда климатических факторов. На международной конференции в Торонто (Канада) в 1985 году перед мировым энергетическим сектором была поставлена задача сократить выбросы углекислого газа в атмосферу в промышленности на 20% к 2010 году. Но очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть достигнут только при сочетании этих мер с глобальной направленностью экологической политики -- оптимальным сохранением биологических сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы Земли.

Разрушение озонового слоя Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и расположен на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона 20-25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в каждой части планеты и достигает своего максимума весной в циркумполярном регионе. Истощение озонового слоя впервые привлекло внимание общественности в 1985 году, когда над Антарктидой была обнаружена зона с пониженным содержанием озона (до 50 процентов), так называемая «озоновая дыра».

С тех пор результаты измерений подтвердили повсеместное истощение озонового слоя практически на всей планете. В России, например, за последние десять лет концентрация озонового слоя снизилась на 4-6 процентов зимой и на 3 процента летом. В настоящее время истощение озонового слоя признается всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового (УФ) излучения. Живые организмы очень уязвимы к ультрафиолетовому излучению, так как энергии одного фотона этого излучения достаточно для разрушения химических связей в большинстве органических молекул. Не случайно в районах с низким уровнем содержания озона на солнце ожоги многочисленны, наблюдается рост заболеваемости раком кожи человека и т.д.

Например, ряд ученых-экологов считают, что при нынешних темпах истощения озонового слоя еще у 6 миллионов человек в России к 2030 году будет развиваться рак кожи. Наряду с кожными болезнями могут возникать также заболевания глаз (катаракта и т.п.), подавление иммунной системы и т.п. Установлено также, что растения под воздействием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют способность к фотосинтезу, а нарушение активности планктона приводит к нарушению трофических цепочек биоты водных экосистем и т.д. Наука еще не до конца выяснила, какие основные процессы повреждают озоновый слой.

Предполагается как природное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с высоким содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). ХФУ широко используются в промышленном производстве и в быту (холодильники, растворители, распылители, аэрозольная упаковка и т.д.). Восходя в атмосферу, фреоны разлагаются, высвобождая окись хлора, которая вредна для молекул озона. Основными поставщиками хлорфторуглеродов (ХФУ), по данным международной экологической организации «Гринпис», являются США -- 30,85%, Япония -- 12,42%, Великобритания -- 8,62% и Россия -- 8,0%. США пробили «дыру» в озоновом слое площадью 7 млн км2, Япония -- 3 млн км2, что в семь раз больше площади самой Японии. В последнее время в США и ряде западных стран были построены объекты по производству новых видов хладагентов (хлорфторуглеродов) с низким потенциалом разрушения озонового слоя. Согласно протоколу Монреальской конференции (1990 г.), который позднее был пересмотрен в Лондоне (1991 г.) и Копенгагене (1992 г.), план предусматривал сокращение выбросов хлорфторуглеродов на 50% к 1998 г. В соответствии со статьей 56 Закона об охране окружающей среды Российской Федерации, все организации и компании обязаны, в соответствии с международными соглашениями, сократить, а затем полностью прекратить производство и использование озоноразрушающих веществ. Некоторые ученые продолжают настаивать на естественном происхождении «озоновой дыры». Одни видят причины его возникновения в естественной изменчивости озоносферы и циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли.

2. КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ

Одной из основных экологических проблем, связанных с окислением природной среды, являются кислотные дожди. Они вызваны промышленными выбросами двуокиси серы и оксидов азота, которые в сочетании с влажностью образуют серную и азотную кислоту. В результате дождь и снег становятся кислотными (pH ниже 5,6). В Баварии (Германия) в августе 1981 года выпал дождь с кислотным рН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе составляет pH=2,3. Суммарные глобальные антропогенные выбросы двух основных загрязнителей воздуха, ответственных за подкисление воздуха влажностью -- SO2 и NO, -- составляют более 255 млн. тонн в год. По данным Росгидромета, ежегодно в России в виде кислых соединений, содержащихся в атмосферных осадках, выпадает не менее 4,22 млн тонн серы и 4,0 млн тонн азота (нитратов и аммония). Как видно на рис. 10, наибольшие нагрузки серы наблюдаются в густонаселенных и промышленных районах страны.

В густонаселенных и промышленных районах страны наблюдаются высокие серосодержащие отложения (550-750 кг/кв.км в год) и большое количество азотсодержащих соединений (370-720 кг/кв.км в год) в виде больших площадей (несколько тысяч квадратных километров). Исключением из этого правила является ситуация вокруг Норильска, где площадь загрязнения превышает площадь и мощность зоны отложений в Московской области, на Урале. В большинстве регионов Федерации осаждение серы и нитратного азота из собственных источников не превышает 25% от их общего объема. Вклад собственных источников серы превышает этот порог в Мурманской (70%), Свердловской (64%), Челябинской (50%), Тульской и Рязанской (по 40%) и Красноярской областях (43%). В целом, только 34% месторождений серы на европейской территории страны имеют российское происхождение. Из оставшихся 39% поступает из европейских стран, 27% -- из других источников.

Наибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды вносят Украина (367 тыс. тонн), Польша (86 тыс. тонн), Германия, Беларусь и Эстония. Особенно опасна ситуация в богатой гумусом климатической зоне (от Рязанской области до севера в европейской части и на всем Урале), так как эти регионы характеризуются естественным повышением кислотности природных вод, которая в дальнейшем увеличивается за счет этих выбросов. Это, в свою очередь, приводит к снижению продуктивности воды и росту заболеваемости людей болезнями зубов и кишечника.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На огромной территории природная среда подкисляется, что оказывает очень негативное воздействие на все экосистемы. Было установлено, что природные экосистемы ухудшаются даже при более низких уровнях загрязнения воздуха, чем это опасно для человека. «Безрыбные озера и реки, умирающие леса -- печальные последствия индустриализации планеты». Обычно опасность исходит не от самого кислотного дождя, а от протекающих в нем процессов. Кислотный дождь вымывает не только жизненно важные питательные вещества из растений, но и токсичные тяжелые и легкие металлы -- свинец, кадмий, алюминий и др. -- из почвы. Затем они сами или токсичные соединения, образующиеся в почве, поглощаются растениями и другими почвенными организмами, что приводит к очень негативным последствиям. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням и естественному загрязнению, что приводит к еще большей деградации, чем природные экосистемы.

Ярким примером негативного воздействия кислотных дождей на природные экосистемы является подкисление озер. В нашей стране площадь значительной подкисленности кислотными дождями достигает десятков миллионов гектаров. Также наблюдались частные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность отложений наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных территорий, а также во фрагментах вдоль побережья Таймыра и Якутии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Данилов-Данильян В.И. «Экология, охрана природы и экологическая безопасность» М: МНЭПУ, 1997.

2. В.Ф. Протасов, «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России», М.: Финансы и статистика, 1999.

3. Белов С.В. «Безопасность жизнедеятельности» М.: Средняя школа, 1999.

4. А.И. Козлов, Г.Г. Вершубская, «Медицинская антропология коренных малочисленных народов Севера России» М.: МНЭПУ, 1999.

Размещено на Allbest.ru