Антропогенное воздействие на атмосферу

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кузбасский  государственный  технический университет 

Кафедра химической технологии твердого топлива  и экологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 

По  дисциплине «Экология» 

Тема  №20  «Антропогенное воздействие  на атмосферу» 
 
 
 
 
 
 

       Выполнил: Караваев В.М

       Группа: ГЭз - 093 

       Шифр 309400 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2009 г.

       СОДЕРЖАНИЕ 

       Введение…………………………………………………………..…3 

       1. Загрязнение атмосферы, масштабы, основные источники…….4 

       2. Особенности поведения загрязнителей  в воздухе…………….12 

       3.Пути  снижения вредного воздействия  на атмосферу…………15 

       Заключение……………………………………………………....…22 

       Список  использованной литературы…………………………..…23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                              ВВЕДЕНИЕ 

       Происхождение атмосферы тесно связано с  происхождением Земли. Еще в те времена, когда Земля представляла собой  расплавленный шар, она, вероятно, была окутана плотной оболочкой космических  газов, в том числе и водорода, количество которого с удалением от Земли постоянно убывало. По мере того как расплавленное ядро покрывалось твердой кристаллической корой, выделялся углекислый газ, азот и водяные пары, образуя атмосферу, по составу похожую на газовые выделения вулканов.

         Дальнейшее охлаждение, вероятно, привело  к выпадению из атмосферы водяного  пара, что происходило в виде  осадков, и на сегодняшний день  он составляет менее 4% всего объема атмосферы. Содержащийся в атмосфере кислород начал вырабатываться зелеными растениями уже позже, как побочный продукт образования углерода при соединении воды с двуокисью углерода

       Чистый, свежий воздух - это не что иное, как  смесь газов, содержащая мельчайшие взвешенные частицы. Около 78% его объема составляет азот и 21% - кислород; в небольшом количестве присутствует углекислый газ (0,03%) и аргон (0,9%), отмечаются следы других газов. Содержание в воздухе водяного пара сильно колеблется в зависимости от температуры и условий формирования воздушных масс. Сам пар прозрачен, а частички, которые делают облака видимыми, - это мельчайшие капельки (из них состоят изморось, туман и низкие облака) и ледяные кристаллы (они образуют высокие облака).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Загрязнение атмосферы, масштабы, основные источники

       Человек сам загрязняет воздух в процессе своей деятельности. Над городами и промышленными районами в воздухе возрастает концентрация газов, которые обычно в атмосфере содержатся в очень незначительных количествах либо отсутствуют вовсе. Кроме того, загрязняет атмосферу и ухудшает видимость повышенное количество твердых частиц. Загрязненным воздухом не только неприятно дышать - он зачастую вреден для всякого живого существа. Человек страдает от этого непосредственно - ухудшение окружающей среды наносит вред здоровью - и косвенно - из-за порчи земель и снижения урожаев.

       В результате хозяйственной деятельность атмосферный воздух наиболее сильно загрязняется: газами (углекислый газ - при дыхании и горении; окись  углерода - при работе двигателей транспорта и прочей техники; двуокись серы или сернистый ангидрид - при промышленном производстве и от естественных процессов, таких, как гниение; окислы азота и пр.); парами (нефтепродукты, ртуть, различные кислоты); пылью (органического и неорганического происхождения в городах, на горнодобывающих предприятиях, на ТЭЦ И ТЭС и пр.)

       Основная  причина загрязнения воздуха - сжигание природного топлива. Уголь, горевший в  домашних каминах, заводских топках и тепловозах, коптил города Европы и Северной Америки весь XIII, XIX и первую половину XX в. Сейчас ему на смену в воздух над городами выбрасываются в огромных количествах продукты сгорания жидкого топлива. Из печей и топок, особенно если они не содержатся в надлежащем порядке, в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Среди них выделяется сернистый ангидрид (двуокись серы). Это ядовитый газ, легко растворимый в воде; вместе с дождевой водой он образует слабую серную кислоту, которая убивает растения и причиняет вред даже зданиям. В 1995г. загрязнение атмосферного воздуха только сернистым ангидридом - одним из распространенных загрязняющих веществ - отмечалось на территории 8,6 млн. га. Из топок и цилиндров автомобилей выбрасывается еще и удушливый дым, содержащий окислы азота; растворяясь в воде, они тоже образуют кислый раствор. Под действием солнечных лучей окислы азота образуют фотохимический смог, особенно характерный для больших городов с множеством высотных зданий. Частички сажи и пепла - несгоревший углерод - в больших количествах попадают в атмосферу. Они служат ядрами конденсации для водяного пара, что приводит к образованию дымки и тумана, а также оставляют черный жирный налет на строениях и тканях. Печально известный смог - это плотный устойчивый туман, который висит над городом и не может подняться, удерживаемый слоями воздуха различной температуры. Смог для людей смертельно опасен.

       В основном существуют три основных источника  загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

       Источники загрязнений :

       - теплоэлектростанции, которые вместе  с дымом выбрасывают в воздух  сернистый и углекислый газ;

       - металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;

       -химические и цементные заводы.

       -вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

         Атмосферные загрязнители разделяют  на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

       1. Оксид углерода. Получается при  неполном сгорании углеродистых  веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

       2. Сернистый ангидрид. Выделяется  в процессе сгорания серосодержащего  топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса.

       3. Серный ангидрид. Образуется при  окислении сернистого ангидрида.  Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

       4. Сероводород и сероуглерод. Поступают  в атмосферу раздельно или  вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

       5. Окислы азота. .Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.

       6. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

       7. Соединения хлора. Поступают в  атмосферу от химических предприятий,  производящих соляную кислоту,  хлоросодержащие пестициды, органические  красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т. 0передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. 0сернистого газа и 14,5 кг. 0пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

       Разовые концентрации загрязняющих веществ  иногда превышают ПДК в десятки  и сотни раз. В 1995г. общее количество промышленных выбросов в атмосферу составило выше 21 млн. т., в том числе более 6,4 млн. т. поступило от предприятий черной и цветной промышленности, около 5 млн. т. - от тепловых электростанций и т.д. На Европейскую территорию России приходится 2/3 промышленных выбросов. Наиболее загрязнены Норильск (диоксид серы - 2,4 млн.т), Магнитогорск (0,43 млн. т оксида углерода). Москва занимает первое место по объемам выбросов оксидов азота (0,12 млн. т), по суммарным вредным выбросам автотранспорта (0,8 млн. т).

       Большой вред атмосфере наносит аэрозольное  загрязнение.

       Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 11-51мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состав

       Сведения  о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже: