Zanieczyszczenia atmosfery ziemskiej: źródła, rodzaje, skutki. Główne skutki środowiskowe zanieczyszczeń powietrza

Główne zanieczyszczenia powietrze atmosferyczne powstające zarówno w procesie działalności gospodarczej człowieka, jak i w wyniku procesów naturalnych, to dwutlenek siarki SO 2, dwutlenek węgla CO 2, tlenki azotu NO x, cząstki stałe - aerozole. Ich udział wynosi 98%. maksymalna głośność emisje szkodliwe substancje. Oprócz tych głównych substancji zanieczyszczających w atmosferze obserwuje się ponad 70 rodzajów szkodliwych substancji: formaldehyd, fenol, benzen, związki ołowiu i innych metali ciężkich, amoniak, dwusiarczek węgla itp.

Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza

W stronę najważniejszych konsekwencji dla środowiska globalne zanieczyszczenie atmosfery obejmują:

możliwe ocieplenie klimatu ( Efekt cieplarniany);
zakłócenie warstwy ozonowej;
wypadanie kwaśny deszcz;
pogorszenie stanu zdrowia.

Efekt cieplarniany

Efekt cieplarniany to wzrost temperatury dolnych warstw atmosfery ziemskiej w stosunku do temperatury efektywnej, tj. temperatura promieniowania cieplnego planety obserwowana z kosmosu.

W grudniu 1997 r. na spotkaniu w Kioto (Japonia) poświęconym globalnym zmianom klimatycznym delegaci z ponad 160 krajów przyjęli konwencję zobowiązującą kraje rozwinięte do redukcji emisji CO2. Protokół z Kioto zobowiązuje 38 przedsiębiorstw przemysłowych kraje rozwinięte zmniejszyć do lat 2008–2012 Emisja CO2 o 5% w stosunku do poziomu z 1990 roku:

Unia Europejska musi zmniejszyć emisję CO2 i innych gazów cieplarnianych o 8%,
USA – o 7%,
Japonia – o 6%.

Protokół przewiduje system kwot emisji gazów cieplarnianych. Jej istota polega na tym, że każdy kraj (na razie dotyczy to tylko trzydziestu ośmiu krajów, które zobowiązały się do redukcji emisji) otrzymuje pozwolenie na emisję określonej ilości gazów cieplarnianych. Zakłada się, że niektóre kraje lub firmy przekroczą limity emisyjne. W takich przypadkach te kraje lub firmy będą mogły wykupić prawo do dodatkowych emisji od tych krajów lub firm, których emisje są mniejsze niż przyznana kwota. Zakłada się zatem, że główny cel, jakim jest redukcja emisji gazów cieplarnianych o 5% w ciągu najbliższych 15 lat, zostanie osiągnięty.

Jako inne przyczyny powodujące ocieplenie klimatu naukowcy wymieniają zmienność aktywności słonecznej, zmiany w pole magnetyczne Pole elektryczne Ziemi i atmosfery.

Środki ochrony

Aby chronić atmosferę przed negatywnymi skutkami antropogenicznymi, stosuje się następujące podstawowe środki.

1. Zazielenianie procesy technologiczne:

1.1. tworzenie zamkniętych obiegów technologicznych, technologii niskoodpadowych zapobiegających uwalnianiu się szkodliwych substancji do atmosfery;
1.2. redukcja zanieczyszczeń z instalacji cieplnych: centralne ogrzewanie, wstępne oczyszczanie paliwa ze związków siarki, zastosowanie alternatywne źródła energetyka, przejście na paliwo wyższej jakości (z węgla na gaz ziemny);
1.3. ograniczenie zanieczyszczeń pochodzących z pojazdów mechanicznych: wykorzystanie pojazdów elektrycznych, oczyszczanie spalin, zastosowanie katalizatorów do dopalania paliw, rozwój transportu wodorowego, przeniesienie potoków ruchu poza miasto.

2. Oczyszczanie gazów procesowych ze szkodliwych zanieczyszczeń.
3. Rozproszenie emisji gazów w atmosferze. Dyspersja odbywa się za pomocą wysokich kominów (ponad 300 m wysokości). Jest to wydarzenie tymczasowe, wymuszone, które odbywa się ze względu na fakt istnienia oczyszczalnie ścieków nie zapewniają całkowitego oczyszczenia emisji ze szkodliwych substancji.
4. Budowa stref ochrony sanitarnej, rozwiązania architektoniczne i planistyczne.

Strefa Ochrony Sanitarnej (SPZ)- to jest listwa oddzielająca źródła zanieczyszczenia przemysłowe z budynków mieszkalnych lub użyteczności publicznej, aby chronić ludność przed wpływami czynniki szkodliwe produkcja. Szerokość strefy ochrony sanitarnej ustalana jest w zależności od klasy produkcji, stopnia szkodliwości oraz ilości substancji wprowadzanych do atmosfery (50–1000 m).

Rozwiązania architektoniczne i planistyczne– prawidłowe wzajemne rozmieszczenie źródeł emisji i obszarów zaludnionych, biorąc pod uwagę kierunek wiatrów, budownictwo autostrady omijanie osady itd.

Sprzęt do oczyszczania emisji:

urządzenia do oczyszczania gazów spalinowych z aerozoli (pył, popiół, sadza);
urządzenia do oczyszczania spalin z zanieczyszczeń gazowych i parowych (NO, NO 2, SO 2, SO 3 itp.)

Urządzenia do oczyszczania emisji technologicznych z aerozoli do atmosfery. Odpylacze suche (cyklony)

Odpylacze suche przeznaczone są do zgrubnego mechanicznego oczyszczania dużych i ciężkich pyłów. Zasada działania polega na osiadaniu cząstek pod wpływem siły odśrodkowej i grawitacji. Cyklony stały się powszechne różne rodzaje: pojedynczy, grupowy, akumulatorowy.

Schemat (ryc. 16) przedstawia uproszczoną konstrukcję pojedynczego cyklonu. Strumień pyłu i gazu wprowadzany jest do cyklonu poprzez rurę wlotową 2, skręca się i wykonuje ruch rotacyjny i postępowy wzdłuż obudowy 1. Cząsteczki pyłu są wyrzucane pod działaniem sił odśrodkowych na ściankę obudowy, a następnie pod pod wpływem siły ciężkości gromadzą się w pojemniku na śmieci 4, skąd są okresowo usuwane. Gaz pozbawiony pyłu obraca się o 180° i opuszcza cyklon rurą 3.

Odpylacze mokre (płuczki)

Odpylacze mokre charakteryzują się wysoka wydajność czyszczenie z drobnego pyłu o wielkości do 2 mikronów. Działają na zasadzie osadzania się cząstek pyłu na powierzchni kropelek pod wpływem sił bezwładności lub ruchów Browna.

Przepływ gazu zapylonego przez rurę 1 kierowany jest do ciekłego zwierciadła 2, na którym osadzają się największe cząstki pyłu. Następnie gaz unosi się w kierunku przepływu kropelek cieczy dostarczanych przez dysze, gdzie następuje oczyszczanie. drobne cząstki pył.

Filtry

Przeznaczony do dokładnego oczyszczania gazów w wyniku osadzania się cząstek pyłu (do 0,05 mikrona) na powierzchni porowatych przegród filtracyjnych (rys. 18). W zależności od rodzaju mediów filtracyjnych rozróżnia się filtry tkaninowe (tkanina, filc, guma gąbczasta) i filtry granulowane. O wyborze materiału filtracyjnego decydują wymagania dotyczące czyszczenia oraz warunki pracy: stopień oczyszczenia, temperatura, agresywność gazu, wilgotność, ilość i wielkość pyłu itp.

Elektrofiltry

Elektrofiltry – skuteczna metoda oczyszczanie z zawieszonych cząstek pyłu (0,01 mikrona), z mgły olejowej. Zasada działania opiera się na jonizacji i osadzaniu cząstek w polu elektrycznym. Na powierzchni elektrody koronowej następuje jonizacja przepływu pyłu i gazu. Po uzyskaniu ładunku ujemnego cząstki pyłu przemieszczają się w kierunku elektrody zbiorczej, która ma znak przeciwny do ładunku elektrody wyładowczej. Gdy cząsteczki kurzu gromadzą się na elektrodach, pod wpływem grawitacji wpadają do odpylacza lub są usuwane poprzez wstrząsanie.

Wstęp

Atmosfera - zewnętrzna powłoka biosfery

Zanieczyszczenie powietrza

Konsekwencje środowiskowe zanieczyszczeń powietrza7

3.1 Efekt cieplarniany

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

3 Kwaśne deszcze

Wniosek

Lista wykorzystanych źródeł

Wstęp

Powietrze atmosferyczne jest najważniejszym środowiskiem naturalnym podtrzymującym życie i jest mieszaniną gazów i aerozoli powierzchniowej warstwy atmosfery, która powstała w wyniku ewolucji Ziemi, działalności człowieka i znajduje się poza terenami mieszkalnymi, przemysłowymi i innymi.

Obecnie ze wszystkich form degradacji rosyjskiego środowiska naturalnego najbardziej niebezpieczne jest zanieczyszczenie atmosfery szkodliwymi substancjami. Osobliwości sytuację środowiskową w niektórych regionach Federacji Rosyjskiej pojawiające się problemy środowiskowe spowodowane są lokalnymi warunkami naturalnymi oraz charakterem oddziaływania przemysłu, transportu, usług użyteczności publicznej i Rolnictwo. Stopień zanieczyszczenia powietrza zależy z reguły od stopnia urbanizacji i rozwoju przemysłowego terytorium (specyfika przedsiębiorstw, ich wydajność, lokalizacja, stosowane technologie), a także od warunków klimatycznych, które determinują potencjał zanieczyszczenia powietrza .

Atmosfera wywiera intensywny wpływ nie tylko na człowieka i biosferę, ale także na hydrosferę, glebę i szatę roślinną, środowisko geologiczne, budynki, konstrukcje i inne przedmioty stworzone przez człowieka. Dlatego ochrona powietrza atmosferycznego i warstwy ozonowej jest problemem środowiskowym o najwyższym priorytecie i poświęca się mu szczególną uwagę we wszystkich krajach rozwiniętych.

Człowiek od zawsze wykorzystywał środowisko głównie jako źródło zasobów, jednak przez bardzo długi czas jego działalność nie miała zauważalnego wpływu na biosferę. Dopiero pod koniec ubiegłego wieku zmiany zachodzące w biosferze pod wpływem działalności gospodarczej przyciągnęły uwagę naukowców. W pierwszej połowie tego stulecia zmiany te nasiliły się i obecnie uderzają w cywilizację ludzką niczym lawina.

Obciążenie środowiska wzrosło szczególnie gwałtownie w drugiej połowie XX wieku. Nastąpił skok jakościowy w relacjach między społeczeństwem a przyrodą, kiedy w wyniku gwałtownego wzrostu liczby ludności, intensywnej industrializacji i urbanizacji naszej planety obciążenia ekonomiczne zaczęły wszędzie przekraczać możliwości systemy ekologiczne do samooczyszczania i regeneracji. W efekcie naturalny obieg substancji w biosferze został zakłócony, a zdrowie obecnych i przyszłych pokoleń ludzi było zagrożone.

Atmosfera jest zewnętrzną powłoką biosfery.

Masa atmosfery naszej planety jest znikoma – tylko jedna milionowa masa Ziemi. Jednak jego rola w naturalnych procesach biosfery jest ogromna. Obecność atmosfery na całym świecie determinuje ogólny reżim termiczny na powierzchni naszej planety i chroni ją przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i ultrafioletowym. Cyrkulacja atmosferyczna wpływa lokalnie warunki klimatyczne, a za ich pośrednictwem - na reżim rzek, pokrywę glebowo-roślinną oraz na procesy formowania się rzeźby.

Współczesny skład gazu w atmosferze jest wynikiem długich rozwój historyczny glob. Jest to głównie mieszanina gazów składająca się z dwóch składników - azotu (78,09%) i tlenu (20,95%). Zwykle zawiera również argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,03%) i niewielkie ilości gazów obojętnych (neon, hel, krypton, ksenon), amoniak, metan, ozon, dwutlenek siarki i inne gazy. Oprócz gazów atmosfera zawiera cząstki stałe pochodzące z powierzchni Ziemi (na przykład produkty spalania, aktywność wulkaniczna, cząstki gleby) i z kosmosu (pył kosmiczny), a także różne produkty pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mikrobiologicznego. Ponadto para wodna odgrywa ważną rolę w atmosferze.

Największe znaczenie dla różnych ekosystemów mają trzy gazy tworzące atmosferę: tlen, dwutlenek węgla i azot. Gazy te biorą udział w głównych cyklach biogeochemicznych.

Tlen gra Istotną rolę w życiu większości żywych organizmów na naszej planecie. Każdy potrzebuje tego, żeby oddychać. Tlen nie zawsze był częścią atmosfery ziemskiej. Pojawił się w wyniku żywotnej aktywności organizmów fotosyntetycznych. Pod wpływem promieni ultrafioletowych zamienił się w ozon. W miarę gromadzenia się ozonu w górnych warstwach atmosfery utworzyła się warstwa ozonowa. Warstwa ozonowa, niczym ekran, niezawodnie chroni powierzchnię Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym, które jest śmiertelne dla organizmów żywych.

Współczesna atmosfera zawiera zaledwie jedną dwudziestą tlenu dostępnego na naszej planecie. Główne zasoby tlenu skoncentrowane są w węglanach, substancjach organicznych i tlenkach żelaza, część tlenu jest rozpuszczona w wodzie. Wydaje się, że w atmosferze istnieje w przybliżeniu równowaga pomiędzy produkcją tlenu podczas fotosyntezy a jego zużyciem przez organizmy żywe. Ale ostatnio pojawiło się niebezpieczeństwo, że w rezultacie ludzka aktywność zapasy tlenu w atmosferze mogą się zmniejszyć. Szczególnie niebezpieczne jest obserwowane w ostatnich latach niszczenie warstwy ozonowej. Większość naukowców kojarzy to z działalnością człowieka.

Cykl tlenowy w biosferze jest niezwykle złożony, ponieważ reaguje z duża liczba organiczne i substancje nieorganiczne, a także wodór, z którym tlen łączy się, tworząc wodę.

Dwutlenek węgla(dwutlenek węgla) wykorzystywany jest w procesie fotosyntezy do tworzenia substancji organicznych. To dzięki temu procesowi zamyka się obieg węgla w biosferze. Podobnie jak tlen, węgiel jest częścią gleb, roślin, zwierząt i uczestniczy w różnych mechanizmach cyklu substancji w przyrodzie. Zawartość dwutlenku węgla w powietrzu, które wdychamy, jest w przybliżeniu taka sama w różnych obszarach planety. Wyjątkiem jest duże miasta, w którym zawartość tego gazu w powietrzu jest wyższa niż normalnie.

Pewne wahania zawartości dwutlenku węgla w powietrzu na danym obszarze zależą od pory dnia, pory roku i biomasy roślinnej. Jednocześnie badania pokazują, że od początku stulecia średnia zawartość dwutlenku węgla w atmosferze, choć powoli, stale rośnie. Naukowcy kojarzą ten proces głównie z działalnością człowieka.

Azot- niezastąpiony pierwiastek biogenny, ponieważ jest częścią białek i kwasów nukleinowych. Atmosfera jest niewyczerpanym zbiornikiem azotu, jednak większość organizmów żywych nie może bezpośrednio wykorzystać tego azotu: musi on najpierw zostać związany w postaci związki chemiczne.

Azot częściowo przedostaje się z atmosfery do ekosystemów w postaci tlenku azotu, który powstaje pod wpływem wyładowań elektrycznych podczas burz. Jednakże główna część azotu przedostaje się do wód i gleby w wyniku jego biologicznego wiązania. Istnieje kilka gatunków bakterii i sinic (na szczęście bardzo liczne), które mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego. W wyniku swojego działania, a także rozkładu resztek organicznych w glebie, rośliny autotroficzne są w stanie pobrać niezbędny azot.

Cykl azotowy jest ściśle powiązany z cyklem węgla. Chociaż cykl azotu jest bardziej złożony niż cykl węgla, zwykle zachodzi szybciej.

Pozostałe składniki powietrza nie biorą udziału w cyklach biochemicznych, jednak obecność w atmosferze dużej ilości substancji zanieczyszczających może prowadzić do poważnych zakłóceń tych cykli.

Zanieczyszczenie powietrza.

Zanieczyszczenie atmosfera. Różne negatywne zmiany w atmosferze ziemskiej związane są głównie ze zmianami stężenia drobnych składników powietrza atmosferycznego.

Istnieją dwa główne źródła zanieczyszczeń atmosfery: naturalne i antropogeniczne. Naturalny źródło- są to wulkany, burze piaskowe, wietrzenie, pożary lasów, procesy rozkładu roślin i zwierząt.

Do głównego źródła antropogeniczne zanieczyszczenie atmosfery obejmuje przedsiębiorstwa kompleksu paliwowo-energetycznego, transportu i różnych przedsiębiorstw zajmujących się budową maszyn.

Oprócz zanieczyszczeń gazowych do atmosfery przedostaje się duża liczba cząstek stałych. To jest kurz, sadza i sadza. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego metalami ciężkimi stwarza duże zagrożenie. Ołów, kadm, rtęć, miedź, nikiel, cynk, chrom i wanad stały się niemal stałymi składnikami powietrza w ośrodkach przemysłowych. Problem zanieczyszczenia powietrza ołowiem jest szczególnie dotkliwy.

Globalne zanieczyszczenie powietrza wpływa na stan naturalnych ekosystemów, a zwłaszcza zielonej pokrywy naszej planety. Jednym z najbardziej wizualnych wskaźników stanu biosfery są lasy i ich dobrostan.

Kwaśne deszcze, powodowane głównie przez dwutlenek siarki i tlenki azotu, powodują ogromne szkody w biocenozach leśnych. Ustalono, że gatunki iglaste cierpią z powodu kwaśnych deszczy w większym stopniu niż szerokolistne.

Tylko w naszym kraju Całkowita powierzchnia lasy dotknięte emisją przemysłową osiągnęły 1 milion hektarów. Istotnym czynnikiem degradacji lasów w ostatnich latach jest zanieczyszczenie środowiska radionuklidami. Tym samym w wyniku wypadku o godz Elektrownia jądrowa w Czarnobylu Dotkniętych zostało 2,1 miliona hektarów lasów.

Szczególnie mocno cierpią tereny zielone w miastach przemysłowych, których atmosfera zawiera dużą ilość substancji zanieczyszczających.

Problem środowiska powietrza polegający na wyczerpywaniu się warstwy ozonowej, w tym pojawianiu się dziur ozonowych nad Antarktydą i Arktyką, wiąże się z nadmiernym wykorzystaniem freonów w produkcji i życiu codziennym.

Działalność gospodarcza człowieka, nabierając coraz bardziej globalnego charakteru, zaczyna wywierać bardzo zauważalny wpływ na procesy zachodzące w biosferze. Zapoznałeś się już z niektórymi skutkami działalności człowieka i jej wpływem na biosferę. Na szczęście biosfera do pewnego stopnia jest zdolna do samoregulacji, co pozwala minimalizować negatywne skutki działalności człowieka. Istnieje jednak granica, gdy biosfera nie jest już w stanie utrzymać równowagi. Rozpoczynają się nieodwracalne procesy prowadzące do katastrofy ekologiczne. Ludzkość spotkała się z nimi już w wielu regionach planety.

Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą: atmosfera emisje transportowe. Konsekwencje zanieczyszczenie atmosfera. 2.1 Tlenek węgla... środowiskowy badania w zakresie podejmowania decyzji, niedostateczny rozwój ilościowych metod oceny konsekwencje zanieczyszczenie powierzchnia atmosfera ...

Ekologiczny systemowe (3)

Test >> Ekologia

Vida zanieczyszczenie atmosfera: naturalne i sztuczne, każde ze względu na swoje odpowiednie źródła. Środowiskowy konsekwencje zanieczyszczenie atmosfera Do najważniejszego środowiskowy konsekwencjeświatowy zanieczyszczenie atmosfera odnieść się...

Środki kontroli zanieczyszczenie atmosfera

Streszczenie >> Ekologia

itp.) można uznać za gatunek zanieczyszczenie. Przyjrzyjmy się niektórym bliżej konsekwencje zanieczyszczenie atmosfera Efekt cieplarniany Klimat Ziemi... aktywne przyspieszenie globalne środowiskowy kryzys. …… 4,5 min Dziura ozonowa atmosfera Na wysokości 20...

Wpływ antropogeniczny na atmosfera (4)

Streszczenie >> Ekologia

E. 6,3 razy mniej. § 3. Środowiskowy konsekwencje zanieczyszczenie atmosfera Zanieczyszczenie powietrze atmosferyczne wpływa na zdrowie 6,3 razy mniej. § 3. Środowiskowy konsekwencje zanieczyszczenie atmosfera Zanieczyszczenie powietrze atmosferyczne wpływa na zdrowie...

Wstęp

1. Atmosfera - zewnętrzna powłoka biosfery

2. Zanieczyszczenie powietrza

3. Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza7

3.1 Efekt cieplarniany

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

3 Kwaśne deszcze

Wniosek

Lista wykorzystanych źródeł

Wstęp

Obecnie ze wszystkich form degradacji rosyjskiego środowiska naturalnego najbardziej niebezpieczne jest zanieczyszczenie atmosfery szkodliwymi substancjami. Cechy sytuacji środowiskowej w niektórych regionach Federacji Rosyjskiej i pojawiające się problemy środowiskowe mają charakter lokalny naturalne warunki oraz charakter oddziaływania na nie przemysłu, transportu, obiektów użyteczności publicznej i rolnictwa. Stopień zanieczyszczenia powietrza zależy z reguły od stopnia urbanizacji i rozwoju przemysłowego terytorium (specyfika przedsiębiorstw, ich wydajność, lokalizacja, stosowane technologie), a także od warunków klimatycznych, które determinują potencjał zanieczyszczenia powietrza .

Atmosfera wywiera intensywny wpływ nie tylko na człowieka i biosferę, ale także na hydrosferę, glebę i szatę roślinną, środowisko geologiczne, budynki, budowle i inne obiekty stworzone przez człowieka. Dlatego ochrona powietrza atmosferycznego i warstwy ozonowej jest problemem środowiskowym o najwyższym priorytecie i poświęca się mu szczególną uwagę we wszystkich krajach rozwiniętych.

Człowiek od zawsze wykorzystywał środowisko głównie jako źródło zasobów, jednak przez bardzo długi czas jego działalność nie miała zauważalnego wpływu na biosferę. Dopiero pod koniec ubiegłego wieku zmiany w biosferze pod wpływem działalności gospodarczej przyciągnęły uwagę naukowców. W pierwszej połowie ten wiek Zmiany te nasilają się i obecnie uderzają w cywilizację ludzką niczym lawina.

Obciążenie środowiska wzrosło szczególnie gwałtownie w drugiej połowie XX wieku. Nastąpił skok jakościowy w relacjach między społeczeństwem a przyrodą, gdy w wyniku gwałtownego wzrostu liczby ludności, intensywnej industrializacji i urbanizacji naszej planety presja ekonomiczna zaczęła wszędzie przekraczać zdolność systemów ekologicznych do samooczyszczania i regeneracji. W efekcie naturalny obieg substancji w biosferze został zakłócony, a zdrowie obecnych i przyszłych pokoleń ludzi było zagrożone.

Masa atmosfery naszej planety jest znikoma – tylko jedna milionowa masa Ziemi. Jednak jego rola w naturalnych procesach biosfery jest ogromna. Obecność atmosfery na całym świecie determinuje ogólny reżim termiczny powierzchni naszej planety i chroni ją przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i ultrafioletowym. Cyrkulacja atmosferyczna wpływa na lokalne warunki klimatyczne, a za ich pośrednictwem na reżim rzek, pokrywę glebowo-roślinną oraz procesy formowania się rzeźby terenu.

Współczesny skład gazowy atmosfery jest wynikiem długiego historycznego rozwoju globu. Jest to głównie mieszanina gazów składająca się z dwóch składników - azotu (78,09%) i tlenu (20,95%). Zwykle zawiera również argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,03%) i niewielkie ilości gazów obojętnych (neon, hel, krypton, ksenon), amoniak, metan, ozon, dwutlenek siarki i inne gazy. Oprócz gazów atmosfera zawiera cząstki stałe pochodzące z powierzchni Ziemi (na przykład produkty spalania, aktywność wulkaniczna, cząstki gleby) i z kosmosu (pył kosmiczny), a także różne produkty pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mikrobiologicznego . Ponadto para wodna odgrywa ważną rolę w atmosferze.

Największe znaczenie dla różnych ekosystemów mają trzy gazy tworzące atmosferę: tlen, dwutlenek węgla i azot. Gazy te są zaangażowane głównie cykle biogeochemiczne.

Tlen odgrywa istotną rolę w życiu większości żywych organizmów na naszej planecie. Każdy potrzebuje tego, żeby oddychać. Tlen nie zawsze był częścią atmosfery ziemskiej. Pojawił się w wyniku żywotnej aktywności organizmów fotosyntetycznych. Pod wpływem promienie ultrafioletowe zamienił się w ozon. W miarę gromadzenia się ozonu w górnych warstwach atmosfery utworzyła się warstwa ozonowa. Warstwa ozonowa, niczym ekran, niezawodnie chroni powierzchnię Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym, które jest śmiertelne dla organizmów żywych.

Współczesna atmosfera zawiera zaledwie jedną dwudziestą tlenu dostępnego na naszej planecie. Główne zasoby tlenu skupiają się w węglanach, materii organicznej i tlenkach żelaza, część tlenu jest rozpuszczona w wodzie. Wydaje się, że w atmosferze istnieje w przybliżeniu równowaga pomiędzy produkcją tlenu w procesie fotosyntezy a jego zużyciem przez organizmy żywe. Jednak ostatnio pojawiło się niebezpieczeństwo, że w wyniku działalności człowieka zasoby tlenu w atmosferze mogą się zmniejszyć. Szczególnie niebezpieczne jest obserwowane w ostatnich latach niszczenie warstwy ozonowej. Większość naukowców przypisuje to działalności człowieka.

Cykl tlenowy w biosferze jest niezwykle złożony, ponieważ reaguje z nim duża liczba substancji organicznych i nieorganicznych, a także wodór, łącząc się z tlenem, tworząc wodę.

Dwutlenek węgla(dwutlenek węgla) wykorzystywany jest w procesie fotosyntezy do tworzenia materii organicznej. To dzięki temu procesowi zamyka się obieg węgla w biosferze. Podobnie jak tlen, węgiel jest częścią gleb, roślin, zwierząt i uczestniczy w różnych mechanizmach cyklu substancji w przyrodzie. Zawartość dwutlenku węgla w powietrzu, którym oddychamy, jest w przybliżeniu taka sama w różnych częściach planety. Wyjątkiem są duże miasta, gdzie zawartość tego gazu w powietrzu jest wyższa niż normalnie.

Pewne wahania zawartości dwutlenku węgla w powietrzu na danym obszarze zależą od pory dnia, pory roku i biomasy roślinnej. Jednocześnie badania pokazują, że od początku stulecia średnia zawartość dwutlenku węgla w atmosferze, choć powoli, stale rośnie. Naukowcy przypisują ten proces głównie działalności człowieka.

Azot- niezbędny pierwiastek biogenny, ponieważ jest częścią białek i kwasy nukleinowe. Atmosfera jest niewyczerpanym zbiornikiem azotu, jednak większość organizmów żywych nie może go bezpośrednio wykorzystać: musi on zostać najpierw związany w postaci związków chemicznych.

Częściowy azot przedostaje się z atmosfery do ekosystemów w postaci tlenku azotu, który powstaje pod wpływem wyładowań elektrycznych podczas burz. Jednakże większość azotu przedostaje się do wody i gleby w wyniku jego biologicznego wiązania. Istnieje kilka gatunków bakterii i sinic (na szczęście dość liczne), które mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego. W wyniku swojego działania, a także rozkładu resztek organicznych w glebie, rośliny autotroficzne są w stanie pobrać niezbędny azot.

Cykl azotowy jest ściśle powiązany z cyklem węgla. Chociaż cykl azotu jest bardziej złożony niż cykl węgla, zwykle zachodzi szybciej.

Pozostałe składniki powietrza nie biorą udziału w cyklach biochemicznych, jednakże obecność w atmosferze dużej ilości substancji zanieczyszczających może prowadzić do poważnych zakłóceń w tych cyklach.

2. Zanieczyszczenie powietrza.

Zanieczyszczenie atmosfera. Różne negatywne zmiany w atmosferze ziemskiej związane są głównie ze zmianami stężenia drobnych składników powietrza atmosferycznego.

Istnieją dwa główne źródła zanieczyszczeń powietrza: naturalne i antropogeniczne. Naturalny źródło- są to wulkany, burze piaskowe, wietrzenie, pożary lasów, procesy rozkładu roślin i zwierząt.

Oprócz zanieczyszczeń gazowych do atmosfery uwalniane są duże ilości cząstek stałych. To jest kurz, sadza i sadza. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego metalami ciężkimi stwarza duże zagrożenie. Ołów, kadm, rtęć, miedź, nikiel, cynk, chrom i wanad stały się niemal stałymi składnikami powietrza w ośrodkach przemysłowych. Problem zanieczyszczenia powietrza ołowiem jest szczególnie dotkliwy.

Kwaśne deszcze, powodowane głównie przez dwutlenek siarki i tlenki azotu, powodują ogromne szkody w biocenozach leśnych. Ustalono, że gatunki iglaste w większym stopniu cierpią z powodu kwaśnych deszczy niż gatunki liściaste.

W samym naszym kraju łączna powierzchnia lasów dotkniętych emisją przemysłową osiągnęła 1 milion hektarów. W ostatnich latach istotnym czynnikiem wpływającym na degradację lasów było zanieczyszczenie. środowisko radionuklidy. Tym samym w wyniku awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu zniszczeniu uległo 2,1 mln hektarów lasów.

Szczególnie mocno cierpią tereny zielone w miastach przemysłowych, których atmosfera zawiera duże ilości substancji zanieczyszczających.

Problem środowiska powietrza polegający na zubożaniu się warstwy ozonowej, w tym pojawianiu się dziur ozonowych nad Antarktydą i Arktyką, wiąże się z nadmiernym wykorzystaniem freonów w produkcji i życiu codziennym.

Działalność gospodarcza człowieka, mająca coraz bardziej globalny charakter, zaczyna wywierać bardzo zauważalny wpływ na procesy zachodzące w biosferze. Zapoznałeś się już z niektórymi skutkami działalności człowieka i jej wpływem na biosferę. Na szczęście biosfera do pewnego stopnia jest zdolna do samoregulacji, co pozwala minimalizować negatywne skutki działalności człowieka. Istnieje jednak granica, gdy biosfera nie jest już w stanie utrzymać równowagi. Rozpoczynają się nieodwracalne procesy, które prowadzą do katastrof ekologicznych. Ludzkość spotkała się z nimi już w wielu regionach planety.

3. Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą:

1) możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”);

2) naruszenie warstwy ozonowej;

3) kwaśne deszcze.

Większość naukowców na świecie uważa je za największe problemy środowiskowe naszych czasów.

3.1 Efekt cieplarniany

Obecnie obserwowane zmiany klimatyczne, które wyrażają się w stopniowym wzroście średniej rocznej temperatury, począwszy od drugiej połowy ubiegłego wieku, większości naukowców kojarzą się z akumulacją w atmosferze tzw. Gazy cieplarniane» - dwutlenek węgla (CO 2), metan (CH 4), chlorofluorowęglowodory (freony), ozon (O 3), tlenki azotu itp. (patrz tabela 9).

Tabela 9

Antropogeniczne zanieczyszczenia powietrza i związane z nimi zmiany (V.A. Wronski, 1996)

Notatka. (+) - wzmocniony efekt; (-) - zmniejszony efekt

Gazy cieplarniane, a przede wszystkim CO 2, zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni Ziemi. Atmosfera nasycona gazami cieplarnianymi działa jak dach szklarni. Z jednej strony pozwala na większość Promieniowanie słoneczne natomiast prawie nie oddaje ciepła reemitowanego przez Ziemię.

Z powodu spalenia wszystkiego przez człowieka więcej paliwa kopalne: ropa naftowa, gaz, węgiel itp. (rocznie ponad 9 miliardów ton paliwa standardowego) – stężenie CO 2 w atmosferze stale rośnie. W wyniku emisji do atmosfery podczas produkcji przemysłowej i życia codziennego wzrasta zawartość freonów (chlorofluorowęglowodorów). Zawartość metanu wzrasta o 1-1,5% rocznie (emisje z podziemi wyrobiska kopalni, spalanie biomasy, wydalanie bydła itp.). W mniejszym stopniu (o 0,3% rocznie) zwiększa się także zawartość tlenków azotu w atmosferze.

Konsekwencją wzrostu stężeń tych gazów, wywołujących „efekt cieplarniany”, jest wzrost średniej globalnej temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi. W ciągu ostatnich 100 lat najcieplejszymi latami były lata 1980, 1981, 1983, 1987 i 1988. W 1988 roku średnia roczna temperatura była o 0,4 stopnia wyższa niż w latach 1950-1980. Obliczenia części naukowców wskazują, że w 2005 roku będzie to o 1,3°C więcej niż w latach 1950-1980. Z raportu przygotowanego pod auspicjami ONZ przez międzynarodową grupę do spraw zmian klimatycznych wynika, że do 2100 roku temperatura na Ziemi wzrośnie o 2-4 stopnie. Skala ocieplenia w tym stosunkowo krótkim czasie będzie porównywalna z ociepleniem, jakie miało miejsce na Ziemi po epoce lodowcowej, co oznacza, że konsekwencje środowiskowe może być katastrofalny. Przede wszystkim wynika to z oczekiwanego wzrostu poziomu Oceanu Światowego w wyniku topnienia lód polarny, zmniejszenie obszarów zlodowaceń górskich itp. Modelując środowiskowe konsekwencje podniesienia się poziomu morza zaledwie o 0,5–2,0 m do końca XXI wieku, naukowcy odkryli, że nieuchronnie doprowadzi to do zakłócenia równowagi klimatycznej , zalanie równin przybrzeżnych ponad 30 krajów, degradacja wiecznej zmarzliny, zalanie rozległych obszarów wodą i inne niekorzystne skutki.

Jednak wielu naukowców dostrzega pozytywne skutki dla środowiska w proponowanym globalnym ociepleniu. Wzrost stężenia CO 2 w atmosferze i związany z tym wzrost fotosyntezy, a także wzrost nawilżenia klimatu, mogą ich zdaniem prowadzić do wzrostu produktywności zarówno naturalnych fitocenoz (lasów, łąk, sawann itp.) i agrocenozy (rośliny uprawne, ogrody, winnice itp.).

Nie ma także zgody co do stopnia wpływu gazów cieplarnianych na globalne ocieplenie. Tak więc w raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (1992) zauważono, że obserwowane w ostatnim stuleciu ocieplenie klimatu o 0,3–0,6°C mogło być spowodowane przede wszystkim naturalną zmiennością szeregu czynników klimatycznych.

NA Międzynarodowa Konferencja w Toronto (Kanada) w 1985 r. przemysł energetyczny na całym świecie otrzymał zadanie ograniczenia przemysłowych emisji dwutlenku węgla do atmosfery o 20% do roku 2010. Ale oczywiste jest, że jest to namacalne efekt ekologiczny można osiągnąć jedynie poprzez połączenie tych działań z globalnym kierunkiem polityki środowiskowej - maksymalnym możliwym zachowaniem zbiorowisk organizmów, naturalnych ekosystemów i całej biosfery Ziemi.

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

Warstwa ozonowa (ozonosfera) pokrywa całość Ziemia i znajduje się na wysokościach od 10 do 50 km, przy maksymalnym stężeniu ozonu na wysokości 20-25 km. Nasycenie atmosfery ozonem stale się zmienia w dowolnej części planety, osiągając maksimum wiosną w rejonie polarnym. Ubytek warstwy ozonowej po raz pierwszy zwrócił uwagę opinii publicznej w 1985 r., kiedy nad Antarktydą odkryto obszar o obniżonej zawartości ozonu (do 50%), tzw. "dziura ozonowa". Z Od tego czasu wyniki pomiarów potwierdziły powszechny spadek warstwy ozonowej na niemal całej planecie. Na przykład w Rosji w ciągu ostatnich dziesięciu lat stężenie warstwy ozonowej spadło o 4-6% zimą i o 3% latem. Obecnie ubytek warstwy ozonowej jest przez wszystkich uznawany za poważne zagrożenie dla światowego bezpieczeństwa ekologicznego. Malejące stężenie ozonu osłabia zdolność atmosfery do ochrony całego życia na Ziemi przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym (promieniowaniem UV). Organizmy żywe są bardzo wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe, gdyż energia nawet jednego fotonu z tych promieni wystarczy, aby zniszczyć wiązania chemiczne w większości organiczne molekuły. To nie przypadek, że na obszarach o niskim poziomie ozonu jest ich wiele oparzenie słoneczne, wzrasta liczba osób zapadających na raka skóry itp. Na przykład według wielu naukowców zajmujących się ochroną środowiska, jeśli do 2030 r. w Rosji będzie się utrzymywać obecne tempo zubożenia warstwy ozonowej, u dodatkowych 6 milionów ludzi zachoruje na raka skóry . Z wyjątkiem choroby skórne możliwy rozwój chorób oczu (zaćma itp.), tłumienie układu odpornościowego itp. Ustalono również, że rośliny pod wpływem silnego promieniowania ultrafioletowego stopniowo tracą zdolność do fotosyntezy i zakłócają aktywność życiową plankton prowadzi do przerwania łańcuchów troficznych fauny i flory ekosystemy wodne itp. Nauka nie ustaliła jeszcze w pełni, jakie są główne procesy naruszające warstwę ozonową. Zarówno naturalne, jak i pochodzenie antropogeniczne„dziury ozonowe”. To drugie, zdaniem większości naukowców, jest bardziej prawdopodobne i wiąże się ze zwiększoną zawartością chlorofluorowęglowodory (freony). Freony znajdują szerokie zastosowanie w produkcji przemysłowej oraz w życiu codziennym (agregaty chłodnicze, rozpuszczalniki, opryskiwacze, opakowania aerozolowe itp.). Unoszące się do atmosfery freony rozkładają się, uwalniając tlenek chloru, który ma szkodliwy wpływ na cząsteczki ozonu. Według międzynarodowej organizacji ekologicznej Greenpeace głównymi dostawcami chlorofluorowęglowodorów (freonów) są USA – 30,85%, Japonia – 12,42%, Wielka Brytania – 8,62% i Rosja – 8,0%. USA wybiły „dziurę” w warstwie ozonowej o powierzchni 7 mln km 2, Japonia – 3 mln km 2, czyli siedmiokrotnie więcej niż powierzchnia samej Japonii. Ostatnio w Stanach Zjednoczonych i wielu krajach zachodnich zbudowano zakłady produkujące nowe typy czynników chłodniczych (wodorochlorofluorowęglowodory) o niskim potencjale zubożania warstwy ozonowej. Zgodnie z protokołem Konferencji Montrealskiej (1990), następnie poprawionym w Londynie (1991) i Kopenhadze (1992), przewidywano redukcję emisji chlorofluorowęglowodorów o 50% do roku 1998. Zgodnie z art. 56 ustawy Federacji Rosyjskiej o ochronie środowiska, zgodnie z umowami międzynarodowymi, wszystkie organizacje i przedsiębiorstwa są zobowiązane do ograniczenia, a następnie całkowitego zaprzestania produkcji i stosowania substancji zubożających warstwę ozonową.

Wielu naukowców nadal nalega naturalne pochodzenie"dziura ozonowa". Niektórzy przyczyny jego występowania upatrują w naturalnej zmienności ozonosfery i cyklicznej aktywności Słońca, inni zaś kojarzą te procesy z ryftem i odgazowaniem Ziemi.

3.3 Kwaśne deszcze

Jednym z najważniejszych problemów środowiskowych związanych z utlenianiem środowiska naturalnego jest - kwaśny deszcz. Powstają podczas przemysłowych emisji dwutlenku siarki i tlenków azotu do atmosfery, które w połączeniu z wilgoć atmosferyczna, tworzą kwasy siarkowy i azotowy. W rezultacie deszcz i śnieg ulegają zakwaszeniu (wartość pH poniżej 5,6). W Bawarii (Niemcy) w sierpniu 1981 roku wystąpiły deszcze o kwasowości pH = 3,5. Maksymalna zarejestrowana kwasowość opadów w Zachodnia Europa- pH=2,3. Całkowita globalna antropogeniczna emisja dwóch głównych substancji zanieczyszczających powietrze – sprawców zakwaszenia wilgoci atmosferycznej – SO 2 i NO wynosi rocznie ponad 255 mln ton. Według Roshydromet na terytorium Rosji spada co najmniej 4,22 mln ton siarki rocznie 4,0 mln ton. azot (azotan i amon) w postaci związków kwaśnych zawartych w opadzie atmosferycznym. Jak widać na rys. 10, najwyższe ładunki siarki występują w gęsto zaludnionych i uprzemysłowionych rejonach kraju.

Rysunek 10. Średnie roczne osadzanie się siarczanów kg siarki/kw. km (2006) [na podstawie materiałów z serwisu http://www.sci.aha.ru]

Obserwuje się wysokie poziomy opadu siarki (550-750 kg/km2 rocznie) i ilości związków azotu (370-720 kg/km2 rocznie) w postaci dużych obszarów (kilka tysięcy km2) w gęsto zaludnionych i przemysłowych regionach kraju. Wyjątkiem od tej reguły jest sytuacja wokół miasta Norylsk, którego ślad zanieczyszczeń przekracza obszar i siłę opadu w strefie depozycji zanieczyszczeń w obwodzie moskiewskim na Uralu.

Na terenie większości podmiotów Federacji depozycja siarki i azotu azotanowego ze źródeł własnych nie przekracza 25% ich całkowitego depozycji. Udział własnych źródeł siarki przekracza ten próg w obwodach murmańskim (70%), swierdłowsku (64%), czelabińsku (50%), tulskim i riazańskim (40%) oraz na terytorium krasnojarskim (43%).

Ogólnie rzecz biorąc, na terytorium europejskie W kraju jedynie 34% opadów siarki ma pochodzenie rosyjskie. Pozostała część 39% pochodzi z krajów europejskich, a 27% z innych źródeł. Jednocześnie największy udział w transgranicznym zakwaszeniu środowiska naturalnego mają Ukraina (367 tys. ton), Polska (86 tys. ton), Niemcy, Białoruś i Estonia.

Sytuacja wydaje się szczególnie niebezpieczna w wilgotnej strefie klimatycznej (od regionu Ryazan i dalej na północ w części europejskiej i na całym Uralu), gdyż regiony te charakteryzują się naturalną wysoką kwasowością wody naturalne, która ze względu na te emisje wzrasta jeszcze bardziej. To z kolei prowadzi do zmniejszenia produktywności zbiorników i wzrostu częstości występowania chorób stomatologicznych i przewód jelitowy w ludziach.

NA ogromne terytorium środowisko naturalne zakwasza, co ma bardzo negatywny wpływ na stan wszystkich ekosystemów. Okazało się że naturalne ekosystemy ulegają zniszczeniu nawet przy mniejszym zanieczyszczeniu powietrza niż niebezpieczny dla człowieka. „Jeziora i rzeki pozbawione ryb, umierające lasy – to smutne konsekwencje industrializacji planety”. Niebezpieczeństwo z reguły nie wynika z samego wytrącania się kwasu, ale z procesów zachodzących pod jego wpływem. Pod wpływem kwaśnych opadów z gleby wypłukiwane są nie tylko niezbędne dla roślin składniki odżywcze, ale także toksyczne metale ciężkie i lekkie - ołów, kadm, aluminium itp. Następnie one same lub powstałe toksyczne związki są wchłaniane przez rośliny i inne organizmów glebowych, co prowadzi do bardzo negatywnych konsekwencji.

Oddziaływanie kwaśnych deszczy zmniejsza odporność lasów na susze, choroby i zanieczyszczenia naturalne, co prowadzi do jeszcze większej degradacji ich jako naturalnych ekosystemów.

Uderzający przykład Negatywnym wpływem kwaśnych opadów na naturalne ekosystemy jest zakwaszanie jezior . W naszym kraju obszar znacznego zakwaszenia na skutek kwaśnych opadów sięga kilkudziesięciu milionów hektarów. Odnotowano także szczególne przypadki zakwaszenia jezior (Karelia itp.). Zwiększoną kwasowość opadów obserwuje się wzdłuż zachodniej granicy (transgraniczny transport siarki i innych zanieczyszczeń) oraz w szeregu dużych obszarów przemysłowych, a także fragmentarycznie na wybrzeżach Taimyr i Jakucji.

Wniosek

Ochrona przyrody jest zadaniem naszego stulecia, problemem, który stał się problemem społecznym. Co jakiś czas słyszymy o zagrożeniach zagrażających środowisku, jednak wielu z nas nadal uważa je za nieprzyjemny, ale nieunikniony wytwór cywilizacji i wierzy, że jeszcze zdążymy uporać się ze wszystkimi trudnościami, które się pojawiły.

Jednakże wpływ człowieka na środowisko osiągnął alarmujące rozmiary. Dopiero w drugiej połowie XX wieku, dzięki rozwojowi ekologii i jej rozpowszechnieniu wiedza ekologiczna Wśród ludności stało się oczywiste, że ludzkość jest nieodzowną częścią biosfery, że podbój przyrody, niekontrolowane korzystanie z jej zasobów i zanieczyszczenie środowiska to ślepy zaułek w rozwoju cywilizacji i ewolucji samego człowieka. Dlatego najważniejszy warunek rozwój ludzkości - uważne podejście do przyrody, wszechstronna troska o nią racjonalne wykorzystanie i odbudowa jego zasobów, zachowując sprzyjające środowisko.

Wielu jednak nie rozumie ścisłego związku działalności gospodarczej człowieka ze stanem środowiska naturalnego.

Szeroka edukacja ekologiczna powinna pomóc ludziom w zdobywaniu takiej wiedzy ekologicznej i standardy etyczne oraz wartości, postawy i styl życia, które są niezbędne zrównoważony rozwój przyrodę i społeczeństwo. Aby zasadniczo poprawić sytuację, potrzebne będą ukierunkowane i przemyślane działania. Odpowiedzialna i skuteczna polityka środowiskowa będzie możliwa tylko wtedy, gdy będziemy gromadzić wiarygodne dane nt stan aktulanyśrodowiska, ugruntowana wiedza na temat interakcji ważnych czynniki środowiskowe, jeśli opracuje nowe metody ograniczania i zapobiegania szkodom wyrządzanym naturze przez człowieka.

Bibliografia

1. Akimova T. A., Khaskin V. V. Ekologia. M.: Jedność, 2000.

2. Bezuglaya E.Yu., Zavadskaya E.K. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie publiczne. Petersburg: Gidrometoizdat, 1998, s. 171–199.

3. Galperin M.V. Ekologia i podstawy zarządzania środowiskowego. M.: Forum-Infra-m, 2003.

4. Daniłow-Danilyan V.I. Ekologia, ochrona przyrody i bezpieczeństwo ekologiczne. M.: MNEPU, 1997.

5. Charakterystyka klimatyczna warunków dystrybucji zanieczyszczeń w atmosferze. Przewodnik referencyjny/ wyd. E.Yu.Bezuglaya i M.E.Berlyand. – Leningrad, Gidrometeoizdat, 1983.

6. Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ekologia. Rostów nad Donem: Phoenix, 2003.

7. Protasow V.F. Ekologia, zdrowie i ochrona środowiska w Rosji. M.: Finanse i statystyka, 1999.

8. Wark K., Warner S., Zanieczyszczenie powietrza. Źródła i kontrola, przeł. z języka angielskiego, M. 1980.

9. Stan ekologiczny terytorium Rosji: Instruktaż dla studentów szkół wyższych pe. Instytucje edukacyjne/ V.P. Bondarev, L.D. Dołguszyn, B.S. Zalogin i wsp.; wyd. SA Ushakova, Ya.G. Katz – wyd. 2. M.: Akademia, 2004.

10. Wykaz i kody substancji zanieczyszczających powietrze atmosferyczne. wyd. 6. Petersburg, 2005, 290 s.

11. Rocznik stanu zanieczyszczenia powietrza w miastach Rosji. 2004. – M.: Agencja Meteorologiczna, 2006, 216 s.

Więcej w dziale Ekologia:

Streszczenie: Warstwa ozonowa nad Moskwą. Wyniki sondowania na falach milimetrowych

Zagadnienie wpływu człowieka na atmosferę znajduje się w centrum uwagi ekologów na całym świecie, ponieważ... Największe problemy środowiskowe naszych czasów (efekt cieplarniany, zubożenie warstwy ozonowej, kwaśne deszcze) wiążą się właśnie z antropogenicznym zanieczyszczeniem atmosfery.

Powietrze atmosferyczne również działa najbardziej kompleksowo funkcję ochronną, izolując termicznie Ziemię od przestrzeni kosmicznej i chroniąc ją przed ostrym promieniowaniem kosmicznym. W atmosferze zachodzą globalne procesy meteorologiczne, które kształtują klimat i pogodę, a masa meteorytów utrzymuje się (spala).

Jednak w nowoczesne warunki możliwości systemy naturalne do samooczyszczenia są znacznie osłabione przez zwiększone obciążenie antropogeniczne. W rezultacie powietrze nie spełnia już w pełni swoich funkcji środowiskowych ochronnych, termoregulacyjnych i podtrzymujących życie.

Przez zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego należy rozumieć każdą zmianę jego składu i właściwości, która ma negatywny wpływ na zdrowie ludzi i zwierząt, stan roślin i ekosystemów jako całości. Zanieczyszczenia atmosfery mogą mieć charakter naturalny (naturalny) i antropogeniczny (technogenny).

Zanieczyszczenia naturalne spowodowane przez naturalne procesy. Należą do nich aktywność wulkaniczna, wietrzenie skał, erozja wietrzna, dym z pożarów lasów i stepów itp.

Zanieczyszczenia antropogeniczne wiążą się z uwalnianiem różnych substancji zanieczyszczających (zanieczyszczeń) podczas działalności człowieka. Jest większy niż naturalny w skali.

W zależności od skali wyróżnia się:

lokalny (zwiększona zawartość substancji zanieczyszczających na małym obszarze: miasto, tereny przemysłowe, strefa rolnicza);

regionalny (negatywnym wpływem objęte są duże obszary, ale nie cała planeta);

globalny (zmiana stanu atmosfery jako całości).

Przez stan skupienia Emisje zanieczyszczeń do atmosfery klasyfikuje się w następujący sposób:

gazowe (SO2, NOx, CO, węglowodory itp.);

ciecz (kwasy, zasady, roztwory soli itp.);

ciała stałe (pyły organiczne i nieorganiczne, ołów i jego związki, sadza, substancje żywiczne itp.).

Głównymi substancjami zanieczyszczającymi (zanieczyszczeniami) powietrza atmosferycznego powstającymi podczas działalności przemysłowej lub innej działalności człowieka są dwutlenek siarki (SO2), tlenek węgla (CO) i cząstki stałe. Odpowiadają za około 98% całkowitej emisji zanieczyszczeń.

Oprócz tych głównych substancji zanieczyszczających do atmosfery przedostaje się wiele innych bardzo niebezpiecznych substancji zanieczyszczających: ołów, rtęć, kadm i inne metale ciężkie (HM) (źródła emisji: samochody, huty itp.); węglowodory (СnH m), wśród których najniebezpieczniejszy jest benzo(a)piren, który ma działanie rakotwórcze (gazy spalinowe, spalanie kotłów itp.); aldehydy, a przede wszystkim formaldehyd; siarkowodór, toksyczne lotne rozpuszczalniki (benzyna, alkohole, etery) itp.

Najbardziej niebezpiecznym zanieczyszczeniem powietrza jest radioaktywność. Obecnie jest to spowodowane głównie rozprzestrzenianiem się po całym świecie długowiecznych izotopy radioaktywne- produkty testów broni jądrowej przeprowadzanych w atmosferze i pod ziemią. Powierzchniowa warstwa atmosfery jest również zanieczyszczona emisjami do atmosfery substancje radioaktywne Z działających elektrowni jądrowych podczas normalnej pracy oraz z innych źródeł.

Głównymi sprawcami zanieczyszczenia powietrza są następujące gałęzie przemysłu:

energetyka cieplna (elektrownie wodne i jądrowe, kotłownie przemysłowe i komunalne);

przedsiębiorstwa metalurgii żelaza,

przedsiębiorstwa górnictwa węgla i chemii węgla,

transport samochodowy (tzw. mobilne źródła zanieczyszczeń),

przedsiębiorstwa metalurgii metali nieżelaznych,

produkcja materiałów budowlanych.

Zanieczyszczenie powietrza wpływa na zdrowie ludzi i środowisko różne sposoby- przed bezpośrednim i natychmiastowym zagrożeniem (może, tlenek węgla itp.) do powolnego i stopniowego niszczenia systemów podtrzymywania życia organizmu.

Wpływ fizjologiczny na Ludzkie ciało głównych substancji zanieczyszczających (zanieczyszczeń) wiąże się z najpoważniejszymi konsekwencjami. Zatem dwutlenek siarki, łącząc się z wilgocią atmosferyczną, tworzy kwas siarkowy, który niszczy tkankę płuc ludzi i zwierząt. Dwutlenek siarki jest szczególnie niebezpieczny, gdy osadza się na cząsteczkach pyłu i w tej postaci przedostaje się głęboko do dróg oddechowych. Pył zawierający dwutlenek krzemu (SiO2) powoduje poważną chorobę płuc – krzemicę.

Tlenki azotu podrażniają, a w ciężkich przypadkach powodują korozję błon śluzowych (oczu, płuc), biorą udział w tworzeniu toksycznych mgieł itp.; Szczególnie niebezpieczne są w powietrzu razem z dwutlenkiem siarki i innymi toksycznymi związkami (występuje efekt synergistyczny, czyli zwiększenie toksyczności całej mieszaniny gazowej).

Wpływ tlenku węgla (tlenek węgla, CO) na organizm człowieka jest powszechnie znany: ostre zatrucie Pojawia się ogólne osłabienie, zawroty głowy, nudności, senność, utrata przytomności i możliwa jest śmierć (nawet od trzech do siedmiu dni po zatruciu).

Wśród cząstek zawieszonych (pyłów) najbardziej niebezpieczne są cząstki o wielkości mniejszej niż 5 mikronów, które mogą przedostać się do węzłów chłonnych, zalegać w pęcherzykach płucnych i zatykać błony śluzowe.

Bardzo niekorzystnym skutkom mogą towarzyszyć także tak niewielkie emisje, jak te zawierające ołów, benzo(a)piren, fosfor, kadm, arsen, kobalt itp. Zanieczyszczenia te działają depresyjnie układ krwiotwórczy, powodują raka, obniżają odporność itp. Pyły zawierające związki ołowiu i rtęci mają właściwości mutagenne i powodują zmiany genetyczne w komórkach organizmu.

Konsekwencje narażenia organizmu człowieka na szkodliwe substancje zawarte w spalinach samochodowych mają szeroki zakres skutków: od kaszlu aż po śmierć.

Antropogeniczne emisje zanieczyszczeń powodują również ogromne szkody dla roślin, zwierząt i ekosystemów planety jako całości. Opisano przypadki masowych zatruć dzikich zwierząt, ptaków i owadów w wyniku emisji szkodliwych substancji w wysokich stężeniach (zwłaszcza salw).

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą:

1) możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”);

2) naruszenie warstwy ozonowej;

3) kwaśne deszcze.

Ewentualne ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”) wyraża się w stopniowym wzroście średniorocznej temperatury, począwszy od drugiej połowy ubiegłego wieku. Większość naukowców kojarzy to z gromadzeniem się w atmosferze tzw. gazy cieplarniane - dwutlenek węgla, metan, chlorofluorowęglowodory (freony), ozon, tlenki azotu itp. Gazy cieplarniane zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni Ziemi, tj. atmosfera nasycona gazami cieplarnianymi działa jak dach szklarni: przepuszcza większość promieniowania słonecznego, ale z drugiej strony prawie nie przepuszcza ciepła reemitowanego przez Ziemię.

Według innej opinii najważniejszym czynnikiem antropogenicznego oddziaływania na globalny klimat jest degradacja atmosfery, czyli degradacja atmosfery. zakłócenie składu i stanu ekosystemów na skutek zaburzeń równowaga ekologiczna. Człowiek wykorzystując moc około 10 TW zniszczył lub poważnie zakłócił normalne funkcjonowanie naturalnych zbiorowisk organizmów na 60% powierzchni gruntów. W efekcie znaczna ich ilość została usunięta z biogennego cyklu substancji, który wcześniej organizm wydawał na stabilizację warunków klimatycznych.

Niszczenie warstwy ozonowej – spadek stężenia ozonu na wysokościach od 10 do 50 km (maksymalnie na wysokości 20 – 25 km), miejscami nawet o 50% (tzw. dziury ozonowe„). Spadek stężenia ozonu zmniejsza zdolność atmosfery do ochrony całego życia na Ziemi przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym. W organizmie człowieka nadmiar promieniowania ultrafioletowego powoduje oparzenia, raka skóry, rozwój chorób oczu, osłabienie odporności itp. Rośliny pod wpływem silnego promieniowania ultrafioletowego stopniowo tracą zdolność do fotosyntezy, a zakłócenie życiowej aktywności planktonu prowadzi do zerwania łańcuchów troficznych fauny i flory ekosystemów wodnych itp.

Kwaśne deszcze powstają w wyniku połączenia emisji gazowych dwutlenku siarki i tlenków azotu z wilgocią atmosferyczną, w wyniku czego powstaje kwas siarkowy i kwasy azotowe. W efekcie osady ulegają zakwaszeniu (pH poniżej 5,6). Całkowita światowa emisja dwóch głównych substancji zanieczyszczających powietrze, powodujących zakwaszenie osadów, wynosi rocznie ponad 255 milionów ton.Na ogromnym obszarze następuje zakwaszenie środowiska naturalnego, co bardzo negatywnie wpływa na stan wszystkich ekosystemów, a ekosystemy ulegają zakwaszeniu. zniszczone przy niższym poziomie zanieczyszczenia powietrza niż niebezpieczny dla człowieka.

Niebezpieczeństwo z reguły nie wynika z samych kwaśnych opadów, ale z procesów zachodzących pod ich wpływem: z gleby wypłukiwane są nie tylko składniki odżywcze niezbędne roślinom, ale także toksyczne metale ciężkie i lekkie - ołów, kadm, aluminium itp. Następnie one same lub utworzone przez nie toksyczne związki są wchłaniane przez rośliny lub inne organizmy glebowe, co prowadzi do bardzo negatywnych konsekwencji. Pięćdziesiąt milionów hektarów lasów w 25 krajach europejskich jest dotkniętych złożoną mieszaniną substancji zanieczyszczających (metale toksyczne, ozon, kwaśne deszcze). Uderzającym przykładem wpływu kwaśnych deszczy jest zakwaszenie jezior, które szczególnie intensywnie występuje w Kanadzie, Szwecji, Norwegii i południowej Finlandii. Tłumaczy się to faktem, że znaczna część emisji z krajów uprzemysłowionych, takich jak USA, Niemcy i Wielka Brytania, przypada na ich terytorium.

Zanieczyszczenie atmosfery ziemskiej to zmiana naturalnego stężenia gazów i zanieczyszczeń w atmosferze ziemskiej koperta powietrzna planety, a także wprowadzeniem do środowiska obcych jej substancji.

Po raz pierwszy o poziom międzynarodowy zaczął mówić czterdzieści lat temu. W 1979 r. w Genewie ukazała się Konwencja o handlu transgranicznym. długie dystanse. Pierwszym międzynarodowym porozumieniem mającym na celu redukcję emisji był Protokół z Kioto z 1997 r.

Choć działania te przynoszą rezultaty, zanieczyszczenie powietrza pozostaje poważnym problemem dla społeczeństwa.

Zanieczyszczenia powietrza

Głównymi składnikami powietrza atmosferycznego są azot (78%) i tlen (21%). Udział gaz obojętny argon - nieco mniej niż procent. Stężenie dwutlenku węgla wynosi 0,03%. W atmosferze w małych ilościach występują także:

ozon,
neon,
metan,
ksenon,
krypton,
podtlenek azotu,
dwutlenek siarki,
hel i wodór.

W czystych masach powietrza tlenek węgla i amoniak występują w postaci śladowej. Oprócz gazów atmosfera zawiera parę wodną, kryształy soli i pył.

Główne zanieczyszczenia powietrza:

Dwutlenek węgla - gaz cieplarniany, wpływając na wymianę ciepła Ziemi z otaczającą przestrzenią, a co za tym idzie, na klimat.
Tlenek węgla lub tlenek węgla przedostający się do organizmu człowieka lub zwierzęcia powoduje zatrucie (nawet śmierć).
Węglowodory są toksyczne substancje chemiczne, działa drażniąco na oczy i błony śluzowe.
Pochodne siarki przyczyniają się do powstawania i suszenia roślin, wywołują choroby układu oddechowego i alergie.
Pochodne azotu powodują zapalenie płuc, zbóż, zapalenie oskrzeli, częste przeziębienia i zaostrzają przebieg chorób układu krążenia.
, gromadzące się w organizmie, powodują raka, zmiany genów, niepłodność i przedwczesną śmierć.

Powietrze zawierające metale ciężkie stwarza szczególne zagrożenie dla zdrowia człowieka. Zanieczyszczenia takie jak kadm, ołów i arsen prowadzą do onkologii. Wdychane pary rtęci nie działają natychmiast, ale osadzone w postaci soli niszczą system nerwowy. W znacznych stężeniach szkodliwe są także lotne substancje organiczne: terpenoidy, aldehydy, ketony, alkohole. Wiele z tych substancji zanieczyszczających powietrze ma działanie mutagenne i rakotwórcze.

Źródła i klasyfikacja zanieczyszczeń powietrza

Ze względu na charakter zjawiska wyróżnia się następujące rodzaje zanieczyszczeń powietrza: chemiczne, fizyczne i biologiczne.

W pierwszym przypadku w atmosferze obserwuje się zwiększone stężenie węglowodorów, metali ciężkich, dwutlenku siarki, amoniaku, aldehydów, azotu i tlenków węgla.
W przypadku zanieczyszczeń biologicznych w powietrzu obecne są produkty odpadowe różne organizmy, toksyny, wirusy, zarodniki grzybów i bakterii.
Wskazuje na to duża ilość pyłu lub radionuklidów w atmosferze zanieczyszczenie fizyczne. Do tego typu zaliczają się także skutki emisji cieplnej, hałasu i elektromagnetycznej.

Na skład środowiska powietrza ma wpływ zarówno człowiek, jak i przyroda. Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza: wulkany w okresach aktywności, Pożary lasów, erozja gleby, burze piaskowe, rozkład organizmów żywych. Niewielka część tego wpływu pochodzi również z pyłu kosmicznego powstającego w wyniku spalania meteorytów.

Antropogeniczne źródła zanieczyszczeń powietrza:

przedsiębiorstwa przemysłu chemicznego, paliwowego, metalurgicznego, inżynieryjnego;
działalność rolnicza (opryski pestycydami z powietrza, odpady zwierzęce);
elektrownie cieplne, ogrzewanie pomieszczeń mieszkalnych węglem i drewnem;
transport (najbrudniejsze są samoloty i samochody).

Jak określa się stopień zanieczyszczenia powietrza?

Monitorując jakość powietrza atmosferycznego w mieście uwzględnia się nie tylko stężenie substancji szkodliwych dla zdrowia człowieka, ale także okres ich narażenia. Zanieczyszczenie powietrza w Federacji Rosyjskiej ocenia się według następujących kryteriów:

Wskaźnik standardowy (SI) jest wskaźnikiem otrzymywanym poprzez podzielenie najwyższego zmierzonego pojedynczego stężenia materiału zanieczyszczającego przez maksymalne dopuszczalne stężenie zanieczyszczenia.
Wskaźnik zanieczyszczenia naszej atmosfery (API) jest wartością złożoną, przy jego obliczaniu uwzględnia się współczynnik szkodliwości substancji zanieczyszczającej, a także jej stężenie - średnioroczną i maksymalną dopuszczalną średnią dobową.
Najwyższa częstotliwość (MR) – procentowa częstotliwość przekroczeń najwyższego dopuszczalnego stężenia (maksymalnie jednorazowa) w ciągu miesiąca lub roku.

Poziom zanieczyszczenia powietrza uznaje się za niski, gdy SI jest mniejszy niż 1, API mieści się w przedziale 0–4, a NP nie przekracza 10%. Wśród głównych Rosyjskie miasta według materiałów Rosstatu najbardziej przyjazne dla środowiska są Taganrog, Soczi, Grozny i Kostroma.

Na podwyższony poziom emisja do atmosfery SI wynosi 1–5, IZA – 5–6, NP – 10–20%. Wysoki stopień zanieczyszczenie powietrza różni się pomiędzy regionami ze wskaźnikami: SI – 5–10, IZA – 7–13, NP – 20–50%. Bardzo wysoki poziom zanieczyszczenie atmosfery obserwuje się w Czycie, Ułan-Ude, Magnitogorsku i Biełojarsku.

Miasta i kraje na świecie o najbrudniejszym powietrzu

W maju 2016 roku Światowa Organizacja Zdrowia opublikowała swój coroczny ranking najczęściej brudne powietrze. Liderem listy był irański Zabol, miasto w południowo-wschodniej części kraju, na które regularnie cierpi burze piaskowe. Jak długo to trwa? zjawisko atmosferyczne w pobliżu cztery miesiące, powtarza się co roku. Na drugim i trzecim miejscu znalazły się ponad milionowe indyjskie miasta Gwaliyar i Prayag. WHO oddało kolejne miejsce stolicy Arabia Saudyjska- Rijad.

Pierwszą piątkę miast o najbrudniejszej atmosferze zamyka Al-Jubail, stosunkowo mała pod względem liczby ludności miejscowość nad brzegiem Zatoki Perskiej, a jednocześnie duży przemysłowy ośrodek wydobycia i rafinacji ropy. Indyjskie miasta Patna i Raipur ponownie znalazły się na szóstym i siódmym stopniu. Głównymi źródłami zanieczyszczeń powietrza są tam przedsiębiorstwa przemysłowe i transport.

W większości przypadków jest to zanieczyszczenie powietrza aktualny problem Dla kraje rozwijające się. Jednak degradacja środowiska spowodowana jest nie tylko szybko rozwijającym się przemysłem i infrastrukturą transportową, ale także Katastrofy spowodowane przez człowieka. Do tego jasny przykład - Japonia, która doświadczyła wypadek radiacyjny w 2011.

Oto 7 najpopularniejszych stanów, w których stan klimatyzacji jest uważany za przygnębiający:

Chiny. W niektórych regionach kraju poziom zanieczyszczenia powietrza przekracza normę 56 razy.
Indie. Największy stan Hindustan prowadzi pod względem liczby miast o najgorszej ekologii.
AFRYKA POŁUDNIOWA. W gospodarce kraju dominuje przemysł ciężki, który jest jednocześnie głównym źródłem zanieczyszczeń.
Meksyk. Sytuacja środowiskowa w stolicy stanu, Meksyku, znacznie się poprawiła w ciągu ostatnich dwudziestu lat, ale smog w mieście nadal nie jest rzadkością.
Indonezja cierpi nie tylko na emisje przemysłowe, ale także z pożarów lasów.
Japonia. Kraj, pomimo powszechnego kształtowania krajobrazu i użytkowania osiągnięcia naukowe i techniczne w sektorze ochrony środowiska regularnie boryka się z problemem kwaśnych deszczy i smogu.
Libia. Główne źródło problemy środowiskowe państwa Afryki Północnej – przemysł naftowy.

Konsekwencje

Zanieczyszczenia powietrza są jedną z głównych przyczyn wzrostu liczby chorób układu oddechowego, zarówno ostrych, jak i przewlekłych. Szkodliwe zanieczyszczenia zawarte w powietrzu przyczyniają się do rozwoju raka płuc, chorób serca i udaru mózgu. Według szacunków WHO każdego roku zanieczyszczenie powietrza jest przyczyną 3,7 miliona przedwczesnych zgonów na całym świecie. Większość takich przypadków odnotowuje się w krajach Azja Południowo-Wschodnia I region zachodni Pacyfik.

W dużych ośrodkach przemysłowych często obserwuje się tak nieprzyjemne zjawisko jak smog. Nagromadzenie się cząstek kurzu, wody i dymu w powietrzu ogranicza widoczność na drogach, co prowadzi do wzrostu liczby wypadków. Substancje agresywne zwiększają korozję konstrukcji metalowych i negatywnie wpływają na stan flory i fauny. Smog stwarza największe zagrożenie dla astmatyków, osób cierpiących na rozedmę płuc, zapalenie oskrzeli, dusznicę bolesną, nadciśnienie i VSD. Nawet zdrowi ludzie wdychający aerozole mogą odczuwać silne bóle głowy, łzawienie oczu i ból gardła.

Nasycenie powietrza tlenkami siarki i azotu prowadzi do powstawania kwaśnych deszczy. Po opadach atmosferycznych przy niskim pH ryby w zbiornikach giną, a osobniki, które przeżyły, nie mogą urodzić potomstwa. W rezultacie zmniejsza się skład gatunkowy i liczebny populacji. Kwaśne opady wypłukują składniki odżywcze, niszcząc w ten sposób glebę. Powodują oparzenia chemiczne na liściach i osłabiają rośliny. Takie deszcze i mgły stanowią również zagrożenie dla siedlisk ludzkich: kwaśna woda powoduje korozję rur, samochodów, fasad budynków i pomników.

Zwiększona ilość gazów cieplarnianych (dwutlenek węgla, ozon, metan, para wodna) w powietrzu powoduje wzrost temperatury dolnych warstw atmosfery ziemskiej. Bezpośrednią konsekwencją jest obserwowane od sześćdziesięciu lat ocieplenie klimatu.

Na warunki pogodowe istotny wpływ mają i powstają pod wpływem atomów bromu, chloru, tlenu i wodoru. Oprócz prostych substancji cząsteczki ozonu potrafią niszczyć także związki organiczne i nieorganiczne: pochodne freonu, metan, chlorowodór. Dlaczego osłabienie tarczy jest niebezpieczne dla środowiska i ludzi? Ze względu na przerzedzenie warstwy Aktywność słoneczna, co z kolei prowadzi do wzrostu śmiertelności wśród przedstawicieli morskiej flory i fauny oraz wzrostu liczby chorób nowotworowych.

Jak sprawić, by powietrze było czystsze?

Wprowadzenie do produkcji technologii redukujących emisję gazów cieplarnianych pozwala na redukcję zanieczyszczeń powietrza. W energetyce cieplnej należy postawić na alternatywne źródła energii: budować elektrownie słoneczne, wiatrowe, geotermalne, pływowe i falowe. Na stan środowiska powietrznego pozytywnie wpływa przejście na skojarzone wytwarzanie energii i ciepła.

W walce o świeże powietrze ważnym elementem strategii jest kompleksowy program w sprawie utylizacji odpadów. Powinno to mieć na celu zmniejszenie ilości odpadów, a także ich sortowanie, recykling lub ponowne wykorzystanie. Planowanie urbanistyczne mające na celu poprawę środowiska, w tym środowiska powietrznego, obejmuje poprawę efektywności energetycznej budynków, budowę infrastruktury rowerowej oraz rozwój szybkiego transportu miejskiego.