Dom / Herpes/ Zagađenje Zemljine atmosfere: izvori, vrste, posljedice. Zagađenje atmosferskog zraka

Zagađenje Zemljine atmosfere: izvori, vrste, posljedice. Zagađenje atmosferskog zraka

Vrste zagađivača zraka. Prema GOST 17.2.1.01-76, emisije u atmosferu se klasifikuju: prema stanju agregacije: 1) gasoviti(SO 2 , CO, NO x , ugljovodonici), 2) tečnost(kiseline, baze, rastvori soli, tečni metali, organska jedinjenja), 3) teško aerosoli (kancerogene supstance, olovo i njegova jedinjenja, prašina, čađ); prema emisionoj masi (t/dan): 1)< 0,01; 2) 0,01-0,1; 3) 0,1-1; 4) 1-10; 5) 10-100; 6) > 100; po veličini čestica (µm): 1) do 1; 2) 1-10; 3) 10-50; 4) više od 50; po veličini čestica tečnosti (µm): 1)< 0,5 — супертонкий туман; 2) 0,5-3 — тонкодисперсный туман; 3) 3-10 — грубодисперсный туман; 4) более 10 — брызги.

Aerosoli obično sadrže 4 grupe tvari: čvrsti ugljik (čađ), sulfate, organska jedinjenja i vodu.

Posebna vrsta zagađenja atmosfere su radioaktivni nuklidi (vidi paragraf 2.3.6).

Prirodno zagađenje vazduha određuju požari, oluje prašine, vulkanske erupcije, pražnjenje groma (sinteza dušikovih oksida). Primjeri: erupcija vulkana Krakatoa 1883. godine, koja je prašinom prekrila veći dio Zemljinog neba; peščana oluja 1975. godine u pustinji Sahara, koja je stigla do zemalja Jugoslavije.

Glavni izvori antropogenog zagađenja vazduha. IN razvijene države Glavno zagađenje zraka uzrokovano je termoenergetskim inženjeringom ( termoelektrane), industrije (metalurške i cementare) i motornog transporta. U Rusiji 90-ih godina. godišnje emisije zagađujućih materija u atmosferu dostigle su 40 Mt (oko 6% globalnih emisija), uključujući oko 20 Mt iz stacionarnih izvora. Od toga, udio emisija iz termoenergetike iznosio je 27%, crne i obojene metalurgije - 35, proizvodnje nafte i petrohemije - 15, građevinske industrije - 8, hemijska industrija— 2%. Udio transporta je 30-35% ukupnih emisija, uključujući motorni transport - 95%, avion - 2,5, vodeni transport- 2,5%. U Sjedinjenim Državama glavni zagađivač zraka su motorna vozila – više od 50%.

Industrijsko zagađenje je uglavnom povezano s preradom ili sagorijevanjem kamenog i mrkog uglja. Tako se pri koksovanju 1 tone uglja formira oko 300 m 3 koksnog gasa. Pored vodonika i metana, koji čine 70-90% njegove ukupne zapremine, sadrži oko 4-5% CO, 2-3% ugljovodonika, 5-10% azota i njegovih jedinjenja. Oko 6% gasa se gubi i ispušta u atmosferu.

Prilikom topljenja 1 tone sirovog željeza, emisija prašine je oko 4,5 kg, sumpor-dioksida - 2,7 kg. Zajedno sa visokopećnim gasom u atmosferu se u malim količinama ispuštaju i jedinjenja arsena, fosfora, antimona, olova, pare žive i retkih metala, cijanovodonik itd. S obzirom na velike količine proizvedenog livenog gvožđa (stotine miliona tona), razmjere zagađenja zraka iz metalurških postrojenja su velike.

Međutim, u velikim razmjerima, zrak se zagađuje prašinom, oksidima sumpora i dušika i drugim štetnim tvarima prilikom sagorijevanja uglja u termoelektranama. Tako moderna termoelektrana snage 2,4 miliona kW dnevno troši do 20 hiljada tona uglja i emituje oko 680 tona sumpornih oksida, 200 tona azotnih oksida, 120-240 tona čvrstih čestica (pepeo, čađ). , prašina) u atmosferu.

Hemijska industrija zagađuje atmosferu otrovnim plinovima. Posljedice njihovog utjecaja na biosferu i ljude ponekad su tragične. Godine 1984. u Bhopalu, Indija, nesreća u elektrani izbacila je 40 tona otrovnih plinova u zrak, što je dovelo do smrti 2,5 hiljada ljudi. i bolest više od 50 hiljada ljudi. U meksičkom gradu Segodadu, zbog toksičnog zraka dovezenog iz Sjedinjenih Država, došlo je do masovnog trovanja djece živom koja se nalazi u suspenziji. Umrlo je 8 hiljada ljudi.

Glavni zagađivač urbane atmosfere je motorni saobraćaj – 30-70%. Ukupna snaga automobilskih motora veća je od snage termalnih stanica. U SSSR-u, emisije štetnih materija iz automobila (80-90% kamiona) bile su (miliona tona/godišnje): 1960. - oko 10, 1970. - 22, 1980. - 39. Automobili svijeta 80-ih godina gg. godišnje emituje u atmosferu (miliona tona/godišnje): CO - 260, ugljovodonika - 40, azotnih oksida - 20. U velikim gradovima sveta (Njujork, Moskva, Tokio, itd.), udeo automobilskog zagađenja vazduha sa ugljični monoksid je 90-99%, ugljovodonici - 65-90%, dušikovi oksidi - do 33%. A stepen ovog zagađenja sa porastom motornih vozila preti da stvori nezdrave uslove za život u gradovima, u nekim slučajevima i fatalne, posebno kada se dodaju i druge industrijske emisije.

U velikim gradovima sa velikom gustinom vozila i kotlarnica koje sagorevaju ugalj i naftne derivate, kada vazduh stagnira, mogao - mješavina dima i otrovne magle. Sadrži visoke, po život opasne koncentracije ugljičnog monoksida CO, oksida sumpora, dušika i njihovih spojeva.

Primjeri. 1. Los Anđeles doživljava jaku fotohemijsku izmaglicu do 60 dana u godini zbog zagađenja vazduha iz motornih vozila. U ovom slučaju uslijed fotoreakcije nastaju nitrati, ozon, organski peroksidi i peroksilacetil nitrat. 2. U gradu Donora (SAD) 26. oktobra 1948. gusta magla - smog - dva dana je obavijala kuće. Oko 6 hiljada ljudi je oboljelo, 20 ljudi. umro. 3. U Londonu je u decembru 1952. godine više od 4 hiljade ljudi patilo od smoga za 3-4 dana. Glavna štetna komponenta je sumpor oksid SO2.

Smog and kisela kiša- primjeri negativan uticajčoveka prirodi. Postaje sve opasnije.

ukupna tezina antropogeno zagađenje vazduha iznosi oko 700 Mt/god. Podaci o masi supstanci dati u tabeli 2.1 su približni, jer se kod različitih autora veoma razlikuju. To je zbog velikih fluktuacija prirodnih i antropogenih emisija. Kada gorivo sagorijeva, također se stvaraju vodena para i CO 2 . Nisu klasifikovane kao štetne supstance.

Tabela 2.1. Masa supstanci, koje uglavnom zagađuju atmosferu, Mt/god

Gotovo polovina antropogenog zagađenja atmosfere CO, NOx, SO 2, ugljovodonicima je povezana sa emisijom vozila, broj vozila u svijetu je oko 500 miliona, a udio ovih zagađenja raste kako se broj vozila povećava. stalno raste.

CO. Njegov glavni antropogeni izvor je više od 80% izduvnih gasova automobila (~260 Mt/godišnje). Sadrže ga i do 15%. U prirodi, glavni izvor CO su šumski požari.

SO 2 . Osoba ga obično dobija sagorevanjem uglja (70%) i lož ulja (16%). Prirodni izvor su aktivni vulkani.

NO x- NE i NE 2. Nastaje tokom grmljavine i rada motora.

Ugljovodonici C n H x . Njihov glavni izvor su biljke (~1000 Mt/god). Glavni antropogeni izvor su izduvni gasovi vozila (više od 60%).

Uticaj zagađenja vazduha na ljude, faunu i floru Zagađivači iz atmosfere ulaze u ljudsko tijelo i mnoge životinje uglavnom (90%) kroz respiratorni sistem. U organizmu štetne nečistoće izazivaju toksično dejstvo, ometaju čišćenje disajnih puteva i mogu biti prenosioci toksične supstance. Glavne vrste bolesti od zagađenja vazduha: bronhitis, astma, oštećenje gornjih disajnih puteva, emfizem; kardiovaskularne bolesti; očne bolesti.

Primjeri. CO kombinuje se sa hemoglobinom u krvi. Kada je njegova koncentracija veća od 0,4%, oštrina vida se pogoršava, kod 2-5% su oštećene psihomotorne funkcije mozga, kod 5-10% poremećena je aktivnost srca i pluća, a kod 10% i više glavobolja, javljaju se grčevi, plućna paraliza, smrt. Oksidi sumpora SO 2 ,SO 3 i sumporna kiselina takođe dovode do bolesti respiratornog trakta i pluća. Kisele kiše nanose veliku štetu vegetaciji, često je uništavaju velike površine, dalje od izvora zagađenja. Oksidi dušika i proizvodi njihove interakcije sa ugljovodonicima, kao što je peroksilacetil nitrat (PAN), uzrokuju upalu oka i grčeve prsa, kašalj.

Problem sa ozonom O 3 . Vjeruje se da ozonski omotač u atmosferi na nadmorskoj visini od 20-60 km služi kao štit za žive organizme, štiteći ih od štetnog tvrdog ultraljubičastog zračenja Sunca. Vjeruje se da snažno apsorbira ultraljubičasto zračenje s talasnim dužinama od 0,22-0,29 mikrona (220-290 nm). Specifični sadržaj O 3 (P ozo on/P u životnoj sredini) "10 6 na sjevernoj hemisferi kreće se od 0,029% (1961-1962) do 0,031% (1972-1974). Tokom godine maksimalna koncentracija ozona je posmatrano u proleće, u aprilu (0,033-0,035%), a minimum u jesen, u oktobru (0,027%).

Ciklične promjene nivoa ozona se objašnjavaju: 11-godišnjim ciklusom solarna aktivnost; atmosferska cirkulacija, koja dovodi do prijenosa dušikovih oksida, hlora i freona u visoke slojeve atmosfere, a oni kataliziraju proces razgradnje O3 do O2. Međutim, tu je mnogo toga nejasnog. Dakle, prvo, molekuli ovih katalizatora su nekoliko puta teži od molekula zraka (O2 i N2) i malo je vjerojatan njihov uspon u visoke slojeve atmosfere. Drugo, na visini većoj od 20 km atmosfera je vrlo razrijeđena, koncentracija molekula zraka vrlo mala, a susret njih i produkta reakcije sa česticama katalizatora je izuzetan događaj. Treće, mehanizam fotokemijske reakcije ultraljubičastog svjetla s molekulima ozona je nejasan, jer atomi ozona, za razliku od atoma kisika, ne mogu dalje oksidirati (gubiti elektrone). Četvrto, stvaranje ozonskih rupa u polarnim područjima može se lako objasniti niskim ili potpuno odsustvo(tokom polarne noći) protok sunčevog ultraljubičastog zračenja, koji uzrokuje stvaranje ozona iz kisika. Drugim riječima, ultraljubičasto zračenje apsorbira kisik, a ne ozon, i ozonske rupe niko nije ugrožen.

Razlikovati prirodno(prirodno) i antropogena(vještački) izvori zagađenja. TO prirodno izvori uključuju: prašne oluje, požari, razni aerosoli biljnog, životinjskog ili mikrobiološkog porijekla itd. Antropogena emisije u atmosferu godišnje iznose više od 19 milijardi tona, od čega više od 15 milijardi tona ugljen-dioksida, 200 miliona tona ugljen-monoksida, više od 500 miliona tona ugljovodonika, 120 miliona tona pepela itd.

Na teritoriji Ruska Federacija Na primjer, 1991. godine emisija zagađujućih materija u zrak iznosila je oko 53 miliona tona, uključujući industriju - 32 miliona tona (61%), motorna vozila - 21 milion tona (39%). U jednom od velikih regiona zemlje, Rostovskoj oblasti, emisije zagađujućih materija u atmosferski vazduh 1991. i 1996. godine iznosio je 944,6 hiljada tona, odnosno 858,2 hiljade tona, uključujući:


čvrste materije	112,6 hiljada tona
sumporov dioksid	184,1 hiljada tona	133,0 hiljada tona
ugljen monoksid	464,0 hiljada tona	467,1 hiljada tona
Dušikov oksid
ugljovodonici
flying org. conn.

Više od polovine ukupne količine dolazi od emisija iz motornih vozila. Zagađivači se prvenstveno proizvode kao nusproizvodi ili otpad pri vađenju, preradi i korištenju resursa, a mogu biti i oblik štetnih energetskih emisija kao što su višak topline, buka i zračenje.

Većina prirodno zagađenje(na primjer, vulkanska erupcija, sagorijevanje uglja) raspršene su na širokom području, a njihova koncentracija je često smanjena na siguran nivo (zbog raspadanja, rastvaranja i disperzije). Antropogeno zagađenje Zagađenje zraka se javlja u urbaniziranim područjima gdje su velike količine zagađivača koncentrisane u malim količinama zraka.

Sljedećih osam kategorija zagađivača smatra se najopasnijim i najraširenijim:

1) suspenzije - najsitnije čestice supstance u suspenziji;

2) ugljovodonike i druga isparljiva organska jedinjenja prisutna u vazduhu u obliku para;

3) ugljen monoksid (CO) je izuzetno toksičan;

4) oksidi azota (NOx) – gasovita jedinjenja azota i kiseonika;

5) oksidi sumpora (SO 2 dioksid) – otrovni gas opasan za biljke i životinje;

6) teški metali (bakar, kalaj, živa, cink i dr.);

7) ozon i drugi fotohemijski oksidanti;

8) kiseline (uglavnom sumporne i azotne).

Pogledajmo šta su ovi zagađivači i kako nastaju.

U velikim gradovima možete pronaći dvije glavne vrste izvora zagađivača: tačka na primjer, cijev termoelektrane, dimnjak, izduvna cijev automobila itd. I non-point– ulazak u atmosferu iz velikih izvora.

Postoje čvrste, tečne i gasovite materije koje zagađuju životnu sredinu.

Solid– nastaju prilikom mehaničke obrade materijala ili njihovog transporta, tokom procesa sagorevanja i termičke proizvodnje. To uključuje prašinu i suspenzije nastale: prvi - tokom vađenja, obrade i transporta rasutih materijala, različitih tehnoloških procesa i erozije vjetrom; drugi - prilikom otvorenog spaljivanja otpada i iz industrijskih cijevi kao rezultat raznih tehnoloških procesa.

Tečnost zagađivači su produkti hemijskih reakcija, kondenzacije ili prskanja tečnosti u tehnološkim procesima. Glavni tekući zagađivači su nafta i njeni rafinirani proizvodi, koji zagađuju atmosferu ugljovodonicima.

Gasni zagađivači nastaju kao rezultat hemijskih reakcija, elektrohemijskih procesa, sagorevanja goriva i reakcija redukcije. Najčešći zagađivači u gasovitom stanju su: ugljen monoksid CO, ugljen dioksid CO 2, oksidi azota NO, N 2 O, NO 2, NO 3, N 2 O 5, sumpordioksid SO 2, jedinjenja hlora i fluora.

Pogledajmo najopasnije, rasprostranjene zagađivače. Šta su oni i koja je njihova opasnost?

1. Prašina I suspenzija– to su fine čestice suspendovane u vazduhu, na primer, dim i čađ (tabela 4.2). Glavni izvori suspendovanih materija su industrijske cevi, transport i otvoreno sagorevanje goriva. Takve suspenzije možemo uočiti u obliku smoga ili izmaglice.

Disperzijom, tj. Stepen mljevenja razlikuje prašinu:

Grubi – sa česticama većim od 10 mikrona, koje se sve većom brzinom talože u mirnom vazduhu;

Srednje raspršene - sa česticama od 10 do 5 mikrona, koje se polako talože u mirnom vazduhu;

Sitan i dim - sa česticama veličine 5 mikrona, brzo se raspršuju u okolini i gotovo se ne talože.

Tabela 4.2

Glavni izvori zagađenja vazduha

	Aerosoli	Gasne emisije
Kotlovi i industrijske peći		NO 2, SO 2, kao i CO, aldehidi (HCHO), organske kiseline, benzopiren
Motori automobila		CO, NO 2, aldehidi, ne-kancerogeni ugljovodonici, benzopiren
Industrija prerade nafte		SO 2, H 2 S, NH 3, NO x, CO, ugljovodonici, kiseline, aldehidi, karcinogeni
Hemijska industrija		U zavisnosti od procesa (H 2 S, CO, NH 3), kiseline, organske supstance, rastvarači, isparljivi sulfidi itd.
Metalurgija i hemija koksa		SO 2 , CO, NH 3 , NO X , jedinjenja fluorida i cijanida, organske supstance, benzopiren
Rudarstvo		Ovisno o procesu (CO, fluor, organski)
Prehrambena industrija		NH 3, H 2 S, mješavine organskih jedinjenja
Industrija građevinski materijal		CO, organska jedinjenja

Prašina koja može neko vrijeme ostati u zraku naziva se aerosol, za razliku od taložene prašine, tzv aerogel. Najveću opasnost za organizam predstavlja sitna prašina, jer se ne zadržava u gornjim disajnim putevima i može prodrijeti duboko u pluća. Osim toga, fina prašina može biti provodnik u ljudsko tijelo raznih toksičnih tvari, na primjer, teških metala, koji na česticama prašine mogu prodrijeti duboko u respiratorni trakt.

Mogu se navesti i drugi primjeri: kombinacija sumpor-dioksida sa prašinom iritira kožu i sluzokožu, sa povećanjem koncentracije dovodi do problema s disanjem i bolova u grudima, a pri vrlo visokim koncentracijama, koje znatno prelaze maksimalno dozvoljenu koncentraciju, uzrokuje smrt od gušenja.

U mašinskim preduzećima, posebno u radnjama za preradu toplog i hladnog metala, u vazduh radnih prostora ispušta se mnogo prašine, toksičnih i nadražujućih gasova. Savremeni standard utvrđuje maksimalno dozvoljene koncentracije za štetne materije od oko 1000 vrsta. Na osnovu stepena uticaja na organizam, štetne supstance se dele u četiri klase:

1. – izuzetno opasne materije;

2. – visoko opasne materije;

3. – umjereno opasne supstance;

4. – supstance male opasnosti.

Klasa opasnosti supstanci se utvrđuje u zavisnosti od standarda i indikatora (tabela 4.3).

Tabela 4.3

Klase opasnosti i granice zagađenja

Maksimalno dozvoljene koncentracije štetnih materija u vazduhu radnog prostora su koncentracije koje tokom dnevnog 8-satnog (osim vikenda) rada ili drugog trajanja (ali ne duže od 41 sat nedeljno) tokom čitavog radnog perioda ne izazivaju oboljenja. ili zdravstvene abnormalnosti.

Najveća dozvoljena koncentracija predstavlja primarni standard, koji je kriterijum za zagađenje, to je maksimalni nivo zagađenja koji osoba može tolerisati bez štete po zdravlje, plus 10-15% kao sigurnosna granica.

2. Ugljovodonici su organska jedinjenja ugljenika i vodonika. U tehnologiji i industriji koriste se kao nosioci energije, na primjer, prirodni plin, propan, benzin, rastvarači za boje i sredstva za čišćenje itd. Među posebno opasnim ugljovodonicima važno mjesto zauzima benzopiren – komponenta izduvnih gasova automobila i atmosferskih emisije iz peći na ugalj.

3. Ugljen monoksid. Potpunim sagorijevanjem goriva i otpada, koji su organska jedinjenja, nastaju ugljični dioksid i voda:

CH 4 +2O 2 =CO 2 +2H 2 O.

U slučaju potpunog izgaranja u zrak se oslobađa ugljični dioksid, koji se naziva i ugljični dioksid (CO 2), dok je nepotpuno oksidirani ugljik ugljični monoksid (CO).

Ugljen-dioksid je bezbojni gas slabog mirisa koji nastaje pri disanju živih organizama, kao i pri sagorevanju uglja, nafte i gasa na termostanicama, kotlarnicama itd. U malim količinama ugljični dioksid nije opasan, ali u vrlo velikim dozama je smrtonosan. Sadržaj CO 2 u zraku stalno raste, što je povezano sa sve većom količinom sagorijevanja uglja i nafte. U proteklih 100 godina, količina ugljičnog dioksida u zraku porasla je za oko 14%. Povećanje sadržaja ugljičnog dioksida u zraku doprinosi povećanju temperature na Zemlji, jer sloj ugljičnog dioksida stvara moćan zaslon koji ne dozvoljava toplini koju emituje Zemlja da prođe u svemir, što remeti prirodnu razmjenu topline između planetu i prostor koji je okružuje. Ovo je tzv staklenik, ili efekat staklenika.

Ugljični monoksid (CO) je nepotpuno oksidirani ugljik, takozvani ugljični monoksid. CO je otrovan gas bez boje i mirisa. Udisanje ugljičnog monoksida blokira protok kisika u krv, što dovodi do kisikovog gladovanja tkiva, praćenog nesvjesticom, respiratornom paralizom i smrću.

4. Oksidi dušika(NO x) – gasovita jedinjenja supstanci koje proizvode mikroorganizmi; može se formirati i u produktima sagorevanja goriva u automobilskim motorima, u hemijskoj industriji, na primer, u proizvodnji azotne kiseline. Pri visokim temperaturama sagorijevanja, dio dušika (N 2) se oksidira, stvarajući monoksid (NO), koji se u zraku, reagirajući s kisikom, oksidira u dioksid (NO 2) i/ili tetroksid (N 2 O 4).

Oksidi dušika doprinose stvaranju fotokemijskog smoga, nastalog iz produkta reakcije između dušikovih oksida i nezasićenih ugljikovodika pod aktivnim utjecajem ultraljubičastog zračenja Sunca.

Azotni oksidi iritiraju respiratorni sistem, sluzokožu, posebno pluća i oči, a negativno utiču i na ljudski mozak i nervni sistem.

5. Sumporov dioksid ili takozvani sumpor dioksid (SO 2) je bezbojni plin oštrog mirisa koji iritira respiratorni trakt ljudi i životinja, posebno u sredinama s finom prašinom. Glavni izvori zagađenja zraka sumpordioksidom su fosilna goriva koja se spaljuju u elektranama. Gorivo i otpad koji se ispuštaju u vazduh tokom sagorevanja sadrže sumpor (na primer, ugalj sadrži 0,2 do 5,5% sumpora). Tokom sagorevanja, sumpor se oksidira i formira SO 2 . Sumpor dioksid nanosi ozbiljnu štetu životnoj sredini - u biljkama, pod uticajem SO 2, dolazi do delimične smrti hlorofila, koji štetno utiče na poljoprivredne kulture, šumsko drveće i vodene površine, ispadaju u obliku kiseline tzv. kiša.

6. Teški metali Zagađujući životnu sredinu nanose ogromnu štetu ljudima i prirodi. Olovo, živa, kadmijum, bakar, nikal, cink, hrom, vanadijum su trajne komponente vazdušnog okruženja velikih industrijskih centara. Nečistoće teških metala mogu sadržavati ugalj, kao i razni otpad.

Primjeri: gdje se tetraetil olovo koristi kao aditiv u benzinu kako bi se jeftino spriječilo lupanje motora (ovaj način dodavanja je zabranjen u nizu zemalja), zrak je značajno zagađen olovom. Oslobođen u izduvnim gasovima, ovaj štetni teški metal ostaje u vazduhu i vetar ga prenosi na velike udaljenosti pre nego što se slegne.

Drugi teški metal, živa, dolazi iz zagađenog zraka u vodu tokom procesa bioakumulacije u jezerima i ulazi u tijela riba, što stvara ozbiljnu opasnost od trovanja ljudi duž lanca ishrane.

7. Ozon i razna aktivna organska jedinjenja koja nastaju tokom hemijskih interakcija azotnih oksida sa isparljivim ugljovodonicima, stimulisanim sunčevim zracima. Produkti ovih reakcija nazivaju se fotohemijski oksidanti. Na primjer, pod utjecajem sunčeve energije dušikov dioksid se raspada na monoksid i atom kisika, koji u kombinaciji s O 2 stvara ozon O 3.

8. Kiseline, uglavnom sumpor i dušik, koji stvaraju kisele kiše.

Koji izvori zagađenja zraka predstavljaju glavnu opasnost po zdravlje planete?

Glavni zagađivači zraka u industrijaliziranim zemljama su automobili i drugi vidovi transporta, industrijska preduzeća, termoelektrane, velika vojna industrija i nuklearni energetski kompleksi.

Automobilski saobraćaj zagađuje vazduh gradova ugljeničnim i azot-monoksidom, ugljovodonicima i drugim štetnim materijama. Godišnja emisija vozila u Rusiji početkom 90-ih iznosila je 36 miliona tona ili 37% ukupnih emisija (oko 100 miliona tona godišnje), uključujući: okside azota - 22%, ugljovodonike - 42%, ugljen-okside - oko 46% ( najveći obim emisija iz automobila zabeležen je u Moskvi – više od 840 hiljada tona godišnje).

Sada u svijetu postoji nekoliko stotina miliona privatnih automobila, od kojih skoro polovina - oko 200 miliona - na američkom kontinentu. U Japanu, zbog svoje ograničene teritorije, ima skoro 7 puta više vozača po jedinici površine nego u Sjedinjenim Državama. Automobil - ova "hemijska fabrika na točkovima" - odgovoran je za više od 60% svih štetnih materija u urbanom vazduhu. Izduvni gasovi automobila sadrže oko 200 supstanci koje su štetne po zdravlje i životnu sredinu. Sadrže nesagorele ili nepotpuno razgrađene ugljikovodike goriva. Količina ugljikovodika naglo se povećava ako motor radi pri malim brzinama ili pri povećanim brzinama, na primjer, kada se kreće na raskrsnicama u blizini semafora. Kada pritisnete papučicu gasa, oslobađa se veliki broj neizgorenih čestica (10-12 puta više nego u normalnom režimu). Osim toga, neizgoreni izduvni gasovi motora tokom normalnog rada sadrže oko 2,7% ugljičnog monoksida, čija se količina povećava kako se brzina smanjuje na približno 3,9-4%, a pri maloj brzini - do 6,9%.

Izduvni plinovi, uključujući ugljični monoksid, ugljični dioksid i mnoge druge emisije motora, teži su od zraka, pa se svi nakupljaju u blizini tla, trujući ljude i vegetaciju. Prilikom potpunog sagorijevanja goriva u motoru, dio ugljovodonika se pretvara u čađ koja sadrži različite smole. Naročito kada se motor pokvari, iza automobila se vuče crni oblak dima koji sadrži policiklične ugljovodonike, uključujući benzopiren. Izduvni plinovi sadrže i dušikove okside, aldehide koji imaju oštar miris i iritirajuće djelovanje, te anorganska jedinjenja olova.

Crna metalurgija je jedan od glavnih izvora zagađenja zraka prašinom i plinovima. U procesu topljenja livenog gvožđa i prerade u čelik, emisija prašine po 1 toni konačnog livenog gvožđa iznosi 4,5 kg, sumpor-dioksida - 2,7 kg i mangana - 0,5-0,1 kg.

Emisije iz otvorenih i konverterskih čeličana igraju značajnu ulogu u zagađenju zraka. Emisije iz peći otvorenog ložišta uglavnom sadrže prašinu željeznog trioksida (76%) i aluminijum trioksida (8,7%). U procesu bez kisika oslobađa se 3000-4000 m 3 plinova s koncentracijom prašine od oko 0,6-0,8 g/m 3 po 1 toni otvorenog čelika. U procesu opskrbe kisikom u zoni rastaljenog metala, formiranje prašine se značajno povećava, dostižući 15-52 g/m3. Istovremeno, ugljovodonici i sumpor izgaraju, pa stoga emisije iz otvorenih peći sadrže do 60 kg ugljičnog monoksida i do 3 kg sumpor-dioksida po 1 toni proizvedenog čelika.

Proces proizvodnje čelika u konvertorskim pećima karakterizira ispuštanje u atmosferu dimnih plinova koji se sastoje od čestica oksida silicija, mangana i fosfora. Dim sadrži do 80% ugljičnog monoksida, a koncentracija prašine u izduvnim plinovima je oko 15 g/m3.

Emisije iz obojene metalurgije sadrže tehničke supstance slične prašini: arsen, olovo, fluor itd., te stoga predstavljaju ozbiljnu opasnost za zdravlje ljudi i okruženje. Tokom proizvodnje aluminijuma elektrolizom, velike količine gasovitih i čestica fluoridnih jedinjenja se oslobađaju u atmosferu. Za proizvodnju 1 tone aluminijuma utroši se od 33 do 47 kg fluora (u zavisnosti od snage elektrolizera), od čega više od 65% ulazi u atmosferu.

Preduzeća hemijske industrije su među najopasnijim izvorima zagađenja vazduha. Sastav njihovih emisija je vrlo raznolik i sadrži mnogo novih, izuzetno štetnih tvari. Malo znamo o potencijalno štetnim efektima 80% ovih supstanci na ljude, životinje i prirodu. Glavne emisije preduzeća hemijske industrije uključuju ugljen monoksid, azotne okside, sumpor-dioksid, amonijak, organske supstance, sumporovodik, hlorid i jedinjenja fluorida, prašinu iz neorganske proizvodnje itd.

Kompleks goriva i energije (termoelektrane, termoelektrane, kotlovnice) ispušta dim u atmosferski zrak koji nastaje izgaranjem čvrstih i tekućih goriva. Emisije u atmosferski zrak iz instalacija koje koriste gorivo sadrže produkte potpunog izgaranja - okside sumpora i pepeo, proizvode nepotpunog sagorijevanja - uglavnom ugljični monoksid, čađ i ugljovodonike. Ukupna zapremina svih emisija je prilično značajna. Na primjer, termoelektrana koja mjesečno potroši 50 hiljada tona uglja, koji sadrži približno 1% sumpora, dnevno emituje u atmosferu 33 tone sumpornog anhidrida, koji se (pod određenim meteorološkim uslovima) može pretvoriti u 50 tona sumporne kiseline. U jednom danu takva elektrana proizvede do 230 tona pepela, koji se djelomično (oko 40-50 tona dnevno) ispušta u okoliš u radijusu do 5 km. Emisije iz termoelektrana koje sagorevaju naftu gotovo da ne sadrže pepeo, ali emituju tri puta više sumpornog anhidrida.

Zagađenje zraka iz industrije proizvodnje nafte, prerade nafte i petrohemijske industrije sadrži velike količine ugljovodonika, sumporovodika i gasova neugodnog mirisa.

Prethodno

Postoje dva glavna izvora zagađenja vazduha: prirodni i antropogeni.

Prirodnoizvor- to su vulkani, oluje prašine, vremenske prilike, šumski požari, procesi raspadanja biljaka i životinja.

Antropogena, uglavnom se dijele na tri glavna izvora zagađenja zraka: industriju, kućne kotlarnice i transport. Doprinos svakog od ovih izvora ukupnom zagađenju zraka uvelike varira ovisno o lokaciji.

Danas je općeprihvaćeno da industrijska proizvodnja proizvodi najviše zagađenja zraka. Izvori zagađenja su termoelektrane koje uz dim ispuštaju u zrak sumpor-dioksid i ugljični dioksid; metalurška preduzeća, posebno obojena metalurgija, koja u vazduh emituju azotne okside, vodonik sulfid, hlor, fluor, amonijak, fosforna jedinjenja, čestice i jedinjenja žive i arsena; hemijske i cementare. Štetni gasovi ulaze u vazduh kao rezultat sagorevanja goriva za industrijske potrebe, grejanje domova, transport, sagorevanje i preradu domaćinstava i industrijski otpad.

Prema naučnicima (1990-ih), svake godine u svijetu kao rezultat ljudske aktivnosti, 25,5 milijardi tona ugljičnih oksida, 190 miliona tona sumpornih oksida, 65 miliona tona dušikovih oksida, 1,4 miliona tona hlorofluorougljika (freona), organskih jedinjenja olova, ugljikovodici, uključujući kancerogene (koji uzrokuju rak) 1.

Najčešći zagađivači zraka ulaze u atmosferu uglavnom u dva oblika: ili u obliku suspendiranih čestica (aerosola) ili u obliku plinova. Po težini, lavovski udio - 80-90 posto - svih emisija u atmosferu zbog ljudskih aktivnosti su emisije gasova. Postoje 3 glavna izvora gasovitog zagađenja: sagorevanje zapaljivih materijala, industrijski proizvodni procesi i prirodni izvori.

Razmotrimo glavne štetne nečistoće antropogenog porijekla 2.

Ugljen monoksid. Nastaje nepotpunim sagorijevanjem ugljičnih tvari. U vazduh ulazi kao rezultat sagorevanja čvrstog otpada, izduvnih gasova i emisija iz industrijskih preduzeća. Svake godine u atmosferu uđe najmanje 1250 miliona tona ovog gasa.Ugljenmonoksid je jedinjenje koje aktivno reaguje sa komponentama atmosfere i doprinosi povećanju temperature na planeti i stvaranju efekta staklene bašte.

Sumporov dioksid. Oslobađa se tokom sagorevanja goriva koje sadrži sumpor ili prerade sumpornih ruda (do 170 miliona tona godišnje). Neka jedinjenja sumpora se oslobađaju tokom sagorevanja organskih ostataka na rudarskim deponijama. Samo u SAD-u ukupna količina sumpor-dioksida ispuštenog u atmosferu iznosila je 65% globalnih emisija.

Sumporni anhidrid. Nastaje oksidacijom sumpor-dioksida. Konačni proizvod reakcije je aerosol ili otopina sumporne kiseline u kišnici, koja zakiseljuje tlo i pogoršava bolesti respiratornog trakta ljudi. Ispadanje aerosola sumporne kiseline iz dimnih baklji hemijskih postrojenja uočeno je pod niskim oblacima i visokom vlažnošću vazduha. Listne ploče biljaka koje rastu na udaljenosti manjoj od 11 km. iz takvih preduzeća obično su gusto išarani malim nekrotiziranim mrljama koje se formiraju na mjestima gdje su se taložile kapi sumporne kiseline. Pirometalurška preduzeća obojene i crne metalurgije, kao i termoelektrane, godišnje emituju desetine miliona tona sumpornog anhidrida u atmosferu.

Vodonik sulfid i ugljični disulfid. U atmosferu ulaze zasebno ili zajedno sa drugim sumpornim jedinjenjima. Glavni izvori emisija su preduzeća koja proizvode vještačka vlakna, šećer, koksare, rafinerije nafte i naftna polja. U atmosferi, u interakciji s drugim zagađivačima, oni prolaze sporu oksidaciju do sumpornog anhidrida.

Oksidi dušika. Glavni izvori emisija su preduzeća koja proizvode azotna đubriva, azotnu kiselinu i nitrate, anilinske boje, nitro jedinjenja, viskoznu svilu i celuloid. Količina dušikovih oksida koja ulazi u atmosferu je 20 miliona tona godišnje.

Jedinjenja fluora. Izvori zagađenja su preduzeća koja proizvode aluminijum, emajle, staklo, keramiku, čelik i fosfatna đubriva. Tvari koje sadrže fluor ulaze u atmosferu u obliku plinovitih spojeva - fluorovodonika ili prašine natrijuma i kalcijum fluorida. Jedinjenja se odlikuju toksičnim djelovanjem. Derivati fluora su jaki insekticidi.

Jedinjenja hlora. U atmosferu ulaze iz hemijskih postrojenja koja proizvode hlorovodoničnu kiselinu, pesticide koji sadrže hlor, organske boje, hidrolitički alkohol, izbeljivač i sodu. U atmosferi se nalaze kao nečistoće molekula hlora i para hlorovodonične kiseline. Toksičnost hlora određena je vrstom spojeva i njihovom koncentracijom. U metalurškoj industriji, prilikom taljenja livenog gvožđa i prerade u čelik, u atmosferu se oslobađaju različiti teški metali i otrovni gasovi. Dakle, po 1 toni sirovog gvožđa oslobađa se 12,7 kg. sumpor dioksida i 14,5 kg čestica prašine, koji određuju količinu spojeva arsena, fosfora, antimona, olova, živine pare i rijetkih metala, smolnih supstanci i cijanovodonika.

Osim plinovitih zagađivača, u atmosferu se ispuštaju velike količine čestica. Ovo je prašina, čađ i čađ. Zagađenje prirodne sredine teškim metalima predstavlja veliku opasnost. Olovo, kadmijum, živa, bakar, nikl, cink, hrom i vanadijum postali su gotovo stalne komponente vazduha u industrijskim centrima.

Aerosoli- To su čvrste ili tečne čestice suspendovane u vazduhu. U nekim slučajevima, čvrste komponente aerosola su posebno opasne za organizme i izazivaju specifične bolesti kod ljudi. U atmosferi, aerosolno zagađenje se percipira kao dim, magla, izmaglica ili izmaglica. Značajan dio aerosola nastaje u atmosferi interakcijom čvrstih i tekućih čestica međusobno ili s vodenom parom. Prosječna veličinačestice aerosola su 1-5 mikrona. Godišnje u Zemljinu atmosferu uđe oko 1 kubni metar. km čestica prašine vještačkog porijekla. Veliki broj čestica prašine nastaje i tokom ljudskih proizvodnih aktivnosti. Podaci o nekim izvorima tehnogene prašine dati su u Dodatku 3.

Glavni izvori zagađenja zraka umjetnim aerosolom su termoelektrane koje troše visokopepelni ugalj, postrojenja za pranje, metalurške, fabrike cementa, magnezita i čađi. Aerosolne čestice iz ovih izvora imaju širok spektar hemijskih sastava. Najčešće se u njihovom sastavu nalaze jedinjenja silicijuma, kalcijuma i ugljenika, rjeđe - oksidi metala: gvožđe, magnezijum, mangan, cink, bakar, nikl, olovo, antimon, bizmut, selen, arsen, berilij, kadmijum, hrom, kobalt, molibden, kao i azbest.

Stalni izvori aerosolnog zagađenja su industrijska deponija – vještački nasipi od ponovno odloženog materijala, uglavnom jalovinskih stijena nastalih pri rudarenju ili od otpada iz preduzeća prerađivačke industrije, termoelektrana.

Proizvodnja cementa i drugih građevinskih materijala također je izvor zagađenja prašinom. Glavni tehnološki procesi ovih industrija – mlevenje i hemijska prerada poluproizvoda i nastalih proizvoda u tokovima vrućih gasova – uvek su praćeni emisijom prašine i drugih štetnih materija u atmosferu.

Glavni zagađivači atmosfere danas su ugljen monoksid i sumpor dioksid (Dodatak 2).

Ali, naravno, ne smijemo zaboraviti na freone ili hlorofluorougljike. Većina naučnika ih smatra uzrokom stvaranja takozvanih ozonskih rupa u atmosferi. Freoni se široko koriste u proizvodnji i svakodnevnom životu kao rashladna sredstva, sredstva za pjenjenje, rastvarači, a također i u aerosolnoj ambalaži. Naime, liječnici povezuju povećanje broja karcinoma kože sa smanjenjem sadržaja ozona u gornjim slojevima atmosfere. Poznato je da atmosferski ozon nastaje kao rezultat složenih fotokemijskih reakcija pod utjecajem ultraljubičastog zračenja Sunca. Iako je njegov sadržaj mali, njegov značaj za biosferu je ogroman. Ozon, apsorbirajući ultraljubičasto zračenje, štiti sav život na zemlji od smrti. Freoni se pri ulasku u atmosferu, pod uticajem sunčevog zračenja, razlažu na niz jedinjenja, od kojih hlor oksid najintenzivnije uništava ozon.

Čovjek je zagađivao atmosferu hiljadama godina, ali su posljedice konzumiranja vatre, koje je uživao cijeli ovaj period, bile beznačajne. Morao sam da se pomirim sa činjenicom da je dim ometao disanje i da je čađ ležala kao crni pokrivač na plafonu i zidovima kuće.

Nastala toplota bila je važnija za nečiji dom od čistog vazduha i zidova pećine bez dima. Ovo prvobitno zagađenje vazduha nije predstavljalo problem, jer su ljudi tada živeli u malim grupama, zauzimajući nemerljivo veliku netaknutu prirodno okruženje. A čak i značajna koncentracija ljudi na relativno malom prostoru, kao što je to bio slučaj u klasičnoj antici, još nije bila praćena ozbiljnim posljedicama.

Tako je bilo sve do početka devetnaestog veka. Tek u posljednjih stotinu godina razvoj industrije nas je „poklonio“ takvim proizvodnim mogućnostima! procese čije posljedice u početku čovjek još nije mogao zamisliti. Pojavili su se gradovi milioneri čiji se rast ne može zaustaviti. Sve je to rezultat velikih izuma i osvajanja čovjeka.

PRIRODNI IZVORI ZAGAĐENJA ATMOSFERE

Vazduh uvijek sadrži jednu ili drugu količinu prašine i kemijskih tvari koje su ušle u atmosferu mnogo prije početka industrijskog razvoja. Riječ je o prirodnim izvorima određenih spojeva koji ulaze u zrak. Prije svega, treba reći o aerosolima prirodnog porijekla. Čestice aerosola ulaze u atmosferu tokom prašnih i pješčanih oluja, tokom vulkanskih erupcija, prilikom isparavanja kapljica prskanja morske vode i tokom šumskih požara. Na primjer. Poznato je da je tokom erupcije vulkana Krakatau (1883.) u atmosferu ušlo oko 150 milijardi tona prašine i pepela.

Trenutno u svijetu postoji više od 400 vulkana. One emituju u prosjeku 3 milijarde tona vulkanskog pepela godišnje, uključujući 1 milion tona organskih jedinjenja. Osim vodene pare (68%), ugljičnog dioksida (13%) i dušika (8%), posebna studija je otkrila i sumporne pare (više od 10%) u emisijama vulkana Halemaumau (Havajska ostrva). Količina aerosola koji ulazi u atmosferu tokom vulkanskih erupcija dostiže u prosjeku 80 miliona tona Drugi prirodni izvori aerosola koji ulaze u atmosferu su uklanjanje morskih soli (u prosjeku do 700 miliona tona godišnje), trošenje tla (do 300 miliona tona godišnje), šumski požari (do 200 miliona tona godišnje).

Istrošenost tla uzrokuje oluje prašine. Treba napomenuti da je cijela teritorija naše zemlje uslovno podijeljena na 5 zona prema nivou prašine u zraku. Teritorija Tatarske Autonomne Sovjetske Socijalističke Republike pripada zoni niskog sadržaja prašine, jer koncentracija atmosferske prašine ne prelazi 0,5 mg/m3.

Većina prirodnih izvora aerosola uzrokuje nestabilne i uglavnom lokalne promjene u kvaliteti atmosfere, budući da se vulkanske erupcije, šumski požari, prašne i pješčane oluje ne događaju svugdje i ne svaki dan, iako njihov utjecaj može biti značajan. Dakle, tokom erupcije već nazvanog vulkana Krakatau, čestice prašine su letjele oko zemlje 2 puta, a tokom erupcije vulkana Bezymianny na Kamčatki 1956. godine, pepeo se popeo na visinu od 45 km i odletio u London!

Uz aerosole različitog porijekla, u atmosferi se može naći i takozvani aeroplankton, odnosno suspendirane čestice. biološke prirode veličine od 0,01 mikrona za male viruse do 50-100 mikrona za spore mahovina i paprati. Kako V.V. Vlodavets ističe, aeroplankton uključuje bakterije, viruse, spore plijesni, kvasce, aktinomicete, protozojske ciste, alge, mahovinu i spore paprati. Svi se unose u zrak uglavnom iz tla, u pravilu se ne razmnožavaju u atmosferi i uglavnom umiru pod utjecajem raznih nepovoljnih faktora. Sadržaj aeroplanktona u zraku različitih klimatskih područja u različitim godišnjim dobima značajno varira. Prema V.V. Vlodavcu, vazduh je najbogatiji aeroplanktonom tokom toplog perioda godine, u južnim predelima, u područjima sa otvorenim površinama zemljišta i za vreme jakih vetrova.

Neke vrste aeroplanktona imaju sposobnost opstanka u atmosferi određeno vrijeme, pa se vazdušne struje mogu širiti na velike udaljenosti (stotine i hiljade kilometara), kao i na visine do 5-7 km.

Aerosoli biljnog porijekla su gotovo uvijek prisutni u zraku. Govorimo o polenu biljaka. J. Detry napominje da se na vrhuncu cvatnje iz jedne biljke dnevno u atmosferu ispušta nekoliko miliona granula polena. Na primjer, u Bois de Boulogne u Francuskoj, ukupna količina polena koja pada dnevno po 1 hektaru dostiže 850 g. Polen biljaka, koji ima relativno male veličine(do 10-15 mikrona), mogu dugo ostati u zraku, što zauzvrat objašnjava stvaranje takozvanih polenskih oblaka koji se šire na velike udaljenosti (više od 600 km) i značajne visine (više od 10 km).

Kao i kod drugih aerosola prirodnog porijekla, njihova distribucija u atmosferi je sezonska (maksimalni sadržaj je u ljetnoj sezoni), ovisno o prisutnosti i karakteristikama vegetacije, jer neke biljke emituju više polena od drugih.

Zajedno sa aerosolima, u atmosferu ulaze i gasoviti gasovi. hemijska jedinjenja: ugljen-dioksid (5'103 miliona tona), ugljen-monoksid (103 miliona tona), sumpor-dioksid (4-103 miliona tona), vodonik sulfid (100 miliona tona), azot oksid (500 miliona tona), amonijak (6-103 miliona tona), ugljovodonika (200 miliona tona). Oslobađaju se iz već pomenutih prirodnih izvora, a nastaju i prilikom razgradnje organske materije, tokom procesa raspadanja, kao rezultat životne aktivnosti samog čoveka.

Pričamo o tome prirodni izvori ulazak u atmosferu aerosola, aeroplanktona, gasovitih i drugih jedinjenja, treba napomenuti da u prirodni uslovi oni su uglavnom uklonjeni

zbog taloženja aerosola,

zbog ispiranja sedimentima,

· hemijske reakcije praćene transformacijom nekih supstanci u druga jedinjenja.

· Životni vek mikronečistoća u atmosferi takođe je od velike važnosti. Zbog hemijskih reakcija u atmosferi iz gasovitih jedinjenja nastaju takozvani sekundarni aerosoli: od azotnih oksida - oko 250 miliona tona nitrata, od amonijaka - više od 150 miliona tona amonijumovih soli, od sumporovodika - oko 170 miliona tona sulfata.

ANTROPOGENO ZAGAĐENJE (1 sat)

U osnovi postoje tri glavna izvora zagađenja vazduha: industrija, kućni kotlovi i transport.

Doprinos svakog od ovih izvora ukupnom zagađenju vazduha uveliko varira od mesta do mesta. Danas je općeprihvaćeno da industrijska proizvodnja proizvodi najviše zagađenja zraka.

Izvori zagađenja:

Termoelektrane, koje zajedno s dimom ispuštaju sumpor-dioksid i ugljični dioksid u zrak;

Metalurška preduzeća, posebno obojena metalurgija, koja u vazduh emituju azotne okside, vodonik sulfid, hlor, fluor, amonijak, fosforna jedinjenja, čestice i jedinjenja žive i arsena;

Kemijske i cementne fabrike.

Štetni plinovi ulaze u zrak kao rezultat sagorijevanja goriva za industrijske potrebe, grijanja domova, rada transporta, sagorijevanja i obrade kućnog i industrijskog otpada.

Atmosferski zagađivači se dijele na primarne, koji ulaze direktno u atmosferu, i sekundarne, koje su rezultat transformacije potonjih. Dakle, plin sumpor dioksid koji ulazi u atmosferu oksidira se u sumporni anhidrid, koji reagira s vodenom parom i formira kapljice sumporne kiseline. Kada sumporni anhidrid reaguje sa amonijakom, formiraju se kristali amonijum sulfata. Slično, kao rezultat hemijskih, fotohemijskih, fizičko-hemijskih reakcija između zagađivača i atmosferskih komponenti nastaju druge sekundarne karakteristike.

Glavni izvori pirogenog zagađenja na planeti su termoelektrane, metalurška i hemijska preduzeća i kotlarnice, koje troše više od 70% godišnje proizvedenog čvrstog i tečnog goriva. Glavne štetne nečistoće pirogenog porijekla su sljedeće:

a) Ugljen monoksid. Nastaje nepotpunim sagorijevanjem ugljičnih tvari. U vazduh ulazi kao rezultat sagorevanja čvrstog otpada, izduvnih gasova i emisija iz industrijskih preduzeća. Svake godine u atmosferu uđe najmanje 250 miliona tona ovog gasa.Ugljenmonoksid je jedinjenje koje aktivno reaguje sa komponentama atmosfere i doprinosi povećanju temperature na planeti i stvaranju efekta staklene bašte.

b) Sumpor dioksid. Oslobađa se tokom sagorevanja goriva koje sadrži sumpor ili prerade sumpornih ruda (do 70 il. tona godišnje). Neka jedinjenja sumpora se oslobađaju tokom sagorevanja organskih ostataka na rudarskim deponijama. Samo u Sjedinjenim Državama, ukupna količina sumpor-dioksida ispuštenog u atmosferu iznosila je 65 posto globalnih emisija.

c) Anhidrid sumpora. Nastaje oksidacijom sumpor-dioksida. Konačni proizvod reakcije je aerosol ili otopina sumporne kiseline u kišnici, koja zakiseljuje tlo i pogoršava bolesti respiratornog trakta ljudi. Ispadanje aerosola sumporne kiseline iz dimnih baklji hemijskih postrojenja uočeno je pod niskim oblacima i visokom vlažnošću vazduha. Listne ploče biljaka koje rastu na udaljenosti manjoj od 1 god. iz takvih preduzeća obično su gusto išarani malim nekrotiziranim mrljama koje se formiraju na mjestima gdje su se taložile kapi sumporne kiseline. Pirometalurška preduzeća obojene i crne metalurgije, kao i termoelektrane, godišnje emituju u atmosferu desetine miliona tona anpedrida sumpora.

d) Vodonik sulfid i ugljični disulfid. U atmosferu ulaze zasebno ili zajedno sa drugim sumpornim jedinjenjima. Glavni izvori emisija su preduzeća koja proizvode vještačka vlakna, šećer, koksare, rafinerije nafte i naftna polja. U atmosferi, kada su u interakciji s drugim zagađivačima, oni prolaze sporu oksidaciju do sumpornog anhidrida.

e) Azotni oksidi. Glavni izvori emisija su preduzeća koja proizvode azotna đubriva, azotnu kiselinu i nitrate, anilinske boje, nitro jedinjenja, viskoznu svilu i celuloid. Količina dušikovih oksida koja ulazi u atmosferu je 20 miliona tona godišnje.

f) Jedinjenja fluora. Izvori zagađenja su preduzeća koja proizvode aluminijum, emajle, staklo, keramiku, čelik i fosfatna đubriva. Tvari koje sadrže fluor ulaze u atmosferu u obliku plinovitih spojeva - fluorovodonika ili prašine, natrijum fluorida i kalcija. L-spojevi karakteriziraju toksični učinak. Derivati fluora su jaki insekticidi.

g) jedinjenja hlora. U atmosferu ulaze iz hemijskih postrojenja koja proizvode hlorovodoničnu kiselinu, pesticide koji sadrže hlor, organske boje, hidrolitički alkohol, izbeljivač i sodu. U atmosferi se kao nečistoće nalaze molekuli hlora i para hlorovodonične kiseline. Toksičnost hlora određena je vrstom spojeva i njihovom koncentracijom. U metalurškoj industriji, prilikom taljenja livenog gvožđa i prerade u čelik, u atmosferu se oslobađaju različiti teški metali i otrovni gasovi. Dakle, na 1 tonu sirovog gvožđa oslobađa se 2,7 kg. sumpordioksida i 4,5 kg čestica prašine koje određuju količinu spojeva: arsena, fosfora, antimona, olova, živine pare i rijetkih metala, smolnih supstanci i cijanovodonika.

AEROSOLNO ZAGAĐENJE ATMOSFERE

Značajan dio aerosola nastaje u atmosferi interakcijom čvrstih i tekućih čestica međusobno ili s vodenom parom. Prosječna veličina čestica aerosola je 1-5 mikrona. Veliki broj čestica prašine nastaje tokom ljudskih proizvodnih aktivnosti.

Glavni izvori zagađenja zraka umjetnim aerosolom su termoelektrane koje troše visokopepelni ugalj, postrojenja za obogaćivanje, metalurške, fabrike cementa, magnezita i čađi.

Aerosolne čestice iz ovih izvora su veoma raznolike hemijski sastav. Najčešće se u njihovom sastavu nalaze jedinjenja silicijuma, kalcijuma i ugljenika, rjeđe - oksidi metala: gvožđe, magnezijum, mangan, cink, bakar, nikl, olovo, antimon, bizmut, selen, arsen, berilij, kadmijum, hrom, kobalt, molibden, kao i azbest.

Još veća raznolikost je karakteristična za organsku prašinu, uključujući alifatsku i aromatični ugljovodonici, soli kiselina. Nastaje prilikom sagorevanja zaostalih naftnih derivata, tokom procesa pirolize u naftnim, petrohemijskim i drugim sličnim preduzećima. Stalni izvori aerosolnog zagađenja su industrijska deponija – vještački nasipi od ponovno odloženog materijala, uglavnom jalovinskih stijena nastalih pri rudarenju ili od otpada iz preduzeća prerađivačke industrije, termoelektrana.

Masivne operacije miniranja služe kao izvor prašine i toksičnih plinova. Tako se kao rezultat jedne eksplozije prosječne mase (250-300 tona eksploziva) u atmosferu ispušta oko 2 hiljade kubnih metara. konvencionalnog ugljičnog monoksida i više od 150 onih. prašina. Proizvodnja cementa i drugih građevinskih materijala također je izvor zagađenja prašinom. Basic tehnološkim procesima ove industrije - mlevenje i hemijska prerada punjenja, poluproizvoda i dobijenih proizvoda u tokovima vrućih gasova uvek je praćena emisijom prašine i drugih štetnih materija u atmosferu.

Atmosferski zagađivači uključuju ugljikovodike - zasićene i nezasićene, koji sadrže od 1 do 13 atoma ugljika. Oni prolaze kroz razne transformacije, oksidaciju, polimerizaciju, interakciju sa drugim zagađivačima atmosfere nakon ekscitacije sunčevim zračenjem. Kao rezultat ovih reakcija nastaju jedinjenja polioksigena, slobodni radikali i spojevi ugljovodonika sa oksidima dušika i sumpora, često u obliku čestica aerosola.

Za neke vremenskim uvjetima mogu se formirati posebno veliki klasterištetne gasovite i aerosolne nečistoće u prizemnom sloju vazduha. To se obično dešava u slučajevima kada u sloju vazduha neposredno iznad izvora emisije gasova i prašine dolazi do inverzije – postavljanja sloja hladnijeg vazduha ispod toplijeg, što sprečava vazdušne mase i usporava uzlazni transport nečistoća. Kao rezultat toga, štetne emisije su koncentrisane ispod inverzionog sloja, njihov sadržaj u blizini tla naglo raste, što postaje jedan od razloga za stvaranje fotokemijske magle, dotad nepoznate u prirodi.

FOTOHEMIJSKI MOG (SMOG)

Fotohemijska magla je višekomponentna mešavina gasova i čestica aerosola primarnog i sekundarnog porekla. Glavne komponente smoga uključuju ozon, okside dušika i sumpora, te brojna organska jedinjenja peroksidne prirode, koja se zajednički nazivaju fotooksidansi.

Fotohemijski smog nastaje kao rezultat fotohemijskih reakcija pod određenim uslovima: prisustvo u atmosferi visoke koncentracije azotnih oksida, ugljovodonika i drugih zagađivača, intenzivno sunčevo zračenje i smirenost, ili vrlo slaba razmena vazduha u površinskom sloju sa snažnim i povećana inverzija za manje od jednog dana. Stabilno vrijeme bez vjetra, obično praćeno inverzijama, neophodno je za stvaranje visokih koncentracija reaktanata. Takvi uslovi se češće stvaraju u junu-septembru i rjeđe zimi.

Tokom dugotrajnog vedrog vremena, sunčevo zračenje uzrokuje cijepanje molekula dušikovog dioksida da nastane dušikov oksid i atomski kisik. Atomski kiseonik i molekularni kiseonik daju ozon. Čini se da bi se potonji, oksidirajući dušikov oksid, trebao ponovo pretvoriti u molekularni kisik, a dušikov oksid u dioksid. Ali ovo se ne dešava.

Dušikov oksid reagira s olefinima u izduvnim plinovima, koji se cijepaju na dvostrukoj vezi i formiraju fragmente molekula i višak ozona. Kao rezultat tekuće disocijacije, nove mase dušikovog dioksida se razgrađuju i proizvode dodatne količine ozona. Dolazi do ciklične reakcije, zbog koje se ozon postupno akumulira u atmosferi. Ovaj proces se zaustavlja noću.

Zauzvrat, ozon reagira s olefinima. U atmosferi su koncentrirani različiti peroksidi, koji zajedno tvore oksidante karakteristične za fotokemijsku maglu. Potonji su izvor takozvanih slobodnih radikala, koji se odlikuju posebnom sposobnošću reakcije. Takav smog je uobičajena pojava u Londonu, Parizu, Los Anđelesu, Njujorku i drugim gradovima Evrope i Amerike.

Zbog svog fiziološkog djelovanja na ljudski organizam, izuzetno su opasni za respiratorne i respiratorne organe cirkulatorni sistem i često izazivaju preranu smrt među urbanim stanovnicima sa lošim zdravstvenim stanjem.

PROBLEM KONTROLE EMISIJE ZAGAĐIVAČA U ATMOSFERU OD STRANE INDUSTRIJSKIH PREDUZEĆA (MPC)

Prioritet u razvoju maksimalno dozvoljenih koncentracija u vazduhu pripada SSSR-u. Maksimalno dozvoljene koncentracije su koncentracije koje direktno ili indirektno utiču na osobu i njeno potomstvo i ne narušavaju njihov rad, dobrobit i sl. takođe sanitarni i životni uslovi ljudi. U Glavnoj geofizičkoj opservatoriji vrši se sumiranje svih informacija o maksimalno dozvoljenim koncentracijama koje dobijaju svi odjeli.

U cilju utvrđivanja vrijednosti zraka na osnovu rezultata osmatranja, izmjerene vrijednosti koncentracije upoređuju se sa maksimalnom jednokratnom maksimalno dozvoljenom koncentracijom i utvrđuje se broj slučajeva prekoračenja GDK, kao i način mnogo puta najveća vrijednost bio iznad maksimalno dozvoljene koncentracije.

Prosječna vrijednost koncentracije za. mjesec ili godina se poredi sa dugoročnim MPC - prosječnim održivim MPC. Stanje zagađenosti zraka nekoliko supstanci koje se uočava u atmosferi grada procjenjuje se pomoću kompleksnog indikatora – indeksa zagađenosti zraka (API).

Da biste to učinili, normalizirane na odgovarajuće vrijednosti najveće dopuštene koncentracije i prosječne koncentracije različitih tvari, koristeći jednostavne proračune, dovode do koncentracije sumpor-dioksida, a zatim je zbrajaju.

Maksimalne jednokratne koncentracije glavnih zagađivača bile su najveće u Norilsku (oksidi dušika i sumpora), Frunzeu (prašina) i Omsku (ugljični monoksid). Stepen zagađenosti vazduha velikim zagađivačima direktno zavisi od industrijskog razvoja grada.

Najveće maksimalne koncentracije tipične su za gradove sa populacijom većom od 500 hiljada stanovnika. Zagađenje zraka određenim tvarima ovisi o vrsti industrije koja se razvija u gradu.

Ako u veliki grad locirana su preduzeća nekoliko industrija, a vrlo visoki nivo zagađenja zraka, ali problem smanjenja emisije mnogih specifičnih supstanci i dalje ostaje neriješen.

PLAN:

1. UVOD

2. HEMIJSKO ZAGAĐENJE ATMOSFERE

2.1

2.2 Aerosolno zagađenje

2.3 Fotohemijska magla (smog)

2.4 Kontrola zagađenja

u atmosferu (maksimalna dozvoljena koncentracija)

3. ZAGAĐENJE ATMOSFERE IZ MOBILNIH VOZILA

IZVORI

3.1 Motorni transport

3.2 Zrakoplov

3.3 Buke

4. UTICAJ ZAGAĐENJA ATMOSFERE

PO SVIJETU LJUDSKIH, BILJNIH I ŽIVOTINJSKIH SVIJETA

4.1 Ugljen monoksid

4.2 Sumpor dioksid i sumporni anhidrid

4.3 Dušikovi oksidi i neke druge supstance

4.4 Utjecaj radioaktivnih tvari na biljke

tijela i životinjskog svijeta

1. UVOD

U svim fazama svog razvoja čovjek je bio usko povezan sa svijetom oko sebe. Ali od nastanka visoko industrijaliziranog društva, opasna ljudska intervencija u prirodi je naglo porasla, obim ove intervencije se proširio, postao je raznolikiji i sada prijeti da postane globalna opasnost za čovečanstvo. Povećava se potrošnja neobnovljivih sirovina, sve više obradivih površina napušta privredu, pa se na njoj grade gradovi i fabrike. Čovjek mora sve više intervenirati u ekonomiju biosfere – onog dijela naše planete u kojem postoji život. Biosfera Zemlje je trenutno podložna sve većem antropogenom uticaju, a istovremeno se može identifikovati nekoliko najznačajnijih procesa, od kojih nijedan ne poboljšava ekološku situaciju na planeti.

Najrasprostranjenije i najznačajnije je hemijsko zagađenje životne sredine za njega neuobičajenim supstancama hemijske prirode. Među njima su gasoviti i aerosolni zagađivači industrijskog i kućnog porekla. Akumulacija ugljičnog dioksida u atmosferi također napreduje. Dalji razvoj ovaj proces će ojačati nepoželjni uzlazni trend prosječne godišnje temperature na planeti. Ekolozi su također zabrinuti zbog tekućeg zagađenja Svjetskog okeana naftom i naftnim derivatima, koje je već doseglo 11/5 njegove ukupne površine. Zagađenje naftom ove veličine može uzrokovati značajne poremećaje u razmjeni plina i vode između hidrosfere i atmosfere. Nema sumnje u važnost hemijske kontaminacije tla pesticidima i njegovim povećana kiselost, što dovodi do kolapsa ekosistema. Generalno, svi razmatrani faktori koji se mogu pripisati efektu zagađivanja imaju primjetan utjecaj na procese koji se odvijaju u biosferi.

2. HEMIJSKO ZAGAĐENJE ATMOSFERE

2.1. Glavni zagađivači

Svoj test ću započeti pregledom onih faktora koji dovode do propadanja jedne od najvažnijih komponenti biosfere – atmosfere. Čovjek je zagađivao atmosferu hiljadama godina, ali su posljedice upotrebe vatre, koju je koristio u ovom periodu, bile neznatne. Morao sam da se pomirim sa činjenicom da je dim ometao disanje i da je čađ ležala kao crni pokrivač na plafonu i zidovima kuće. Rezultirajuća toplina bila je važnija za ljude od čistog zraka i zidova pećina bez dima. Ovo prvobitno zagađenje vazduha nije predstavljalo problem, jer su ljudi tada živeli u malim grupama, zauzimajući nemerljivo prostrano, netaknuto prirodno okruženje. A čak i značajna koncentracija ljudi na relativno malom prostoru, kao što je to bio slučaj u klasičnoj antici, još nije bila praćena ozbiljnim posljedicama.

Tako je bilo sve do početka devetnaestog veka. Tek u posljednjih stotinu godina razvoj industrije nas je takvim "poklonio". proizvodni procesi, čije posljedice u početku čovjek još nije mogao ni zamisliti. Pojavili su se gradovi milioneri čiji se rast ne može zaustaviti. Sve je to rezultat velikih izuma i osvajanja čovjeka.

U osnovi postoje tri glavna izvora zagađenja vazduha: industrija, kućni kotlovi i transport. Doprinos svakog od ovih izvora ukupnom zagađenju vazduha uveliko varira od mesta do mesta. Danas je općeprihvaćeno da industrijska proizvodnja proizvodi najviše zagađenja zraka. Izvori zagađenja su termoelektrane koje uz dim ispuštaju u zrak sumpor-dioksid i ugljični dioksid; metalurška preduzeća, posebno obojena metalurgija, koja u vazduh emituju azotne okside, vodonik sulfid, hlor, fluor, amonijak, fosforna jedinjenja, čestice i jedinjenja žive i arsena; hemijske i cementare. Štetni plinovi ulaze u zrak kao rezultat sagorijevanja goriva za industrijske potrebe, grijanja domova, rada transporta, sagorijevanja i obrade kućnog i industrijskog otpada. Atmosferski zagađivači se dijele na primarne, koji ulaze direktno u atmosferu, i sekundarne, koje su rezultat transformacije potonjih. Dakle, plin sumpor dioksid koji ulazi u atmosferu oksidira se u sumporni anhidrid, koji reagira s vodenom parom i formira kapljice sumporne kiseline. Kada sumporni anhidrid reaguje sa amonijakom, formiraju se kristali amonijum sulfata. Slično, kao rezultat hemijskih, fotohemijskih, fizičko-hemijskih reakcija između zagađivača i atmosferskih komponenti nastaju druge sekundarne karakteristike. Glavni izvori pirogenog zagađenja na planeti su termoelektrane, metalurška i hemijska preduzeća i kotlarnice, koje troše više od 170% godišnje proizvedenog čvrstog i tečnog goriva. Glavne štetne nečistoće pirogenog porijekla su sljedeće:

3a) Ugljen monoksid. 0. Nastaje nepotpunim sagorijevanjem ugljičnih tvari. U vazduh ulazi kao rezultat sagorevanja čvrstog otpada, izduvnih gasova i emisija iz industrijskih preduzeća. Svake godine najmanje 1250 miliona tona ovog gasa uđe u atmosferu. 0Ugljenmonoksid je jedinjenje koje aktivno reaguje sa komponentama atmosfere i doprinosi povećanju temperature na planeti i stvaranju efekta staklene bašte.

3b) Sumpor dioksid. . 0Emituje se tokom sagorevanja goriva koje sadrži sumpor ili prerade sumpornih ruda (do 170 miliona tona godišnje). Neka jedinjenja sumpora se oslobađaju tokom sagorevanja organskih ostataka na rudarskim deponijama. Samo u Sjedinjenim Državama, ukupna količina sumpor-dioksida ispuštenog u atmosferu iznosila je 65 posto globalnih emisija.

3c) Sumporni anhidrid. Nastaje oksidacijom sumpor-dioksida. Konačni proizvod reakcije je aerosol ili otopina sumporne kiseline u kišnici, koja zakiseljuje tlo i pogoršava bolesti respiratornog trakta ljudi. Ispadanje aerosola sumporne kiseline iz dimnih baklji hemijskih postrojenja uočeno je pod niskim oblacima i visokom vlažnošću vazduha. Listne ploče biljaka koje rastu na udaljenosti manjoj od 11 km. iz takvih preduzeća obično su gusto išarani malim nekrotiziranim mrljama koje se formiraju na mjestima gdje su se taložile kapi sumporne kiseline. Pirometalurška preduzeća obojene i crne metalurgije, kao i termoelektrane, godišnje emituju desetine miliona tona sumpornog anhidrida u atmosferu.

3d) Vodonik sulfid i ugljični disulfid. U atmosferu ulaze zasebno ili zajedno sa drugim sumpornim jedinjenjima. Glavni izvori emisija su preduzeća koja proizvode vještačka vlakna, šećer, koksare, rafinerije nafte i naftna polja. U atmosferi, u interakciji s drugim zagađivačima, oni prolaze sporu oksidaciju do sumpornog anhidrida.

3e) Azotni oksidi. .Glavni izvori emisija su preduzeća koja proizvode azotna đubriva, azotnu kiselinu i nitrate, anilinske boje, nitro jedinjenja, viskoznu svilu, celuloid. Količina dušikovih oksida koja ulazi u atmosferu je 20 miliona tona. u godini.

3e) Jedinjenja fluora. Izvori zagađenja su preduzeća koja proizvode aluminijum, emajle, staklo, keramiku, čelik i fosfatna đubriva. Tvari koje sadrže fluor ulaze u atmosferu u obliku plinovitih spojeva - fluorovodonika ili prašine natrijuma i kalcijum fluorida. Jedinjenja se odlikuju toksičnim djelovanjem. Derivati fluora su jaki insekticidi.

3g) Jedinjenja hlora. U atmosferu ulaze iz hemijskih postrojenja koja proizvode hlorovodoničnu kiselinu, pesticide koji sadrže hlor, organske boje, hidrolitički alkohol, izbeljivač i sodu. U atmosferi se nalaze kao nečistoće molekula hlora i para hlorovodonične kiseline. Toksičnost hlora određena je vrstom spojeva i njihovom koncentracijom. U metalurškoj industriji, prilikom taljenja livenog gvožđa i prerade u čelik, u atmosferu se oslobađaju različiti teški metali i otrovni gasovi. Dakle, na 11 tona sirovog gvožđa oslobađa se 12,7 kg. 0 sumpor dioksida i 14,5 kg. 0čestice prašine koje određuju količinu spojeva arsena, fosfora, antimona, olova, živine pare i rijetkih metala, smole i cijanovodonika.

2.2. Zagađenje vazduha aerosolom

Aerosoli su čvrste ili tečne čestice suspendovane u vazduhu. U nekim slučajevima, čvrste komponente aerosola su posebno opasne za organizme i izazivaju specifične bolesti kod ljudi. U atmosferi, aerosolno zagađenje se percipira kao dim, magla, izmaglica ili izmaglica. Značajan dio aerosola nastaje u atmosferi interakcijom čvrstih i tekućih čestica međusobno ili s vodenom parom. Prosječna veličina čestica aerosola je 11-5 1 mikrona. Godišnje u Zemljinu atmosferu uđe oko 11 kubnih kilometara. 0 čestica prašine vještačkog porijekla. Veliki broj čestica prašine nastaje i tokom ljudskih proizvodnih aktivnosti. Informacije o nekim izvorima industrijske prašine date su u nastavku:

EMISIJA PRAŠE IZ PROIZVODNOG PROCESA, MILION TONA GODIŠNJE

11. Sagorijevanje uglja 93,60

12. Topljenje gvožđa 20.21