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Atmosphärische Luftverschmutzung. Luftverschmutzung. Ernstes Problem der Menschheit

Es gibt zwei Hauptquellen der Luftverschmutzung: natürliche und anthropogene.

NatürlichQuelle- das sind Vulkane, Staubstürme, Verwitterung, Waldbrände, Zersetzungsprozesse von Pflanzen und Tieren.

Anthropogen, hauptsächlich unterteilt in drei Hauptquellen der Luftverschmutzung: Industrie, Haushaltskessel, Verkehr. Der Anteil jeder dieser Quellen an der gesamten Luftverschmutzung ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich.

Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Industrieproduktion die Luft am stärksten belastet. Verschmutzungsquellen - Wärmekraftwerke, die zusammen mit Rauch Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft abgeben; Hüttenbetriebe, insbesondere Nichteisenmetallurgie, die Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Chlor, Fluor, Ammoniak, Phosphorverbindungen, Partikel und Verbindungen von Quecksilber und Arsen in die Luft abgeben; Chemie- und Zementfabriken. Schädliche Gase gelangen in die Luft als Ergebnis der Brennstoffverbrennung für industrielle Zwecke, Hausheizung, Transport, Verbrennung und Verarbeitung von Haushalts- und Industrieabfällen.

Laut Wissenschaftlern (1990er Jahre) werden jedes Jahr weltweit durch menschliche Aktivitäten 25,5 Milliarden Tonnen Kohlenoxide, 190 Millionen Tonnen Schwefeloxide, 65 Millionen Tonnen Stickoxide, 1,4 Millionen Tonnen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (Freone), organische Verbindungen Blei, Kohlenwasserstoffe, darunter krebserregend (krebserregend) 1 .

Die häufigsten Luftschadstoffe gelangen hauptsächlich in zwei Formen in ihn: entweder in Form von Schwebeteilchen (Aerosole) oder in Form von Gasen. Der Massenanteil – 80-90 Prozent – aller Emissionen in die Atmosphäre aufgrund menschlicher Aktivitäten sind gasförmige Emissionen. Es gibt 3 Hauptquellen der gasförmigen Verschmutzung: Verbrennung von brennbaren Materialien, industrielle Produktionsprozesse und natürliche Quellen.

Betrachten wir die wichtigsten schädlichen Verunreinigungen anthropogenen Ursprungs 2 .

Kohlenmonoxid. Es wird durch unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen gewonnen. Es gelangt durch die Verbrennung fester Abfälle mit Abgasen und Emissionen von Industrieunternehmen in die Luft. Mindestens 1250 Millionen Tonnen dieses Gases gelangen jährlich in die Atmosphäre.Kohlenmonoxid ist eine Verbindung, mit der es aktiv reagiert Bestandteile Atmosphäre und trägt zu einem Temperaturanstieg auf dem Planeten und zur Entstehung eines Treibhauseffekts bei.

Schwefeldioxid. Es entsteht bei der Verbrennung von schwefelhaltigem Brennstoff oder der Verarbeitung von schwefelhaltigen Erzen (bis zu 170 Millionen Tonnen pro Jahr). Ein Teil der Schwefelverbindungen wird bei der Verbrennung organischer Reststoffe in Bergbauhalden freigesetzt. Allein in den Vereinigten Staaten belief sich die Gesamtmenge des in die Atmosphäre emittierten Schwefeldioxids auf 65 % der globalen Emissionen.

Schwefelsäureanhydrid. Es entsteht bei der Oxidation von Schwefeldioxid. Das Endprodukt der Reaktion ist ein Aerosol oder eine Lösung von Schwefelsäure in Regenwasser, das den Boden ansäuert und menschliche Atemwegserkrankungen verschlimmert. Die Ausfällung von Schwefelsäureaerosolen aus Rauchfackeln von Chemiebetrieben wird bei geringer Bewölkung und hoher Luftfeuchtigkeit beobachtet. Blattspreiten von Pflanzen, die in einer Entfernung von weniger als 11 km wachsen. von solchen Unternehmen, sind normalerweise dicht mit kleinen nekrotischen Flecken übersät, die sich an Stellen bilden, an denen sich Schwefelsäuretröpfchen abgesetzt haben. Pyrometallurgische Unternehmen der Nichteisen- und Eisenmetallurgie sowie Wärmekraftwerke stoßen jährlich mehrere zehn Millionen Tonnen Schwefelsäureanhydrid in die Atmosphäre aus.

Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff. Sie gelangen getrennt oder zusammen mit anderen Schwefelverbindungen in die Atmosphäre. Hauptemissionsquellen sind Unternehmen zur Herstellung von Kunstfasern, Zucker, Koks, Ölraffinerien und Ölfelder. In der Atmosphäre werden sie bei Wechselwirkung mit anderen Schadstoffen langsam zu Schwefelsäureanhydrid oxidiert.

Stickoxide. Hauptemissionsquellen sind Betriebe, die Stickstoffdünger, Salpetersäure und Nitrate, Anilinfarben, Nitroverbindungen, Viskoseseide und Zelluloid herstellen. Die Menge an Stickoxiden, die in die Atmosphäre gelangen, beträgt 20 Millionen Tonnen pro Jahr.

Fluorverbindungen. Verschmutzungsquellen sind Unternehmen, die Aluminium, Emaille, Glas, Keramik, Stahl und Phosphatdünger herstellen. Fluorhaltige Substanzen gelangen in Form gasförmiger Verbindungen in die Atmosphäre - Fluorwasserstoff oder Staub aus Natrium- und Calciumfluorid. Die Verbindungen zeichnen sich durch eine toxische Wirkung aus. Fluorderivate sind starke Insektizide.

Chlorverbindungen. Sie gelangen aus Chemieunternehmen in die Atmosphäre, die Salzsäure, chlorhaltige Pestizide, organische Farbstoffe, hydrolytischen Alkohol, Bleichmittel und Soda herstellen. In der Atmosphäre kommen sie als Beimischung von Chlormolekülen und Salzsäuredämpfen vor. Die Toxizität von Chlor wird durch die Art der Verbindungen und deren Konzentration bestimmt. In der Hüttenindustrie werden beim Schmelzen von Roheisen und dessen Verarbeitung zu Stahl verschiedene Schwermetalle und giftige Gase in die Atmosphäre freigesetzt. Also bezogen auf 1 Tonne Roheisen zusätzlich zu 12,7 kg. Schwefeldioxid und 14,5 kg Staubpartikel, die die Menge an Verbindungen von Arsen, Phosphor, Antimon, Blei, Quecksilberdampf und seltenen Metallen, Teerstoffen und Blausäure bestimmen.

Neben gasförmigen Schadstoffen gelangt eine große Menge Feinstaub in die Atmosphäre. Dies sind Staub, Ruß und Ruß. Die Belastung der natürlichen Umwelt mit Schwermetallen stellt eine große Gefahr dar. Blei, Cadmium, Quecksilber, Kupfer, Nickel, Zink, Chrom, Vanadium sind in Industriezentren zu fast dauerhaften Bestandteilen der Luft geworden.

Aerosole sind in der Luft schwebende feste oder flüssige Partikel. Die festen Bestandteile von Aerosolen sind teilweise besonders gefährlich für Organismen und verursachen beim Menschen bestimmte Krankheiten. In der Atmosphäre wird die Aerosolbelastung in Form von Rauch, Nebel, Nebel oder Dunst wahrgenommen. Ein erheblicher Teil der Aerosole entsteht in der Atmosphäre, wenn feste und flüssige Partikel miteinander oder mit Wasserdampf interagieren. Die durchschnittliche Größe Aerosolpartikel beträgt 1-5 Mikrometer. Etwa 1 Kubikmeter gelangt jedes Jahr in die Erdatmosphäre. km Staubpartikel künstlichen Ursprungs. Auch bei den Produktionstätigkeiten von Menschen entsteht eine Vielzahl von Staubpartikeln. Informationen zu einigen Quellen künstlichen Staubs sind in Anhang 3 enthalten.

Die Hauptquellen der Luftverschmutzung durch künstliche Aerosole sind Wärmekraftwerke, die aschereiche Kohle verbrauchen, Verarbeitungsanlagen, Hütten-, Zement-, Magnesit- und Rußanlagen. Aerosolpartikel aus diesen Quellen zeichnen sich durch eine große Vielfalt an chemischer Zusammensetzung aus. Am häufigsten werden Verbindungen von Silizium, Kalzium und Kohlenstoff in ihrer Zusammensetzung gefunden, seltener - Oxide von Metallen: Eisen, Magnesium, Mangan, Zink, Kupfer, Nickel, Blei, Antimon, Wismut, Selen, Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom , Kobalt, Molybdän sowie Asbest.

Permanente Quellen der Aerosolverschmutzung sind Industriedeponien - künstliche Hügel aus wieder abgelagertem Material, hauptsächlich Abraum, die während des Bergbaus oder aus Abfällen aus der verarbeitenden Industrie und Wärmekraftwerken entstanden sind.

Herstellung von Zement und anderen Baumaterial Es ist auch eine Quelle der Luftverschmutzung mit Staub. Die wichtigsten technologischen Prozesse dieser Industrien - Schleifen und chemische Verarbeitung von Halbzeugen und Produkten, die in heißen Gasströmen gewonnen werden, gehen immer mit Emissionen von Staub und anderen Schadstoffen in die Atmosphäre einher.

Die wichtigsten Luftschadstoffe sind heute Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid (Anhang 2).

Aber natürlich dürfen wir Freone oder Chlorfluorkohlenwasserstoffe nicht vergessen. Die meisten Wissenschaftler halten sie für die Ursache für die Entstehung der sogenannten Ozonlöcher in der Atmosphäre. Freone werden in der Produktion und im Alltag häufig als Kältemittel, Treibmittel, Lösungsmittel sowie in Aerosolverpackungen verwendet. Ärzte schreiben nämlich mit einer Abnahme des Ozongehalts in der oberen Atmosphäre eine Zunahme der Zahl von Hautkrebserkrankungen zu. Es ist bekannt, dass atmosphärisches Ozon durch komplexe photochemische Reaktionen unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung der Sonne gebildet wird. Obwohl sein Gehalt gering ist, ist seine Bedeutung für die Biosphäre enorm. Ozon absorbiert ultraviolette Strahlung und schützt alles Leben auf der Erde vor dem Tod. Freone, die unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung in die Atmosphäre gelangen, zerfallen in eine Reihe von Verbindungen, von denen Chloroxid Ozon am intensivsten zerstört.

Der Mensch verschmutzt die Atmosphäre seit Tausenden von Jahren, aber die Folgen des Gebrauchs von Feuer, das er während dieser ganzen Zeit benutzte, waren unbedeutend. Ich musste mich damit abfinden, dass der Rauch beim Atmen behinderte und der Ruß in einer schwarzen Hülle an Decke und Wänden der Wohnung lag.

Die dabei entstehende Hitze war einem Mann zu Hause wichtiger als saubere Luft und ungeräucherte Höhlenwände. Diese anfängliche Luftverschmutzung war kein Problem, denn die Menschen lebten damals in kleinen Gruppen auf einem unermesslich großen unberührten Gebiet. natürlichen Umgebung. Und selbst eine erhebliche Konzentration von Menschen auf relativ kleinem Raum, wie es in der klassischen Antike der Fall war, war noch nicht von schwerwiegenden Folgen begleitet.

Dies war bis Anfang des 19. Jahrhunderts der Fall. Erst in den letzten hundert Jahren hat uns die Entwicklung der Industrie mit einer solchen Produktion „beschenkt“! Prozesse, deren Folgen sich der Mensch zunächst noch nicht vorstellen konnte. Millionenstädte entstanden, deren Wachstum nicht aufzuhalten ist. All dies ist das Ergebnis großer Erfindungen und Eroberungen des Menschen.

NATÜRLICHE QUELLEN DER ATMOSPHÄRISCHEN VERSCHMUTZUNG

Es gibt immer eine gewisse Menge Staub ^ Chemikalien in der Luft, die lange vor Beginn der industriellen Entwicklung in die Atmosphäre gelangt sind. Es geht um auf natürlichen Quellen einiger Verbindungen, die in das Luftbecken gelangen. Lassen Sie uns zunächst über Aerosole sprechen. natürlichen Ursprungs. Aerosolpartikel gelangen bei Staub- und Sandstürmen, bei Vulkanausbrüchen, beim Verdampfen von Sprühtröpfchen in die Atmosphäre Meerwasser bei Waldbränden. Zum Beispiel. Es ist bekannt, dass beim Ausbruch des Krakatau-Vulkans (1883) etwa 150 Milliarden Tonnen Staub und Asche in die Atmosphäre gelangten.

Derzeit gibt es über 400 Vulkane auf der Welt. Sie emittieren durchschnittlich 3 Milliarden Tonnen Vulkanasche pro Jahr, darunter 1 Million Tonnen organische Verbindungen. Neben Wasserdampf (68 %), Kohlendioxid (13 %) und Stickstoff (8 %) wurden auch Schwefeldämpfe (mehr als 10 %) in der Zusammensetzung der Emissionen des Vulkans Halemaumau (Hawaii-Inseln) gefunden. Die Menge an Aerosolen, die bei Vulkanausbrüchen in die Atmosphäre gelangen, erreicht durchschnittlich 80 Millionen Tonnen.Weitere natürliche Quellen für den Eintrag von Aerosolen in die Atmosphäre sind die Entfernung von Meersalzen (durchschnittlich bis zu 700 Millionen Tonnen / Jahr), die Bodenverwitterung (bis zu 300 Millionen Tonnen). Tonnen / Jahr), Waldbrände (bis zu 200 Millionen Tonnen / Jahr).

Bodenverwitterung verursacht Staubstürme. Es sei darauf hingewiesen, dass das gesamte Territorium unseres Landes je nach Staubgehalt in der Luft bedingt in 5 Zonen unterteilt ist. Das Gebiet der Tatarischen Autonomen Sozialistischen Sowjetrepublik gehört zur Zone mit niedrigem Staubgehalt, da die Konzentration des atmosphärischen Staubs 0,5 mg/m3 nicht überschreitet.

Die meisten natürlichen Aerosolquellen verursachen intermittierende und hauptsächlich lokale Veränderungen der Atmosphärenqualität, da Vulkanausbrüche, Waldbrände, Staub- und Sandstürme nicht überall und nicht täglich auftreten, obwohl ihr Einfluss erheblich sein kann. Während des Ausbruchs des bereits benannten Krakatau-Vulkans flogen Staubpartikel zweimal um die Erde, und während des Ausbruchs des Bezymyanny-Vulkans in Kamtschatka im Jahr 1956 stieg die Asche auf eine Höhe von 45 km und flog nach London!

Neben Aerosolen unterschiedlicher Herkunft findet sich in der Atmosphäre das sogenannte Aeroplankton, also Schwebeteilchen. biologische Natur Größen von 0,01 Mikron für kleine Viren bis 50-100 Mikron für Moos- und Farnsporen. Wie V. V. Vlodavets betont, enthält Aeroplankton Bakterien, Viren und Sporen Schimmelpilze, Hefepilze, Aktinomyceten, Protozoenzysten, Algen, Moos und Farnsporen. Alle von ihnen werden hauptsächlich aus dem Boden in die Luft eingetragen, vermehren sich in der Regel nicht in der Atmosphäre und sterben meist unter dem Einfluss verschiedener nachteiliger Faktoren. Der Gehalt an Aeroplankton in der Luft verschiedener Klimaregionen zu verschiedenen Jahreszeiten ist sehr unterschiedlich. Laut V. V. Vlodavets ist die Luft in der warmen Jahreszeit in den südlichen Regionen in Gebieten mit offener Bodenoberfläche und starken Winden am reichsten an Aeroplankton.

Einige Arten von Aeroplankton haben die Fähigkeit, eine gewisse Zeit in der Atmosphäre zu überleben, sodass sich Luftströmungen über große Entfernungen (Hunderte und Tausende von Kilometern) sowie bis zu einer Höhe von 5-7 km ausbreiten können.

Auch Aerosole pflanzlichen Ursprungs sind fast immer in der Luft vorhanden. Die Rede ist von Pflanzenpollen. J. Detri stellt fest, dass auf dem Höhepunkt der Blüte mehrere Millionen Pollenkörner von einer Pflanze pro Tag in die Atmosphäre gelangen. Beispielsweise erreicht im Bois de Boulogne in Frankreich die Gesamtmenge an Pollen, die pro 1 ha pro Tag fällt, 850 g. Pflanzenpollen, mit einer relativen kleine Größe(bis zu 10-15 Mikron), können in schwebendem Zustand lange in der Luft bleiben, was wiederum die Bildung der sogenannten Pollenwolken erklärt, die sich über große Entfernungen (mehr als 600 km) ausbreiten und eine beträchtliche Höhe (mehr als 10 km).

Wie bei anderen Aerosolen natürlichen Ursprungs ist ihre Verteilung in der Atmosphäre saisonabhängig (der maximale Gehalt liegt in der Sommersaison) und hängt vom Vorhandensein und den Eigenschaften der Vegetation ab, da einige Pflanzen mehr Pollen abgeben als andere.

Neben Aerosolen gelangen auch gasförmige chemische Verbindungen in die Atmosphäre: Kohlendioxid (5'103 Millionen Tonnen), Kohlenmonoxid (103 Millionen Tonnen), Schwefeldioxid (4-103 Millionen Tonnen), Schwefelwasserstoff (100 Millionen Tonnen), Stickoxide (500 Millionen Tonnen), Ammoniak (6-103 Millionen Tonnen), Kohlenwasserstoffe (200 Millionen Tonnen). Sie werden aus den bereits erwähnten natürlichen Quellen isoliert und entstehen auch während der Zersetzung organischer Materie, während der Zersetzungsprozesse, als Ergebnis der vitalen Aktivität des Menschen selbst.

In Bezug auf natürliche Quellen von Aerosolen, Aeroplankton, gasförmigen und anderen Verbindungen, die in die Atmosphäre gelangen, sollte beachtet werden, dass in lebendig sie werden weitgehend entfernt

durch die Ablagerung von Aerosolen,

durch Auswaschung durch Niederschläge,

· chemische Reaktionen, begleitet von der Umwandlung einiger Substanzen in andere Verbindungen.

· Von nicht geringer Bedeutung ist auch die Lebensdauer von Mikroverunreinigungen in der Atmosphäre. Durch chemische Reaktionen in der Atmosphäre entstehen aus gasförmigen Verbindungen sogenannte sekundäre Aerosole: aus Stickoxiden - etwa 250 Millionen Tonnen Nitrate, aus Ammoniak - mehr als 150 Millionen Tonnen Ammoniumsalze, aus Schwefelwasserstoff - etwa 170 Millionen Tonnen Sulfate.

Anthropogene Verschmutzung (1 Stunde)

Grundsätzlich gibt es drei Hauptquellen der Luftverschmutzung: Industrie, Haushaltskessel, Verkehr.

Der Anteil jeder dieser Quellen an der gesamten Luftverschmutzung ist von Ort zu Ort sehr unterschiedlich. Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass die Industrieproduktion die Luft am stärksten belastet.

Verschmutzungsquellen:

Wärmekraftwerke, die zusammen mit Rauch Schwefeldioxid und Kohlendioxid in die Luft abgeben;

Hüttenbetriebe, insbesondere Nichteisenmetallurgie, die Stickstoff, Schwefelwasserstoff, Chlor, Fluor, Ammoniak, Phosphorverbindungen, Partikel und Verbindungen von Quecksilber und Arsen in die Luft abgeben;

Chemie- und Zementwerke.

Schädliche Gase gelangen in die Luft als Ergebnis der Brennstoffverbrennung für industrielle Zwecke, Hausheizung, Transport, Verbrennung und Verarbeitung von Haushalts- und Industrieabfällen.

Atmosphärische Schadstoffe werden unterteilt in primäre, die direkt in die Atmosphäre gelangen, und sekundäre, die aus der Umwandlung der letzteren resultieren. So wird in die Atmosphäre gelangendes Schwefeldioxid zu Schwefelanhydrid oxidiert, das mit Wasserdampf interagiert und Schwefelsäuretröpfchen bildet. Wenn Schwefelsäureanhydrid mit Ammoniak reagiert, werden Ammoniumsulfatkristalle gebildet. In ähnlicher Weise werden infolge chemischer, photochemischer und physikalisch-chemischer Reaktionen zwischen Schadstoffen und atmosphärischen Bestandteilen andere sekundäre Anzeichen gebildet.

Die Hauptquelle der pyrogenen Verschmutzung auf dem Planeten sind Wärmekraftwerke, metallurgische und chemische Unternehmen sowie Kesselanlagen, die mehr als 70% der jährlich produzierten festen und flüssigen Brennstoffe verbrauchen. Die wichtigsten schädlichen Verunreinigungen pyrogenen Ursprungs sind:

a) Kohlenmonoxid. Es wird durch unvollständige Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen gewonnen. Durch die Verbrennung gelangt es in die Luft. feste Abfälle, mit Abgasen und Industrieemissionen. Mindestens 250 Millionen Tonnen dieses Gases gelangen jedes Jahr in die Atmosphäre Kohlenmonoxid ist eine Verbindung, die aktiv mit den Bestandteilen der Atmosphäre reagiert und zu einem Anstieg der Temperatur auf dem Planeten und zur Entstehung eines Treibhauseffekts beiträgt.

b) Schwefeldioxid. Es entsteht bei der Verbrennung von schwefelhaltigem Brennstoff oder der Verarbeitung von schwefelhaltigen Erzen (bis zu 70 Tonnen pro Jahr). Ein Teil der Schwefelverbindungen wird bei der Verbrennung organischer Reststoffe in Bergbauhalden freigesetzt. Allein in den Vereinigten Staaten betrug die Gesamtmenge des in die Atmosphäre emittierten Schwefeldioxids 65 Prozent der weltweiten Emissionen.

c) Schwefelsäureanhydrid. Es entsteht bei der Oxidation von Schwefeldioxid. Das Endprodukt der Reaktion ist ein Aerosol oder eine Lösung von Schwefelsäure in Regenwasser, das den Boden ansäuert und menschliche Atemwegserkrankungen verschlimmert. Die Ausfällung von Schwefelsäureaerosolen aus Rauchfackeln von Chemiebetrieben wird bei geringer Bewölkung und hoher Luftfeuchtigkeit beobachtet. Blattspreiten von Pflanzen, die in einem Abstand von weniger als 1 Zoll wachsen. von solchen Unternehmen, sind normalerweise dicht mit kleinen nekrotischen Flecken übersät, die sich an Stellen bilden, an denen sich Schwefelsäuretröpfchen abgesetzt haben. Pyrometallurgische Unternehmen der Nichteisen- und Eisenmetallurgie sowie Wärmekraftwerke stoßen jährlich mehrere zehn Millionen Tonnen Schwefelanpedrid in die Atmosphäre aus.

d) Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff. Sie gelangen getrennt oder zusammen mit anderen Schwefelverbindungen in die Atmosphäre. Hauptemissionsquellen sind Unternehmen zur Herstellung von Kunstfasern, Zucker, Koks, Ölraffinerien und Ölfelder. In der Atmosphäre werden sie bei Wechselwirkung mit anderen Schadstoffen langsam zu wasserfreier Schwefelsäure oxidiert.

e) Stickoxide. Hauptemissionsquellen sind Betriebe, die Stickstoffdünger, Salpetersäure und Nitrate, Anilinfarben, Nitroverbindungen, Viskoseseide und Zelluloid herstellen. Die Menge an Stickoxiden, die in die Atmosphäre gelangen, beträgt 20 Millionen Tonnen pro Jahr.

f) Fluorverbindungen. Verschmutzungsquellen sind Unternehmen, die Aluminium, Emaille, Glas, Keramik, Stahl und Phosphatdünger herstellen. Fluorhaltige Substanzen gelangen in Form gasförmiger Verbindungen in die Atmosphäre - Fluorwasserstoff oder Staub aus Natrium- und Calciumfluorid. L-Verbindungen zeichnen sich durch eine toxische Wirkung aus. Fluorderivate sind starke Insektizide.

g) Chlorverbindungen. Sie gelangen aus Chemieunternehmen in die Atmosphäre, die Salzsäure, chlorhaltige Pestizide, organische Farbstoffe, hydrolytischen Alkohol, Bleichmittel und Soda herstellen. In der Atmosphäre finden sich als Beimischung Chlormoleküle und Salzsäuredämpfe. Die Toxizität von Chlor wird durch die Art der Verbindungen und deren Konzentration bestimmt. In der Hüttenindustrie werden beim Schmelzen von Roheisen und dessen Verarbeitung zu Stahl verschiedene Schwermetalle und giftige Gase in die Atmosphäre freigesetzt. Also bezogen auf 1 Tonne Roheisen, außer 2,7 kg. Schwefeldioxid und 4,5 kg Staubpartikel, die die Menge der Verbindungen bestimmen: Arsen, Phosphor, Antimon, Blei, Quecksilberdampf und seltene Metalle, Teerstoffe und Blausäure.

AEROSOLVERSCHMUTZUNG DER ATMOSPHÄRE

Aerosole sind feste oder flüssige Partikel, die in der Luft schweben. Die festen Bestandteile von Aerosolen sind teilweise besonders gefährlich für Organismen und verursachen beim Menschen bestimmte Krankheiten. In der Atmosphäre wird die Aerosolbelastung in Form von Rauch, Nebel, Nebel oder Dunst wahrgenommen.

Ein erheblicher Teil der Aerosole entsteht in der Atmosphäre, wenn feste und flüssige Partikel miteinander oder mit Wasserdampf interagieren. Die durchschnittliche Größe von Aerosolpartikeln beträgt 1-5 Mikrometer. Bei der Produktionstätigkeit von Menschen entsteht eine Vielzahl von Staubpartikeln.

Die Hauptquellen der Luftverschmutzung durch künstliche Aerosole sind Wärmekraftwerke, die Kohle mit hohem Aschegehalt verbrauchen, Anreicherungsfabriken, Hütten-, Zement-, Magnesit- und Rußwerke.

Aerosolpartikel aus diesen Quellen zeichnen sich durch eine große Vielfalt an chemischer Zusammensetzung aus. Am häufigsten werden Verbindungen von Silizium, Kalzium und Kohlenstoff in ihrer Zusammensetzung gefunden, seltener - Oxide von Metallen: Eisen, Magnesium, Mangan, Zink, Kupfer, Nickel, Blei, Antimon, Wismut, Selen, Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom , Kobalt, Molybdän sowie Asbest.

Eine noch größere Vielfalt ist charakteristisch für organische Stäube, einschließlich aliphatischer und aromatische Kohlenwasserstoffe, Salze von Säuren. Es entsteht bei der Verbrennung von Erdölrückständen, bei der Pyrolyse in Ölraffinerien, petrochemischen und anderen ähnlichen Unternehmen. Permanente Quellen der Aerosolverschmutzung sind Industriedeponien - künstliche Hügel aus wieder abgelagertem Material, hauptsächlich Abraum, die während des Bergbaus oder aus Abfällen aus der verarbeitenden Industrie und Wärmekraftwerken entstanden sind.

Die Quelle von Staub und giftigen Gasen ist Massensprengung. Als Ergebnis einer mittelgroßen Explosion (250-300 Tonnen Sprengstoff) werden also etwa 2.000 Kubikmeter in die Atmosphäre freigesetzt. bedingtes Kohlenmonoxid und mehr als 150 die. Staub. Auch die Herstellung von Zement und anderen Baustoffen ist eine Quelle der Luftverschmutzung mit Staub. Die wichtigsten technologischen Prozesse dieser Industrien – das Mahlen und die chemische Verarbeitung von Chargen, Halbfertigprodukten und in heißen Gasströmen gewonnenen Produkten – gehen immer mit Emissionen von Staub und anderen Schadstoffen in die Atmosphäre einher.

Atmosphärische Schadstoffe umfassen Kohlenwasserstoffe – gesättigt und ungesättigt, die 1 bis 13 Kohlenstoffatome enthalten. Sie durchlaufen verschiedene Umwandlungen, Oxidation, Polymerisation und interagieren mit anderen atmosphärischen Schadstoffen, nachdem sie durch Sonnenstrahlung angeregt wurden. Als Ergebnis dieser Reaktionen werden pvrekisnye Verbindungen, freie Radikale, Verbindungen von Kohlenwasserstoffen mit Stickoxiden und Schwefel gebildet, oft in Form von Aerosolpartikeln.

Für einige Wetterverhältnisse besonders gebildet werden können große Cluster schädliche Gas- und Aerosolverunreinigungen in der Oberflächenluftschicht. Dies geschieht normalerweise, wenn es in der Luftschicht direkt über den Quellen der Gas- und Staubemission zu einer Inversion kommt – die Lage einer Schicht kälterer Luft unter warmer Luft, die Luftmassen verhindert und den Transport von Verunreinigungen nach oben verzögert. Infolgedessen konzentrieren sich schädliche Emissionen unter der Inversionsschicht, ihr Gehalt in Bodennähe nimmt stark zu, was zu einem der Gründe für die Bildung von photochemischem Nebel wird, der in der Natur bisher unbekannt war.

PHOTOCHEMISCHER NEBEL (SMOG)

Photochemischer Nebel ist ein Mehrkomponentengemisch aus Gasen und Aerosolpartikeln primären und sekundären Ursprungs. Zu den Hauptbestandteilen von Smog gehören Ozon, Stick- und Schwefeloxide, zahlreiche organische Peroxidverbindungen, die zusammen Photooxidantien genannt werden.

Photochemischer Smog tritt als Folge photochemischer Reaktionen unter bestimmten Bedingungen auf: Vorhandensein einer hohen Konzentration von Stickoxiden, Kohlenwasserstoffen und anderen Schadstoffen in der Atmosphäre, intensive Sonneneinstrahlung und ruhiger oder sehr schwacher Luftaustausch in der Oberflächenschicht mit einer starken und erhöhten Inversion für mindestens einen Tag. Stabiles windstilles Wetter, normalerweise begleitet von Inversionen, ist notwendig, um eine hohe Konzentration an Reaktanten zu erzeugen. Solche Bedingungen werden häufiger von Juni bis September und seltener im Winter geschaffen.

Bei anhaltend klarem Wetter verursacht die Sonneneinstrahlung den Abbau von Stickstoffdioxidmolekülen unter Bildung von Stickstoffoxid und atomarem Sauerstoff. Atomarer Sauerstoff mit molekularem Sauerstoff ergibt Ozon. Es scheint, dass letzteres, das Stickstoffmonoxid oxidiert, sich wieder in molekularen Sauerstoff und Stickstoffmonoxid in Kohlendioxid umwandeln sollte. Aber das passiert nicht.

Das Stickoxid reagiert mit den Olefinen in den Abgasen, die die Doppelbindung abbauen, um Molekülfragmente und überschüssiges Ozon zu bilden. Durch die fortschreitende Dissoziation werden neue Massen an Stickstoffdioxid gespalten und geben zusätzliche Mengen an Ozon ab. Es findet eine zyklische Reaktion statt, wodurch sich Ozon allmählich in der Atmosphäre ansammelt. Dieser Prozess stoppt nachts.

Ozon wiederum reagiert mit Olefinen. In der Atmosphäre sind verschiedene Peroxide angereichert, die insgesamt Oxidationsmittel bilden, die für photochemischen Nebel charakteristisch sind. Letztere sind die Quelle der sogenannten freien Radikale, die sich durch eine besondere Reaktivität auszeichnen. Solcher Smog ist über London, Paris, Los Angeles, New York und anderen Städten in Europa und Amerika nicht ungewöhnlich.

Entsprechend ihrer physiologischen Wirkung auf den menschlichen Körper sind sie äußerst gefährlich für die Atemwege und Kreislauf und sind oft die Ursache für den vorzeitigen Tod von Stadtbewohnern mit schlechter Gesundheit.

DAS PROBLEM DER KONTROLLE DER SCHADSTOFFEMISSIONEN IN DIE ATMOSPHÄRE DURCH INDUSTRIEUNTERNEHMEN (MPC)

Die Priorität bei der Entwicklung der maximal zulässigen Konzentrationen in der Luft liegt bei der UdSSR. MPC – solche Konzentrationen, die einen Menschen und seine Nachkommen direkt oder indirekt beeinflussen, verschlechtern nicht deren Leistungsfähigkeit, Wohlbefinden, aber. sowie die sanitären und Lebensbedingungen der Menschen. Die Verallgemeinerung aller Informationen über MPC, die von allen Abteilungen erhalten werden, wird im MGO - dem Main Geophysical Observatory - durchgeführt.

Um die Luftwerte auf der Grundlage der Beobachtungsergebnisse zu bestimmen, werden die gemessenen Konzentrationswerte mit der maximal zulässigen Einzelkonzentration und der Anzahl der Fälle, in denen der MPC überschritten wurde, sowie dem Vielfachen der größten verglichen Wert höher als der MPC war, bestimmt.

Der Mittelwert der Konzentration pro. Monat oder Jahr wird mit langwirksamem MPC verglichen - mittelstabiles MPC. Der Zustand der Luftverschmutzung durch mehrere Substanzen, die in der Atmosphäre der Stadt beobachtet werden, wird anhand eines komplexen Indikators bewertet - dem Luftverschmutzungsindex (API).

Dazu werden auf die entsprechenden MPC-Werte normierte und durchschnittliche Konzentrationen verschiedener Substanzen mit Hilfe einfacher Berechnungen zum Wert der Schwefeldioxidkonzentrationen geführt und dann aufsummiert.

Die höchsten einmaligen Konzentrationen der Hauptschadstoffe waren in Norilsk (Stickstoff- und Schwefeloxide), Frunze (Staub), Omsk (Kohlenmonoxid) am höchsten. Der Grad der Luftverschmutzung durch die Hauptschadstoffe ist direkt abhängig von der industriellen Entwicklung der Stadt.

Die höchsten Maximalkonzentrationen sind typisch für Städte mit mehr als 500.000 Einwohnern. Die Luftverschmutzung mit bestimmten Stoffen hängt von der Art der in der Stadt entwickelten Industrie ab.

Wenn in einer Großstadt Unternehmen mehrerer Branchen angesiedelt sind, dann ein sehr hohes Niveau Luftverschmutzung, aber das Problem der Reduzierung der Emissionen vieler spezifischer Stoffe ist noch immer ungelöst.

Globale Umweltprobleme

Globales Umweltproblem Nr. 1: Luftverschmutzung

Jeden Tag atmet der durchschnittliche Mensch etwa 20.000 Liter Luft ein, die neben lebenswichtigem Sauerstoff eine ganze Liste schädlicher Schwebstoffe und Gase enthält. Luftschadstoffe werden bedingt in 2 Arten unterteilt: natürliche und anthropogene.

Folgen des Ozonabbaus

Durch die Zerstörung der Ozonschicht durchdringt ultraviolette Strahlung ungehindert die Atmosphäre und erreicht die Erdoberfläche. Die Exposition gegenüber direkter UV-Strahlung beeinträchtigt die Gesundheit der Menschen, indem sie das Immunsystem schwächt und Krankheiten wie Hautkrebs und grauen Star verursacht.

Wege zur Lösung des Problems des Ozonabbaus

Das Bewusstsein um die Gefahr führt dazu, dass die internationale Gemeinschaft immer mehr Schritte zum Schutz der Ozonschicht unternimmt.

1) Gründung verschiedener Organisationen zum Schutz der Ozonschicht (UNEP, COSPAR, IAGA)

2) Konferenzen abhalten.

a) Wiener Konferenz (September 1987). Er diskutierte und unterzeichnete das Montrealer Protokoll:

- die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung der Herstellung, des Verkaufs und der Verwendung der gefährlichsten Substanzen für Ozon (Freone, bromhaltige Verbindungen usw.)

- Die Verwendung von Fluorchlorkohlenwasserstoffen gegenüber dem Niveau von 1986 sollte bis 1993 um 20 % und bis 1998 um die Hälfte reduziert werden.

b) Anfang 1990. Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Beschränkungen des Montrealer Protokolls nicht ausreichen, und es wurden bereits 1991-1992 Vorschläge gemacht, die Produktion und die Emissionen in die Atmosphäre vollständig einzustellen. jene Freone, die durch das Montrealer Protokoll begrenzt sind.

Weltumweltproblem Nr. 3: Globale Erwärmung

Wie die Glaswände eines Gewächshauses lassen Kohlendioxid, Methan, Lachgas und Wasserdampf die Sonne unseren Planeten erwärmen und verhindern gleichzeitig, dass von der Erdoberfläche reflektierte Infrarotstrahlung ins All entweicht. Alle diese Gase sind dafür verantwortlich, die für das Leben auf der Erde akzeptable Temperatur aufrechtzuerhalten. Ein Anstieg der Konzentration von Kohlendioxid, Methan, Stickoxiden und Wasserdampf in der Atmosphäre ist jedoch eine andere globale ökologisches Problem, genannt Erderwärmung(oder Treibhauseffekt).

Ursachen der globalen Erwärmung

Folgen des Treibhauseffekts

Wenn die Temperatur während des 21. Jahrhunderts um weitere 1 ° C - 3,5 ° C ansteigt, wie Wissenschaftler vorhersagen, werden die Folgen sehr traurig sein:

Der Meeresspiegel wird steigen (aufgrund des Schmelzens Polareis), die Zahl der Dürren wird zunehmen und der Prozess der Landverödung wird sich intensivieren,
Viele Pflanzen- und Tierarten, die an das Leben in einem engen Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich angepasst sind, werden verschwinden,
Hurrikans werden zunehmen.

steigende Preise für fossile Brennstoffe,
Ersatz fossiler Brennstoffe durch umweltfreundliche (Sonnenenergie, Windenergie und Meeresströmungen),
Entwicklung energiesparender und abfallfreier Technologien,
Besteuerung von Emissionen in die Umwelt,
Minimierung von Methanverlusten während seiner Produktion, Transport durch Pipelines, Verteilung in Städten und Dörfern und Verwendung in Wärmeversorgungsstationen und Kraftwerken,
Einführung von Kohlendioxid-Absorptions- und -Bindungstechnologien,
Bäume pflanzen,
Reduzierung der Familiengröße
Umwelterziehung,
Anwendung der Phytomelioration in der Landwirtschaft.

Globales Umweltproblem Nr. 4: Saurer Regen

Saurer Regen, der Verbrennungsprodukte von Kraftstoff enthält, ist ebenfalls eine Gefahr Umfeld, die menschliche Gesundheit und sogar für die Unversehrtheit von Baudenkmälern.

Die Auswirkungen von saurem Regen

In verschmutzten Niederschlags- und Nebellösungen enthaltene Schwefel- u Salpetersäure, Aluminium- und Kobaltverbindungen verschmutzen Böden und Gewässer, beeinträchtigen die Vegetation, verursachen trockene Kronen von Laubbäumen und erdrücken Nadelbäume. Durch den sauren Regen sinken die Ernteerträge, die Menschen trinken mit giftigen Metallen (Quecksilber, Cadmium, Blei) angereichertes Wasser, marmorne Baudenkmäler werden zu Gips und erodieren.

Lösung eines Umweltproblems

Um Natur und Architektur vor saurem Regen zu bewahren, ist es notwendig, die Emissionen von Schwefel- und Stickoxiden in die Atmosphäre zu minimieren.

Globales Umweltproblem Nr. 5: Bodenverschmutzung

Landressourcen wurden seit jeher als eine der wichtigsten angesehen wichtige Arten materielle Werte. Allerdings ist die Bodenbedeckung derzeit stark belastet.

Hauptgründe

Die Bodenverschmutzung und -verarmung ist derzeit eine spezifische Art der Landverödung. Es gibt zwei Hauptgründe für solche negativen Veränderungen. Das erste ist natürlich. Die Zusammensetzung und Struktur des Bodens kann sich durch globale Einflüsse verändern Naturphänomen. Als zweiter Faktor, der zu Bodenverunreinigungen und -verarmungen führt, kann die anthropogene Einwirkung genannt werden. Sie richtet derzeit den größten Schaden an.

Negative anthropogene Auswirkungen entstehen häufig durch landwirtschaftliche Aktivitäten, den Betrieb großer Industrieanlagen, den Bau von Gebäuden und Bauwerken, Verkehrsverbindungen sowie die häuslichen Bedürfnisse und Bedürfnisse der Menschheit. Zu den Auswirkungen auf Landressourcen anthropogener Faktor zu nennen sind: Erosion, Versauerung, Zerstörung der Struktur und Veränderung der Zusammensetzung, Abbau der mineralischen Basis, Staunässe oder umgekehrt Austrocknung, Entfeuchtung usw.

Bodenverschmutzung und -erschöpfung: Wege zur Lösung des Problems

Natürlich ist es zunächst notwendig, dass jeder Mensch das Maß seiner Verantwortung für eine günstige Umweltsituation auf dem Planeten versteht. Darüber hinaus sollten auch auf gesetzlicher Ebene Beschränkungen für die Ausübung wirtschaftlicher Tätigkeiten festgelegt werden. Als Beispiel für solche Aktivitäten kann die Zunahme von Grünflächen sowie die Einrichtung von Kontrollen und systematischen Inspektionen angesehen werden rationelle Nutzung landet.

Globales Umweltproblem Nr. 6: Wasserverschmutzung

Verschmutzung der Ozeane, unterirdisch und Oberflächenwasser Sushi ist ein globales Umweltproblem, dessen Verantwortung allein beim Menschen liegt.

Ursachen des Umweltproblems

Die Hauptschadstoffe der Hydrosphäre sind heute Öl und Ölprodukte. Diese Stoffe dringen durch den Zusammenbruch von Tankern und die regelmäßige Einleitung von Abwässern aus Industrieunternehmen in die Gewässer der Ozeane ein.

Neben anthropogenen Erdölprodukten belasten Industrie- und Haushaltsanlagen die Hydrosphäre mit Schwermetallen und komplexen organischen Verbindungen. Die führenden Köpfe bei der Vergiftung der Gewässer des Weltmeeres mit Mineralien und biogenen Elementen sind anerkannt Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie.

Die Hydrosphäre umgeht ein so globales Umweltproblem wie die radioaktive Verseuchung nicht. Voraussetzung für seine Entstehung war die Entsorgung radioaktiver Abfälle in den Gewässern der Ozeane. Von den 1949er bis in die 1970er Jahre haben viele Mächte mit einer entwickelten Nuklearindustrie und einer Atomflotte gezielt schädliche radioaktive Substanzen in den Meeren und Ozeanen gelagert. An den Orten, an denen radioaktive Behälter vergraben sind, übersteigt der Cäsiumgehalt oft auch heute noch das Maß. Aber "Unterwasserpolygone" sind nicht die einzige radioaktive Verschmutzungsquelle der Hydrosphäre. Die Gewässer der Meere und Ozeane werden durch nukleare Explosionen unter Wasser und an der Oberfläche mit Strahlung angereichert.

Lösungen

Rationelle Nutzung Wasservorräte ist derzeit ein sehr drängendes Thema. Dies ist in erster Linie der Schutz von Wasserflächen vor Verschmutzung, und da industrielle Abwässer in Bezug auf Menge und Schaden, die sie verursachen, den ersten Platz einnehmen, muss in erster Linie das Problem ihrer Einleitung in Flüsse gelöst werden. Insbesondere gilt es, die Einleitungen in Gewässer zu begrenzen sowie Produktions-, Reinigungs- und Entsorgungstechnologien zu verbessern. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Erhebung von Gebühren für die Einleitung von Abwässern und Schadstoffen sowie der Transfer von Geldern, die für die Entwicklung neuer abfallfreier Technologien und Behandlungsanlagen gesammelt wurden. Es ist notwendig, die Höhe der Zahlung für Umweltverschmutzung an Unternehmen mit minimalen Emissionen und Einleitungen zu reduzieren, was in Zukunft vorrangig dazu dienen wird, eine minimale Einleitung aufrechtzuerhalten oder zu reduzieren.
Fazit

Umweltverschmutzung, Erschöpfung natürliche Ressourcen und Verletzungen ökologischer Bindungen in Ökosystemen sind zu globalen Problemen geworden. Und wenn die Menschheit weiterhin dem aktuellen Entwicklungspfad folgt, dann ist ihr Tod nach Ansicht der führenden Ökologen der Welt in zwei oder drei Generationen unvermeidlich.

Globale Probleme sind eine Herausforderung für den menschlichen Verstand. Es ist unmöglich, ihnen zu entkommen. Sie können nur überwunden werden. Darüber hinaus die Bemühungen jedes Menschen und jedes Landes in enger Zusammenarbeit zu überwinden, um das große Ziel zu wahren, die Möglichkeit zu erhalten, auf der Erde zu leben.

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Es gibt verschiedene Quellen der Luftverschmutzung, und einige von ihnen haben erhebliche und äußerst nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt. Es lohnt sich, die Hauptverschmutzungsfaktoren zu berücksichtigen, um schwerwiegende Folgen zu vermeiden und die Umwelt zu schonen.

Quellenklassifikation

Alle Verschmutzungsquellen werden in zwei große Gruppen eingeteilt.

Natürlich oder natürlich, die Faktoren abdecken, die auf die Aktivität des Planeten selbst zurückzuführen sind und in keiner Weise von der Menschheit abhängen.
Künstliche oder anthropogene Schadstoffe, die mit aktiven menschlichen Aktivitäten verbunden sind.

Legt man bei der Einstufung der Quellen den Grad der Belastung des Schadstoffes zugrunde, so lassen sich starke, mittlere und kleine unterscheiden. Letztere umfassen kleine Kesselanlagen, lokale Kessel. Kategorie mächtige Quellen Umweltverschmutzung umfasst große Industrieunternehmen, die jeden Tag Tonnen von schädlichen Verbindungen in die Luft abgeben.

Nach Ausbildungsort

Entsprechend den Merkmalen der Ausgabe von Gemischen werden Schadstoffe in instationäre und stationäre unterteilt. Letztere befinden sich ständig an einem Ort und führen Emissionen in einer bestimmten Zone durch. Instationäre Schadstoffquellen atmosphärische Luft können sich bewegen und so gefährliche Verbindungen in der Luft verbreiten. Zunächst einmal sind dies Kraftfahrzeuge.

Auch räumliche Eigenschaften von Emissionen können der Einstufung zugrunde gelegt werden. Es gibt hohe (Rohre), niedrige (Abflüsse und Lüftungsöffnungen), flächige (große Ansammlungen von Rohren) und linienförmige (Autobahnen) Schadstoffe.

Nach Kontrollebene

Je nach Kontrollgrad werden Verschmutzungsquellen in organisierte und unorganisierte unterteilt. Die Auswirkungen der ersteren sind reguliert und werden regelmäßig überwacht. Letztere führen Emissionen an ungeeigneten Orten und ohne entsprechende Ausrüstung, also illegal, durch.

Eine weitere Möglichkeit, die Quellen der Luftverschmutzung einzuteilen, besteht in der Größenordnung der Schadstoffverteilung. Schadstoffe können lokal sein und nur bestimmte kleine Bereiche betreffen. Sie unterscheiden auch regionale Quellen, deren Wirkung sich auf ganze Regionen erstreckt und große Gebiete. Am gefährlichsten sind jedoch globale Quellen, die die gesamte Atmosphäre beeinflussen.

Je nach Art der Verschmutzung

Wird die Art der negativen Schadstoffwirkung als Haupteinstufungskriterium herangezogen, so lassen sich folgende Kategorien unterscheiden:

Zu den physikalischen Schadstoffen gehören Lärm, Vibration, elektromagnetische und thermische Strahlung, Strahlung, mechanische Einwirkungen.
Biologische Verunreinigungen können viraler, mikrobieller oder pilzlicher Natur sein. Zu diesen Schadstoffen gehören sowohl luftgetragene Krankheitserreger als auch deren Abfallprodukte und Toxine.
Quellen chemischer Luftverschmutzung im Wohnumfeld sind gasförmige Gemische und Aerosole, z. B. Schwermetalle, Dioxide und Oxide verschiedener Elemente, Aldehyde, Ammoniak. Solche Verbindungen werden in der Regel von Industrieunternehmen entsorgt.

Anthropogene Schadstoffe haben ihre eigenen Klassifizierungen. Die erste geht von der Art der Quellen aus und umfasst:

Transport.
Haushalt - entsteht bei den Prozessen der Abfallverarbeitung oder Brennstoffverbrennung.
Produktion, umfasst Stoffe, die bei technischen Prozessen entstehen.

Nach ihrer Zusammensetzung werden alle umweltbelastenden Komponenten in chemische (Aerosol, staubförmige, gasförmige Chemikalien und Substanzen), mechanische (Staub, Ruß und andere feste Partikel) und radioaktive (Isotope und Strahlung) unterteilt.

natürliche Quellen

Betrachten Sie die Hauptquellen der Luftverschmutzung natürlichen Ursprungs:

Vulkanische Aktivität. Aus den Eingeweiden der Erdkruste bei ausbrüchen steigen tonnen kochender lava auf, bei deren verbrennung rauchwolken entstehen, die partikel enthalten Felsen und Erdschichten, Ruß und Ruß. Der Verbrennungsprozess kann auch andere gefährliche Verbindungen wie Schwefeloxide, Schwefelwasserstoff und Sulfate erzeugen. Und all diese unter Druck stehenden Substanzen werden aus dem Krater ausgestoßen und strömen sofort in die Luft, was zu seiner erheblichen Verschmutzung beiträgt.
Brände, die in Torfmooren, Steppen und Wäldern auftreten. Sie zerstören jedes Jahr tonnenweise natürlicher Brennstoff, bei deren Verbrennung Schadstoffe freigesetzt werden, die das Luftbecken verstopfen. In den meisten Fällen werden Brände durch die Fahrlässigkeit von Menschen verursacht, und es kann äußerst schwierig sein, die Elemente des Feuers zu stoppen.
Auch Pflanzen und Tiere verschmutzen unwissentlich die Luft. Flora kann Gase abgeben und Pollen verbreiten, die alle zur Luftverschmutzung beitragen. Tiere geben im Lebensprozess auch gasförmige Verbindungen und andere Stoffe ab, und nach ihrem Tod wirken sich Zersetzungsprozesse nachteilig auf die Umwelt aus.
Sandstürme. Während solcher Phänomene steigen Tonnen von Bodenpartikeln und anderen festen Elementen in die Atmosphäre, die die Umwelt unweigerlich und erheblich verschmutzen.

Anthropogene Quellen

Anthropogene Verschmutzungsquellen sind globales Problem moderne Menschheit aufgrund des rasanten Entwicklungstempos der Zivilisation und aller Bereiche des menschlichen Lebens. Solche Schadstoffe sind menschengemacht, und obwohl sie ursprünglich zum Wohle und zur Verbesserung der Lebensqualität und des Komforts eingeführt wurden, sind sie heute ein grundlegender Faktor für die globale Luftverschmutzung.

Betrachten Sie die wichtigsten künstlichen Schadstoffe:

Autos sind die Geißel der modernen Menschheit. Heute haben viele Menschen sie und haben sich von einem Luxus zu einem notwendigen Transportmittel entwickelt, aber leider denken nur wenige darüber nach, wie schädlich die Nutzung von Fahrzeugen für die Atmosphäre ist. Bei der Verbrennung von Kraftstoff und während des Motorbetriebs werden Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Benzapyren, Kohlenwasserstoffe, Aldehyde und Stickoxide in einem konstanten Strom aus dem Auspuffrohr emittiert. Aber es ist erwähnenswert, dass sie die Umwelt und die Luft und andere Verkehrsträger, einschließlich Schiene, Luft und Wasser, nachteilig beeinflussen.
Die Tätigkeit von Industrieunternehmen. Sie können in der Metallverarbeitung, der chemischen Industrie und jeder anderen Art von Tätigkeit tätig sein, aber fast alle großen Fabriken stoßen ständig Tonnen von Chemikalien, Feinstaub und Verbrennungsprodukten in die Luft aus. Und wenn wir berücksichtigen, dass nur wenige Unternehmen Behandlungsanlagen nutzen, dann ist das Ausmaß der negativen Auswirkungen der sich ständig weiterentwickelnden Industrie auf die Umwelt einfach enorm.
Einsatz von Kesselanlagen, Kern- und Wärmekraftwerken. Die Kraftstoffverbrennung ist ein schädlicher und gefährlicher Prozess in Bezug auf die Luftverschmutzung, bei dem viele verschiedene Substanzen, einschließlich giftiger, freigesetzt werden.
Ein weiterer Faktor bei der Verschmutzung des Planeten und seiner Atmosphäre ist die weit verbreitete und aktive Nutzung von verschiedene Typen Brennstoffe wie Gas, Öl, Kohle, Brennholz. Wenn sie verbrannt werden und unter dem Einfluss von Sauerstoff, bilden sich zahlreiche Verbindungen, die hochschnellen und in die Luft steigen.

Kann Verschmutzung verhindert werden?

Leider ist es unter den gegenwärtigen Lebensbedingungen der meisten Menschen äußerst schwierig, die Luftverschmutzung vollständig zu beseitigen, aber es ist immer noch sehr schwierig zu versuchen, einige Bereiche der schädlichen Auswirkungen, die auf sie ausgeübt werden, zu stoppen oder zu minimieren. Und nur umfassende Maßnahmen, die überall und gemeinsam ergriffen werden, helfen dabei. Diese beinhalten:

Die Nutzung moderner und hochwertiger Behandlungsanlagen in großen Industrieunternehmen, deren Aktivitäten mit Emissionen in Zusammenhang stehen.
Rationeller Einsatz von Fahrzeugen: Umstellung auf hochwertigen Kraftstoff, Einsatz von emissionsmindernden Mitteln, stabiler Betrieb der Maschine und Fehlersuche. Und es ist besser, wenn möglich, Autos zugunsten von Straßenbahnen und Oberleitungsbussen aufzugeben.
Umsetzung gesetzgeberischer Maßnahmen auf Landesebene. Einige Gesetze sind bereits in Kraft, aber es werden neue mit größerer Kraft benötigt.
Die Einführung von allgegenwärtigen Verschmutzungskontrollpunkten, die besonders in großen Unternehmen benötigt werden.
Übergang zu alternativen und weniger umweltgefährdenden Energiequellen. Daher sollten Windmühlen, Wasserkraftwerke, Sonnenkollektoren und Strom aktiver genutzt werden.
Durch rechtzeitige und fachgerechte Entsorgung von Abfällen werden von ihnen emittierte Emissionen vermieden.
Die Begrünung des Planeten wird eine wirksame Maßnahme sein, da viele Pflanzen Sauerstoff abgeben und dadurch die Atmosphäre reinigen.

Die Hauptquellen der Luftverschmutzung werden berücksichtigt, und solche Informationen werden dazu beitragen, das Wesen des Problems der Umweltzerstörung zu verstehen, die Auswirkungen zu stoppen und die Natur zu erhalten.

Arten von Luftschadstoffen. Gemäß GOST 17.2.1.01-76 werden Emissionen in die Atmosphäre klassifiziert: nach Aggregatzustand: 1) gasförmig(SO 2, CO, NO x, Kohlenwasserstoffe), 2) Flüssigkeit(Säuren, Laugen, Salzlösungen, flüssige Metalle, organische Verbindungen), 3) fest Aerosole (krebserzeugende Stoffe, Blei und seine Verbindungen, Staub, Ruß); durch Auswurfmasse (t/Tag): 1)< 0,01; 2) 0,01-0,1; 3) 0,1-1; 4) 1-10; 5) 10-100; 6) > 100; nach Feststoffpartikelgröße (µm): 1) bis 1; 2) 1-10; 3) 10-50; 4) mehr als 50; nach Flüssigkeitspartikelgröße (µm): 1)< 0,5 — супертонкий туман; 2) 0,5-3 — тонкодисперсный туман; 3) 3-10 — грубодисперсный туман; 4) более 10 — брызги.

Die Zusammensetzung von Aerosolen umfasst normalerweise 4 Stoffgruppen: Fester Kohlenstoff (Ruß), Sulfate, organische Verbindungen, Wasser.

Eine besondere Art der Luftverschmutzung sind radioaktive Nuklide (siehe Abschnitt 2.3.6).

Natürliche Luftverschmutzung bestimmt durch Brände, Staubstürme, Vulkanausbrüche, Blitzentladungen (Synthese von Stickoxiden). Beispiele: der Ausbruch des Krakatau-Vulkans im Jahr 1883, der den größten Teil des Erdhimmels mit Staub bedeckte; Staubsturm 1975 in der Sahara, der die Länder Jugoslawiens erreichte.

Hauptquelle anthropogene Verschmutzung Atmosphäre. BEI Industrieländer Die Hauptbelastung der Luft entsteht durch thermische Energietechnik (Wärmekraftwerke), Industrie (Hütten- und Zementwerke) und Kraftfahrzeuge. In Russland in den 90er Jahren. Die jährlichen Schadstoffemissionen in die Atmosphäre erreichten 40 Mt (etwa 6 % der weltweiten Emissionen), einschließlich etwa 20 Mt aus stationären Quellen. Davon betrug der Anteil der Emissionen aus der thermischen Stromerzeugung 27 %, der Eisen- und Nichteisenmetallurgie 35 %, der Erdölförderung und Petrochemie 15 %, der Bauindustrie 8, Chemieindustrie- 2%. Der Anteil des Verkehrs beträgt 30-35% der Gesamtmasse der Emissionen, darunter Fahrzeuge - 95%, Flugzeuge - 2,5, Wassertransport- 2,5 %. In den Vereinigten Staaten sind Kraftfahrzeuge der Hauptluftschadstoff – mehr als 50 %.

Industrielle Umweltverschmutzung wird hauptsächlich mit der Verarbeitung oder Verbrennung von Stein- und Braunkohle in Verbindung gebracht. Beim Verkoken von 1 Tonne Kohle entstehen also etwa 300 m 3 Kokereigas. Neben Wasserstoff und Methan, die 70–90 % seines Gesamtvolumens ausmachen, enthält es etwa 4–5 % CO, 2–3 % Kohlenwasserstoffe, 5–10 % Stickstoff und seine Verbindungen. Etwa 6 % des Gases gehen verloren und gelangen in die Atmosphäre.

Beim Schmelzen von 1 Tonne Roheisen beträgt die Staubemission etwa 4,5 kg, Schwefeldioxid - 2,7 kg. Zusammen mit Hochofengas werden auch Verbindungen von Arsen, Phosphor, Antimon, Blei, Quecksilberdampf und seltenen Metallen, Cyanwasserstoff etc. in die Atmosphäre emittiert.

Bei der Verbrennung von Kohle in Wärmekraftwerken wird die Luft jedoch in großem Umfang mit Staub, Schwefel- und Stickoxiden und anderen Schadstoffen belastet. Ja, modern Wärmekraftwerk mit einer Leistung von 2,4 Millionen kW verbraucht bis zu 20.000 Tonnen Kohle pro Tag und emittiert etwa 680 Tonnen Schwefeloxide, 200 Tonnen Stickoxide, 120-240 Tonnen Feststoffpartikel (Asche, Ruß, Staub) in die Atmosphäre.

Die chemische Industrie belastet die Atmosphäre mit giftigen Gasen. Die Folgen ihrer Auswirkungen auf die Biosphäre und den Menschen sind mitunter tragisch. 1984 wurden in der Stadt Bhopal in Indien bei einem Unfall in einem Kraftwerk 40 Tonnen giftige Gase in die Luft freigesetzt, was zum Tod von 2,5 Tausend Menschen führte. und Krankheit mehr als 50.000 Menschen. In der mexikanischen Stadt Segodad kam es aufgrund giftiger Luft aus den USA zu Massenvergiftungen von Kindern mit Quecksilber in Form einer Suspension. 8 Tausend Menschen starben.

Der Hauptschadstoff der städtischen Atmosphäre sind Fahrzeuge - 30-70%. Die Gesamtleistung von Automotoren ist größer als die Leistung von Wärmekraftwerken. In der UdSSR beliefen sich die Schadstoffemissionen von Autos (80-90% der Lastwagen) auf (Millionen Tonnen / Jahr): 1960 - etwa 10, 1970 - 22, 1980 - 39. Autos der Welt in den 80er Jahren gg. Jährlich in die Atmosphäre emittiert (Millionen Tonnen / Jahr): CO - 260, Kohlenwasserstoffe - 40, Stickoxide - 20. Großstädte Welt (New York, Moskau, Tokio usw.) beträgt der Automobilanteil der Luftverschmutzung mit Kohlenmonoxid 90-99%, Kohlenwasserstoffe - 65-90%, Stickoxide - bis zu 33%. Und das Ausmaß dieser Verschmutzung droht mit der Zunahme von Kraftfahrzeugen ungesunde Lebensbedingungen in den Städten zu schaffen, in einigen Fällen tödlich, insbesondere wenn andere Industrieemissionen hinzukommen.

In Großstädten mit einer hohen Dichte an Fahrzeugen und brennenden Heizkesseln Kohle, Ölprodukte, wenn die Luft stagniert, SMOG - Mischung aus Rauch und giftigem Nebel. Es enthält hohe, lebensgefährliche Konzentrationen von Kohlenmonoxid CO, Schwefeloxiden, Stickstoff und deren Verbindungen.

Beispiele. 1. In Los Angeles gibt es aufgrund der Luftverschmutzung durch Fahrzeuge bis zu 60 Tage im Jahr starken photochemischen Nebel. In diesem Fall werden aufgrund der Photoreaktion Nitrate, Ozon, organische Peroxide und Peroxyacetylnitrat gebildet. 2. In der Stadt Donore (USA) hüllte am 26. Oktober 1948 dichter Nebel – Smog – zwei Tage lang die Häuser ein. Ungefähr 6.000 Menschen wurden krank, 20 Menschen. gestorben. 3. In London litten im Dezember 1952 in 3-4 Tagen mehr als 4.000 Menschen unter Smog. Die wichtigste schädliche Komponente war Schwefeloxid SO2.

Smog und saurer Regen sind Beispiele für die negativen Auswirkungen des Menschen auf die Natur. Es wird immer bedrohlicher.

Gesamtgewicht anthropogene Verschmutzung der Atmosphäre beträgt etwa 700 Mt/Jahr. Die Angaben zur Stoffmasse in Tabelle 2.1 sind Richtwerte, da sie von verschiedenen Autoren sehr unterschiedlich sind. Dies ist auf große Schwankungen der natürlichen und anthropogenen Emissionen zurückzuführen. Bei der Verbrennung von Kraftstoff entstehen außerdem Wasserdampf und CO 2 . Sie sind nicht als gefährlich eingestuft.

Tabelle 2.1. Masse der Stoffe, die hauptsächlich die Atmosphäre verschmutzen, Mt/Jahr

Fast die Hälfte der anthropogenen Verschmutzung der Atmosphäre mit CO, NOx, SO 2, Kohlenwasserstoffen ist mit Fahrzeugemissionen verbunden, deren Zahl weltweit etwa 500 Millionen Autos beträgt, und der Anteil dieser Verschmutzungen nimmt mit steigender Zahl zu von Autos wächst ständig.

CO. Seine anthropogene Hauptquelle sind mehr als 80 % Kraftfahrzeugabgase (~260 Mt/Jahr). Sie enthalten es bis zu 15%. In der Natur sind Waldbrände die Hauptquelle für CO.

ALSO 2 . Eine Person erhält es normalerweise durch Verbrennen von Kohle (70%) und Heizöl (16%). natürliche Quelle- Aktive Vulkane.

NEIN x- NEIN und NEIN 2. Entstanden bei Gewitter und Motorbetrieb.

Kohlenwasserstoffe C n H x . Ihre Hauptquelle sind Pflanzen (~1000 Mt/Jahr). Die wichtigste anthropogene Quelle sind Fahrzeugabgase (mehr als 60 %).

Die Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Mensch, Fauna und Flora Luftschadstoffe gelangen in den menschlichen Körper und viele Tiere hauptsächlich (90%) über die Atemwege. Schädliche Verunreinigungen wirken im Körper toxisch, stören die Reinigung der Atemwege und können Überträger sein giftige Substanzen. Die wichtigsten Arten von Krankheiten durch Luftverschmutzung: Bronchitis, Asthma, Schädigung der oberen Atemwege, Emphysem; Herz-Kreislauf-Erkrankungen; Augenkrankheiten.

Beispiele. CO bindet an Hämoglobin im Blut. Bei einer Konzentration von mehr als 0,4 % verschlechtert sich die Sehschärfe, bei 2-5 % sind die psychomotorischen Funktionen des Gehirns geschädigt, bei 5-10 % ist die Herz- und Lungentätigkeit gestört und ab 10 % , Kopfschmerzen, Krämpfe, Lungenlähmung auftreten, Tod. Schwefeloxide ALSO 2 , ALSO 3 und Schwefelsäure auch zu Erkrankungen der Atemwege und der Lunge führen. Saurer Regen verursacht große Schäden an der Vegetation und zerstört sie oft weiter große Territorien weg von Verschmutzungsquellen. Stickoxide und Produkte ihrer Wechselwirkung mit Kohlenwasserstoffen wie Peroxylacetylnitrat (PAN) verursachen Augenentzündungen und Krämpfe Truhe, starker Husten.

Das Ozonproblem Ö 3 . Es wird angenommen, dass die Ozonschicht in der Atmosphäre in einer Höhe von 20-60 km als Schutzschild für lebende Organismen dient und sie vor der zerstörerischen harten ultravioletten Strahlung der Sonne schützt. Es wird angenommen, dass es ultraviolette Strahlung mit Wellenlängen von 0,22–0,29 Mikron (220–290 nm) stark absorbiert. Der spezifische Gehalt an O 3 (P Ozon / P in Luft) "10 6 auf der Nordhalbkugel liegt zwischen 0,029 % (1961-1962) und 0,031 % (1972-1974). Während des Jahres wird die maximale Ozonkonzentration in beobachtet Frühling, im April (0,033-0,035 %) und zumindest im Herbst, im Oktober (0,027 %).

Die zyklische Veränderung des Ozongehalts wird erklärt durch: 11-Jahres-Zyklus Sonnenaktivität; zirkulation der Atmosphäre, die zur Übertragung von Stickoxiden, Chlor und Freonen in die hohen Schichten der Atmosphäre führt und den Zersetzungsprozess von O3 zu O 2 katalysiert. Allerdings ist hier vieles unklar. Erstens sind die Moleküle dieser Katalysatoren also um ein Vielfaches schwerer als die Luftmoleküle (O2 und N2) und ihr Aufstieg in die oberen Schichten der Atmosphäre ist unwahrscheinlich. Zweitens ist die Atmosphäre in einer Höhe von mehr als 20 km sehr verdünnt, die Konzentration von Luftmolekülen ist sehr gering, und das Zusammentreffen von ihnen und den Reaktionsprodukten mit Katalysatorpartikeln ist ein außergewöhnliches Ereignis. Drittens ist der eigentliche Mechanismus der photochemischen Reaktion von ultravioletter Strahlung mit Ozonmolekülen nicht klar, da weitere Ozonatome im Gegensatz zu Sauerstoffatomen nicht oxidiert werden können (Elektronen abgeben). Viertens lässt sich die Bildung von Ozonlöchern in den Polarregionen leicht durch niedrige oder erklären völlige Abwesenheit(während der Polarnacht) der Fluss der ultravioletten Sonnenstrahlung, der die Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff verursacht. Mit anderen Worten, ultraviolette Strahlung absorbiert eher Sauerstoff als Ozon und Ozonlöcher niemand wird bedroht.