Атмосфера: загрязнения и ее защита

Министерство  образования и  науки Российской Федерации 

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение

 высшего  профессионального образования 

«Алтайский  государственный технический университет  имени

И. И. Ползунова» 
 
 
 
 

Реферат 

Дисциплина: «экология»

Тема: «Атмосфера: загрязнения и ее защита » 
 
 
 

Выполнила ст. гр. Ал-М(з)-91                                        Молодцова Е. Г.                            
 
 

Алейск-2012 

Содержание 

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

     1. Основные источники загрязнения атмосферы…………………………............4

     2. Причины загрязнения окружающей среды…………………………………......8

     3. Охрана природы – проблема ставшая социальной…………………………....11

Заключение…………………………………………………………………………….14

Список использованной литературы……………………………………………..…15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

     В окружающем нас мире огромное количество разнообразнейших веществ взаимодействуют друг с другом одновременно, и каждый процесс так или иначе влияет на многие другие. Каждая частица, каждый ион живет своей "химической жизнью", которая оказывается затейливым образом, связана с десятками других таких же "жителей". Земля подразделяется на сферы. Атмосферу- воздух; гидросферу: реки, ледники, моря, океаны и т. д.; литосферу, то что называется земной твердью, и пронизывающую все эти слои биосферу. В каждой сфере протекают свои химические процессы, но все они оказывают влияние на человека, на его здоровье и образ жизни.

     Наличие атмосферы - одно из главных условий для существования жизни на Земле. Наша планета окружена атмосферой - воздушной оболочкой, простирающейся от поверхности Земли более чем на полторы тысячи километров.

     Воздух представляет собой многокомпонентный газовый "коктейль", который помимо основных составляющих - азота и кислорода - включает аргон, углекислый газ, водяные пары, мельчайшие твердые частицы (пыль), капельки воды, а так же незначительные примеси многих других веществ (SO2, CH4, NH3 , CO, HF, H2, H2S, и т. д.). Важнейшей частью воздуха является кислород, необходимый для дыхания.

     Выясним, что же влияет на загрязнение атмосферы и рассмотрим пути ее защиты. 
 
 
 
 

1. Основные источники  загрязнения атмосферы.

     Изменения в составе атмосферы могут происходить под влиянием природных катастроф, например извержения вулканов. Но основные изменения происходят под влиянием хозяйственной деятельности человека: большинство современных технологических процессов, работа транспорта связаны с потреблением кислорода и выбросом пыли, газа, живой и неживой органики, электромагнитным излучением.

     Промышленные выбросы увеличиваются в среднем на 2 - 5 % в год.

Воздух большого города сильно отличается от чистого  лесного воздуха. Причина этого - выбросы автотранспорта, котельных  и промышленных предприятий. Автомобили и котельные выбрасывают стандартный набор газов: сернистый газ, оксиды азота и, угарный газ, Aформальдегид, а также сажу.

     Металлургические предприятия выбрасывают в воздух сернистый газ, угарный газ, формальдегид и циановодород. В окрестностях алюминиевых заводов атмосфера обычно загрязнена фтороводородном. Целлюлозно-бумажные комбинаты «обогащают» окружающий воздух сероводородом, хлором, фенолом и формальдегидом. Такие предприятия сильно ухудшают качество воздуха.

     Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

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

     - Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработке сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Серный ангидрид образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который поднимает почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.      Выпадения аэрозоля, серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки тонн серного ангидрида.

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

     - Оксиды азота. Основным источником выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту, нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляют 20 млн. тонн в год.

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

     - Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора, определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов.      Так, в расчете на 1 тонну предельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг. пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

     Молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.

     Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты, последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью.

     Сам по себе туман не опасен для человеческого организма, губительным он становится, только если загрязнен токсичными примесями. Главную опасность представляет содержащийся в нём сернистый газ в концентрации 5 -10/м и выше.

     Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации. В отсутствие атмосферных осадков происходит выпадение аэрозолей в результате соприкосновения нижнего слоя воздуха с земной поверхностью и предметами, расположенными на ней. Так, воздушные потоки, приносящие загрязнение, очищаются, встречая на своём пути лес. Вследствие турбулентного перемешивания приземной слой воздуха всё время обновляется, поэтому на поверхность отлагается значительное количество аэрозолей

     Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением осадков и образованием нисходящих потоков, но и с другими метеорологическими явлениями.

     Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически.

     Отходы производства выбрасывались в воздух в расчёте на то, что будут обезврежены и переработаны самой природой. Казалось, что как не велика общая масса отходов, по сравнению с защитными ресурсами она незначительна. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск, так как способность атмосферы к самоочищению имеет определённые границы.

     Влияние окружающей среды на здоровье человека стало одним из наиболее больных и обсуждаемых вопросов мирового сообщества. В 1995 г на 1-ом Всероссийском съезде по охране природы председатель Межведомственной комиссии по экологической безопасности академик А.В. Яблоков отметил: «Ещё никогда не было столь продвинутой попытки сопоставить данные по состоянию здоровья на столь значительной части Земли с качеством среды обитания" 
 
 
 
 

2. Причины загрязнения  окружающей среды.

Таких основных причин четыре:

     - Экономические причины. Высокая стоимость очистных сооружений и других средств охраны природы, достигающая иногда трети капиталовложений, зачастую вынуждает хозяйственников и администраторов экономить на природе при строительстве новых производств. Издержки рыночной экономики, связанные с погоней за прибылью, и плановой, отягощённой идеологическими догмами, безусловно ведут к углублению экологического кризиса.

     - Научно-технические причины. Важно понимать, что основная часть потока загрязнений, поступающих в атмосферу, гидросферу и литосферу Земли, обусловлена не стремлением получить максимальную прибыль и не злым умыслом хозяйственников, а объективно существующими научно-техническими трудностями. Следует иметь в виду, что лишь незначительная доля используемых в промышленности химических процессов протекает с количественным выходом и 100%-ной селективностью. В большинстве случаев наряду с целевым продуктом образуется гамма побочных, для полной утилизации, которых требуется бесконечно большая сумма капиталовложений. Поэтому на практике устанавливают некоторый допустимый уровень загрязнений, который обеспечивается разумным уровнем затрат. Рассмотрим несколько примеров.

     Около 60% всех газообразных загрязнений атмосферы России составляют органические вещества-пары растворителей, мономеров, горюче-смазочных материалов и монооксид углерода. Например, для очистки вентиляционных выбросов  от паров растворителя наиболее экономически выгодно их сжигание. Но этот процесс  может быть осуществлён только при совместном сжигании паров вместе с основным  топливом: газом, мазутом или углем, то есть в случаях, когда источник загрязнений  находится неподалёку от теплоэлектростанций.

     К сожалению, таких совпадений немного. Поэтому был создан специальный реактор, в котором на поверхности гетерогенного алюмоплатинового катализатора  происходит постоянное горение природного газа вместе с вентиляционными выбросами. Понятно, что решение даже такой относительно несложной задачи  потребовало серьёзных капитальных вложений и привело к заметному удорожанию  продукции. Как уже говорилось, основной источник кислотных дождей, сернистый газ  образуется в огромных количествах при обжиге сульфидных руд цветных металлов.  Во многих учебных пособиях можно прочитать, что наиболее эффективный  способ  его утилизации состоит в окислении  до серного ангидрида с последующим  получением серной кислоты. Этот пример часто приводят как иллюстрацию комплексного использования сырья, приводящего к получению двух полезных   продуктов: цветного металла и серной кислоты.

     Увы, в реальной жизни возникают препятствия: каталитическое окисление  сернистого газа эффективно только при значительной его концентрации в обжиговом  газе и при отсутствии в нём каталитических ядов. Эти требования труднодостижимы в  дымовых газах заводов цветной металлургии. Вследствие этого до настоящего  времени не найдено эффективного решения рассматриваемой задачи и значительная часть выбросов сернистого газа поступает в атмосферу через высокие дымовые  трубы. Загрязнения при этом, разумеется, не исчезают, а распределяются по большей  территории, и локальная концентрация их становится меньше.