Экологические аспекты загрязнения воздуха

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧЕРЕЖДЕНИЕ  ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ» 
 

Факультет технологии и производственного менеджмента

Кафедра «Биотехнология» 
 

                                          Реферат по экологии на тему 

                        «Экологические аспекты загрязнения  воздуха» 
 
 

Выполнила студентка

Группы 08-ТПМ-13  Пепеляева Дарья

Работу проверила

Шипарёва  Д .Г. 
 
 

                                                       Москва,2011 

Оглавление.

1.Введение                                                                                                стр.3

2.Опасное воздействие  загрязнения воздуха                                  стр.4

3.Основные загрязняющие вещества                                                 стр.5

4.Глобальные проблемы  загрязнения воздуха                               стр.8

5.Загрязнение воздуха  внутри помещений                                      стр.10

6.Список литературы                                                                               стр.12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Любое нежелательное  изменение состава земной атмосферы  в результате поступления в нее  различных газов, водяного пара и  твердых частиц (под воздействием природных процессов или в  результате деятельности человека).

Примерно 10% загрязнителей  попадают в атмосферу вследствие таких природных процессов, как, например, вулканические извержения, которые сопровождаются выбросами  в атмосферу пепла, распыленных  кислот, в том числе серной, и  множества ядовитых газов. Кроме  того, основными источниками серы в атмосфере служат брызги морской  воды и разлагающиеся растительные остатки. Также следует отметить лесные пожары, в результате которых  образуются плотные клубы дыма, обволакивающие значительные площади, и пыльные  бури. Деревья и кустарники выделяют много летучих органических соединений (ЛОС), образующих голубую дымку, которая закрывает б льшую часть гор Блу-Ридж в США (в переводе «голубой хребет»). Присутствующие в воздухе микроорганизмы (пыльца, плесневые грибы, бактерии, вирусы) вызывают у многих людей приступы аллергии и инфекционные заболевания.

Остальные 90% загрязнителей  имеют антропогенное происхождение. Основными их источниками являются: сжигание ископаемого топлива на электростанциях (выбросы дыма) и  в двигателях автомобилей; производственные процессы, не связанные с сжиганием топлива, но приводящие к запылению атмосферы, например вследствие эрозии почв, добычи угля открытым способом, взрывных работ и утечки ЛОС через клапаны, стыки труб на нефтеперегонных и химических заводах и из реакторов; хранение твердых отходов; а также разнообразные смешанные источники.

Загрязняющие  вещества, попадая в атмосферу, переносятся  на большие расстояния от источника, а затем возвращаются на земную поверхность  в виде твердых частиц, капель или  химических соединений, растворенных в атмосферных осадках.

Химические соединения, источник которых находится на уровне земли, быстро смешиваются с воздухом нижних слоев атмосферы (тропосферы). Они называются первичными загрязняющими  веществами. Некоторые из них вступают в химические реакции с другими  загрязнителями или с основными  компонентами воздуха (кислородом, азотом и водяным паром), образуя вторичные  загрязняющие вещества. В результате наблюдаются такие явления, как  фотохимический смог, кислотные дожди  и образование озона в приземном  слое атмосферы. Источником энергии  для этих реакций служит солнечная  радиация. Вторичные загрязнители –  содержащиеся в атмосфере фотохимические окислители и кислоты – представляют главную опасность для здоровья человека и глобальных изменений  окружающей среды.

Опасное воздействие 

Загрязнение воздуха  оказывает вредное воздействие  на живые организмы несколькими  путями: 1) доставляя аэрозольные  частицы и ядовитые газы в дыхательную  систему человека и животных и  в листья растений; 2) повышая кислотность  атмосферных осадков, которая, в  свою очередь, влияет на изменение химического  состава почв и воды; 3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности  облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами; 4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы  и создавая таким образом условия, неблагоприятные для выживания организмов.

Дыхательная система человека. Через дыхательную систему в организм человека поступает кислород, который разносится гемоглобином (красными пигментами эритроцитов) к жизненно важным органам, и выводятся продукты жизнедеятельности, в частности углекислый газ. Дыхательная система состоит из носовой полости, гортани, трахеи, бронхов и легких. В каждом здоровом легком насчитывается примерно 5 млн. альвеол (воздушных мешочков), в которых и происходит газовый обмен. Из альвеол кислород поступает в кровь, а углекислота через них удаляется из крови и выбрасывается в воздух.

Дыхательная система  имеет ряд защитных механизмов, предохраняющих от воздействия загрязняющих веществ, содержащихся в воздухе. Волоски  в носу отфильтровывают крупные  частицы. Слизистая оболочка носовой  полости, гортани и трахеи задерживает  и растворяет мелкие частицы и  некоторые вредные газы. Если в  дыхательную систему попадают загрязняющие вещества, человек чихает и кашляет. Таким образом эвакуируются загрязненный воздух и слизь. К тому же верхние дыхательные пути выстланы сотнями тонких ресничек мерцательного эпителия, находящихся в постоянном движении и перемещающих вверх по гортани слизь вместе с попавшей в дыхательную систему грязью, которые либо проглатываются, либо удаляются наружу.

Постоянное длительное воздействие побочных продуктов  табачного дыма и загрязненного  воздуха приводит к перегрузке и  переполнению защитных систем человека, в результате развиваются болезни  дыхательной системы: аллергическая  астма, рак и эмфизема легких, хронические  бронхиты.

Кислотные осадки. Попадание в почву или в водоемы разных кислот, например серной (H2SO4) или азотной (HNO3), в результате выпадения кислотных осадков (аномально кислых дождей и снега) причиняет вред живым организмам и способствует разрушению различных конструкций. Подобные явления довольно часто наблюдаются в районах значительной концентрации промышленных предприятий, использующих ископаемое топливо.

Ущерб, причиняемый  биоте при выпадении кислотных осадков, наиболее заметно выражен в лесах и на озерах. Определенные виды деревьев, в частности сосны, особенно чувствительны к изменению кислотности почвы. От кислотных дождей сильно пострадали большие площади лесов в Новой Англии, Канаде и скандинавских странах. В некоторых случаях растения служат индикаторами подобных воздействий: листья покрываются пятнами или обесцвечиваются. Перенасыщение кислотами, связанное с весенним стоком в озера и реки талых вод, может оказать пагубное воздействие на рыб и другие водные организмы.

Основные  загрязняющие вещества

Диоксид серы, или сернистый ангидрид (сернистый  газ). Сера попадает в атмосферу в результате многих природных процессов, в том числе испарения брызг морской воды, развевания серосодержащих почв в аридных районах, эмиссии газов при извержениях вулканов и выделения биогенного сероводорода (Н2S).

Наиболее широко распространенное соединение серы –  сернистый ангидрид (SO2) – бесцветный газ, образующийся при сгорании серосодержащих видов топлива (в первую очередь  угля и тяжелых фракций нефти), а также при разных производственных процессах, например плавке сульфидных руд.

Сернистый газ  особенно вреден для деревьев, он приводит к хлорозу (пожелтению или обесцвечиванию листьев) и карликовости. У человека этот газ раздражает верхние дыхательные  пути, так как легко растворяется в слизи гортани и трахеи. Постоянное воздействие сернистого газа может  вызвать заболевание дыхательной  системы, напоминающее бронхит. Сам  по себе этот газ не наносит существенного  ущерба здоровью населения, но в атмосфере  реагирует с водяным паром  с образованием вторичного загрязнителя – серной кислоты (Н2SО4). Капли кислоты  переносятся на значительные расстояния и, попадая в легкие, сильно их разрушают. Наиболее опасная форма загрязнения  воздуха наблюдается при реакции  сернистого ангидрида с взвешенными  частицами, сопровождающейся образованием солей серной кислоты, которые при  дыхании проникают в легкие и  там оседают.

Оксид углерода, или угарный газ, – очень ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. Он образуется при неполном сгорании древесины, ископаемого топлива и табака, при сжигании твердых отходов и частичном анаэробном разложении органики. Примерно 50% угарного газа образуется в связи с деятельностью человека, в основном в результате работы двигателей внутреннего сгорания автомобилей.

В закрытом помещении (например, в гараже), наполненном  угарным газом, снижается способность  гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются  реакции, ослабляется восприятие, появляются головная боль, сонливость, тошнота. Под  воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться  кома и даже наступить смерть.

Взвешенные  частицы, включающие пыль, сажу, пыльцу и споры растений и пр., сильно различаются по размерам и составу. Они могут либо непосредственно содержаться в воздушной среде, либо быть заключены в капельках, взвешенных в воздухе (т.н. аэрозоли). В целом за год в атмосферу Земли поступает ок. 100 млн. т аэрозолей антропогенного происхождения. Это примерно в 100 раз меньше, чем количество аэрозолей естественного происхождения – вулканических пеплов, развеваемой ветром пыли и брызг морской воды. Примерно 50% частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте, заводах, фабриках и тепловых электростанциях. По данным Всемирной организации здравоохранения, 70% населения, живущего в городах развивающихся стран, дышит сильно загрязненным воздухом, содержащим множество аэрозолей.

Нередко аэрозоли бывают самой явной формой загрязнения  воздуха, так как они сокращают  дальность видимости и оставляют  грязные следы на окрашенных поверхностях, тканях, растительности и прочих предметах. Более крупные частицы в основном улавливаются волосками и слизистой  оболочкой носа и гортани, а затем  выводятся наружу. Предполагается, что частицы размером менее 10 мкм  наиболее опасны для здоровья человека; они настолько малы, что проникают  через защитные барьеры организма  в легкие, повреждая ткани дыхательных  органов и способствуя развитию хронических заболеваний дыхательной  системы и рака. Наиболее канцерогенными и поэтому очень опасными для  здоровья считаются также табачный дым и асбестовые волокна, содержащиеся в городском воздухе и внутри помещений. Другие типы аэрозольного загрязнения осложняют протекание бронхитов и астмы и вызывают аллергические реакции. Накопление определенного количества мелких частиц в организме затрудняет дыхание из-за закупорки капилляров и постоянного раздражения органов дыхания.

Летучие органические соединения (ЛОС) – это ядовитые пары в атмосфере. Они являются источником множества проблем, в том числе мутаций, нарушений дыхания и раковых заболеваний, и, кроме того, играют главную роль при образовании фотохимических окислителей.

Наиболее крупным  природным источником ЛОС являются растения, ежегодно выделяющие примерно 350 млн. т изопрена (С5Н8) и 450 млн. т  терпенов (С10Н16). Другое ЛОС – газ  метан (СН4), образующийся в сильно увлажненных местностях (например, на болотах или рисовых плантациях), а также продуцируемый бактериями в желудках термитов и жвачных животных. В атмосфере ЛОС обычно окисляются до оксидов углерода – угарного (СО) и углекислого (СО2) газа.

Кроме того, антропогенные  источники выбрасывают в атмосферу  множество ядовитых синтетических  органических веществ, например бензол, хлороформ, формальдегид, фенолы, толуол, трихлорэтан и винилхлорид. Основная часть этих соединений поступает в воздух при неполном сгорании углеводородов автомобильного топлива, на теплоэлектростанциях, химических и нефтеперегонных заводах.

Диоксид азота. Оксид (NO) и диоксид (NO2) азота образуются при сгорании топлива при очень высоких температурах (выше 650о С) и избытке кислорода. Кроме того, эти вещества выделяются при окислении бактериями азотсодержащих соединений в воде или почве. В дальнейшем в атмосфере оксид азота окисляется до газообразного диоксида красно-бурого цвета, который хорошо заметен в атмосфере большинства крупных городов. Основными источниками диоксида азота в городах являются выхлопные газы автомобилей и выбросы теплоэлектростанций (причем использующих не только ископаемые виды топлива). Кроме того, диоксид азота образуется при сжигании твердых отходов, так как этот процесс происходит при высоких температурах горения. Также NO2 играет не последнюю роль при образовании фотохимического смога в приземном слое атмосферы.

В значительных концентрациях диоксид азота  имеет резкий сладковатый запах. В отличие от сернистого ангидрида, он раздражает нижний отдел дыхательной  системы, особенно легочную ткань, ухудшая  тем самым состояние людей, страдающих астмой, хроническими бронхитами и  эмфиземой легких. Диоксид азота  повышает предрасположенность к  острым респираторным заболеваниям, например пневмонии.

Фотохимические  окислители озон (О3), пероксоацетилнитрат (ПАН) и формальдегид являются продуктами вторичного загрязнения атмосферы в результате химических реакций под воздействием солнечной радиации. Озон образуется при расщеплении либо молекулы кислорода (О2) либо диоксида азота (NО2) с образованием атомарного кислорода (О), который затем присоединяется к другой молекуле кислорода. В этом процессе участвуют углеводороды, связывающие молекулу оксида азота с другими веществами. Таким образом, например, образуется ПАН.