Взаимоотношение человека с природной системой

Состав атмосферного воздуха относительно постоянен, при чем воздух должен иметь определенную чистоту и любые отклонения от нормы опасны для здоровья.

Основной компонент воздуха - азот, составляющий около 78% ; далее следует кислород - около 21%. Остальную долю в нормальном чистом воздухе составляют аргон - около 0,9%, углекислый газ - 0,93". (количество его переменно и зависит от антропогенного воздействия на природу), примеси инертных газов, а также небольшое количеств- озона.

Загрязнение атмосферного воздуха. 

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

Загрязнение атмосферы может быть естественным или природным, антропогенным или техногенным.

Естественное загрязнение воздуха  вызвано природными процессами. К  ним относится вулканическая  деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров.

Антропогенное загрязнение связано  с выбросами различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

 

                        В зависимости от масштабов распространения выделяют: различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город. промышленный район, сельскохозяйственная зона). При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства,но не вся планета.

                         Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека - диоксид серы (S02), оксид азота (NOx), оксид углерода (СО)  и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых - формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др., однако именно концентрация главных загрязнителей, как например диоксид серы, наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах Казахстана.

 

Кроме указанных главных загрязнителей  в атмосферу попадав много других очень опасных токсичных веществ: свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы, источниками выбросов которых являются автомобили, плавильные заводы; углеводороды , среди которых наиболее опасен бенз(а)пирен, обладающий канцерогенным действием.

 

источник выброса - выхлопные газы, топка котлов; альдегиды, и в первую очередь формальдегид, сероводород, токсичные летучие растворители - бензины, спирты, эфиры.

Наиболее опасное загрязнение  атмосферы - радиоактивное. В настоящее  время оно обусловлено в основном глобально распределенными долгоживущими  радиоактивными изотопами - продуктами испытания ящерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей. Приземный слой атмосферы загрязняют так же выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации и другие источники.

Еще одной формой загрязнения атмосферы  является локальное избыточное поступление  тепла от антропогенных источников. Признаком теплового или термического загрязнения атмосферы служат так  называемые термические зоны, например «остров тепла» в городах, потепление водоемов.

На основе вышесказанного антропогенные  загрязнения можно классифицировать объединив в следующие группы:

- биологическое: случайное или  благодаря деятельности человека; микробиологическое: появление необычайно  большого количества микроорганизмов,  связанное с массовым их размножением  на антропогенных субстратах  или средах, измененных в ходе  хозяйственной деятельности человека;

механические: засорение среды  агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий;

химические: изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается или понижается за много лет колебание количества какого-либо вещества для рассматриваемого периода времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или в концентрациях, превышающих ПДК;

физические: изменение естественного  физического состояния среды

а) тепловое или термальное — возникающего в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды и отходящих газов;

б) световое - нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света;

в) шумовое- образующее в результате увеличения интенсивности и повторяющегося шума сверх природного уровня;

г) электромагнитное - появляющееся в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линии электропередачи, радио, телевидения, работы некоторых промышленных установок), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;

д)радиоактивое-связанное с повышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ

 

Основными источниками  загрязнения атмосферного воздуха

являются автомобили, промышленные предприятия,

сельскохозяйственное производство и бытовые отходы.

Тепловые и атомные  электростанции, котельные установки.

 В процессе  сжигания твердого и жидкого  топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и не полного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды) сгорания. Объем энергетических выбросов очень велик. Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн кВт расходует в сутки до 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу за это время 680 т SO₄; и SO₃, 120-140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200т оксидов азота.

Перевод установок на жидкое топливо (мазут) снижает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов азота и серы. Наиболее экологичное  газовое топливо, которое в три раза меньше загрязняет атмосферный воздух, чем мазут и в пять раз меньше, чем уголь.

Источники загрязнения воздуха токсичными веществами на атомных электростанциях - радиоактивный йод. радиоактивные инертные газы и аэрозоли. Крупный источник энергетическою загрязнения атмосферы - отопительная система жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов не полного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых груб токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок

Черная металлургия. Процессы выплавки одной тонны чугуна или стали сопровождаются выбросами в атмосферу различных вредных веществ. Выброс вредных веществ при выплавке 1 тонны передельного чугуна составляет 4,5кг твердых частиц. 2,7 кг сернистого газа, оксидов углерода 5 кг, марганца 0,6 -0,1кг. Вместе с доменным газом в атмосферу в небольших количествах выбрасываются соединения мышьяка, свинца, фосфора, сурьмы, пары ртути, редкие металлы, цианистый водород и смолистые вещества. При выплавке чугуна в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ Существенно загрязняется атмосфера также на агломерационных фабриках, при доменном и ферросплавном производстве. Во время агломерации руды происходит выгорание серы из пиритов. Сульфидные руды содержат до 10% серы, а после агломерации ее остается 0,2- 0,7 % выброс сернистого газа при агломерации может быть принят в размере 190кг на 1т руды.

Цветная металлургия. Значительные выбросы отходящих газов и пыли, содержащих токсические вещества зафиксированы на заводах

 

цветной металлургии при переработке свинцово-цинковых, сульфидных руд; при производстве 1 т аллюминия в зависимости от типа и мощности электролиза расходуется 38 - 47 кг фтора,при этом  около 65 % его попадает в воздух.

Химическая промышленность. Состав выбросов группы предприятий не велик по объему, составляет 2% всех промышленных выбросов, но разнообразен и концентрирован, а также высоко токсичен и потому представляет собой большую угрозу для человечества и биологического разнообразия. Основными выбросамы от предприятий химической промышленности являются оксид углерода,диоксиды азота (нитрозные газы), оксиды серы, соединения фтора, хлористые соединения, пыль неорганических производств, органические вещества, сероводород сероуглерод, хлористые соединения и т.д.

Нефтедобывающая и нефтехимическое производств Воздушные выбросы предприятий нефтедобывающей нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводородов и дурнопахнущих газов. Выбросы атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит по причине недостаточной герметизации оборудования.

Производство цемента и строительных материалов Основными технологическими этих производств являются процессы измельчения и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, в результате атмосферный воздух загрязняется различной пылью.

Выбросы автотранспорта составляют 60% всех  вредных веществ в городском воздухе. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество (а именно смесь 200 веществ) токсичных соединений - углеводородов, не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива (количество их возрастает если двигатель работает на малых оборотах или в момент  увеличения скорости при старте, т.е. во время заторов и у красного сигнала светофора) - сажа, содержащая смолистые вещества, бен(з)апирен. альдегиды, оксиды азота, оксиды углерода, опасные соединения свинца (в случае применения этилированного бензина)

Сельские районы. В них очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы промышленные комплексы по производству мяса, предприятия районного объединения,энергетические и теплосиловые предприятия;пестициды, применяемые в сельском хозяйстве. В районе расположения помещений для содержания скота и птицы в атмосферный воздух могут поступать и распространяться на значительное растояние аммиак, сероуглерод, другие дурнопахнущие газы.

К источникам загрязнения атмосферного воздуха пестицидами относятся склады, протравливание семян и сами поля, на котрые вносятся пестициды и минеральные удобрения, а также хлопкоочистительные заводы (гранозаном и меркузан).

Таблица 1 - ПДК для основных видов атмосферных загрязнений

(СН245-71)

Вещество	ПДК	мг/мЗ
	Максимальноразовая |	Среднесуточная
j Пыль нетоксичная	0,5	0,15
1 Оксид углерода	3	1
Диоксид азота	0,085	0,085
Сернистый ангидрид	0,5
; Сероводород	0,008	0,008
Сероуглерод	0,03	0,005
Серная кислота	0,3	0,1
| Аммиак	О,2	О,2
Ацетон	0,35	0,35
1 Бензин (в пересчете на углерод)	5	1,5
| Сажа (копоть)	0,15	0,05
Фенол	0,01
Формальдегид	0,035
Фосфорный ангидрид	0,15	0,05
1 Хлор	0,01	0,03

 

Нормирование примесей в атмосферном воздухе

Нормирование примесей в атмосферном  воздухе ведется по концентрации\ т.е. по количеству вещества в единице объема воздуха при нормальных условиях (обычно в мг/м³).

Для предупреждения загрязнения воздушного бассейна в РФ в законодательном  порядке установлены предельно допустимые нормы вредных веществ в атмосфере.

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - это такая концентрация загрязнителя в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не вызывает патологических изменений или заболеваний.

Для каждого вещества, загрязняющего  атмосферный воздух устанавливаются  два норматива: максимально разовая ПДК и среднесуточная ПДК.

Среднесуточная ПДК - ПДК, которая устанавливается с целью предупреждения общетоксического, канцерогенного и мутагенного влияния вещества на организм человека.

Максимально разовая ПДК - ПДК, которая устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека при кратковременном воздействии атмосферных загрязнений (до 20 мин).

Наряду с ПДК для каждого источника выбросов в атмосферу устанавливается предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ, исходя из условия, что выбросы вредных веществ от данного источника и совокупности источников населенного пункта, с учетом развития промышленных предприятий, не создадут концентрацию, превышающую ПДК для населения, растительного и животного мира

При установлении ПДВ для какого-либо источника загрязнений необходимо учитывать Фоновую концентрацию от остальных источников загрязнения, действующих в данной местности. ПДВ измеряется в г/с.

 

Регламентация поступления загрязняющих веществ атмосферу

Предельно допустимые выбросы загрязняющих веществ промышленными предприятиями в атмосферу регламентируются ГОСТ17.2.3.02-78 и ОНД-86. Указанные документы определяют ПДВ для каждого конкретного предприятия из условия, что сумма создаваемых всеми предприятиями приземных концентраций данного вещества и их комбинаций не превышала ПДК.

Последствия загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферного воздуха  воздействует на здоровье человека и  на окружающую среду различным способом. Это может быть прямая и немедленная  угроза, как например смог, или медленная постепенное разрушение различных систем жизнеобеспечия организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени ,что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние

 

вредные вещества и их отрицательное  воздействие на организм человека и  биологическое разнообразие.