Загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами

До половины 20 века синонимом загрязнения воздуха был дым и содержащие серу соединения. В 1943г. жители Лос-Анджелеса стали жаловаться на периодическое появление в воздухе раздражающей светло-голубой дымки; вызванные из восточных городов эксперты по загрязнению воздуха установили, что это вызвано присутствием сернистого газа. Промышленный выброс этого вещества был сокращен в соответствии с принятым в штате законом по борьбе с загрязнением воздуха, но дымка над городом продолжала появляться, и даже гораздо чаще. Дальнейшие исследователи показали, что углеводороды, содержащиеся в парах бензина, взаимодействуя с другими загрязнителями, под действием солнечных лучей образуют новые соединения, похожие на те, которые наблюдаются в воздухе над Лос-Анджелесом. Надеясь на простое решение этого вопроса, администрация города решила ликвидировать утечку газов из бензохранилищ многочисленных нефтяных заводов Лос-Анджелеса. А дымка над городом все не исчезала. Тогда жители Лос-Анджелеса, так же как и люди других мест, вынуждены были признать, что человечество изобрело новый массовый загрязнитель - автомобиль.  

Переменяющиеся  периоды застоя в атмосфере и  географические условия, вместе с развитым автотранспортом, привели к тому, что Лос-Анджелес познакомил мир  с фотохимическими окислителями - соединениями озона с различными веществами, которые образуются при взаимодействии углеводородов (в основном продуктов неполного сгорания топлива в моторах) с окислами азота (выделяемыми автомашинами и энергетическими предприятиями) при солнечном свете.  

Автомобили в Лос-Анджелесе занимают половину пространства и внутригородских автодорог, равных по длине всей дорожной сети Франции, 10млн. жителей вдыхают 1800т. углеводородов, 500т. окиси азота и 1100т. окиси углерода, ежедневно извергаемых тремя миллионами автомашин. На улицах этого города можно увидеть прекрасные пальмы. Недостаток у них только один - они искусственные. Приходится "высаживать" пластмассовые пальмы и цветы - живые цветы и деревья на улицах этого города не высаживают.  

Имея перед  глазами пример Лос-Анджелеса, исследователи загрязнения воздуха повсеместно занялись переоценкой местных проблем, и зачастую обнаруживали фотохимический смог в окружающем их воздухе. С увеличением числа автомашин знакомая дымка стала появляться и над городами - Токио, Анкарой, Мехико и Вашингтоном.  

В основном приписывают  выбросам серы в атмосферу в Великобритании и Западной Германии: увеличение высоты труб для отвода собственных загрязнителей  британскими и западногерманскими предпринимателями отразилось на состоянии  деревьев, озер и рыбы в Скандинавских странах. Органы здравоохранения в Мексике обнаружили опасные для жизни дозы свинца в крови тысяч детей в Сьюдад-Хуаресе, и, по-видимому, источником заражения были плавильные заводы в Эль-Пасо, расположенные по ту сторону границы, в США.  

В Нью-Йорке на каждую квадратную милю ежемесячно выпадает 80т. сажи, а в центре города автомобили каждый день выбрасывают 3500т. различных  загрязнителей.  

В Марселе воздух загрязнен еще сильнее, чем в  Париже, в Лионе несколько меньше (95% дневных замеров сернистого ангидрида: около 350 микрограммов в Париже, 375 – в Марселе, 300 – в Лионе), в Бордо содержание окиси углерода в воздухе лишь на 20% ниже, чем в Париже. В Токио, самой населенной столице мира, где проживает 11500000 человек, только треть города имеет современную канализацию.  

Токийский залив  заполнен заводами и особенно предприятиями  тяжелой индустрии. Поблизости от очень  бойкого перекрестка Усигоме  Янагико организмы местных жителей  содержат в 8 раз больше свинца, чем  положено здоровому человеку; они страдают от серьезных расстройств, порождаемых этими отравлениями. В июле 1970г. появилось новое бедствие: фотохимический туман в результате воздействия ультрафиолетовых лучей на несгоревшие углеводороды, взвешанные в воздухе; в течение нескольких дней он сделал больными более 10000 человек. В столице цвели вишни, вишни погибли, им нечем было дышать. Теперь уже и школьники из порта Йоккаити к юго-западу от Токио, носят защитные маски. В Осаке большой прибрежный природный парк окружен сегодня промышленными комбинатами, построениями у залива, обнесенного дамбой.  

В Туннии под  Западной автодорогой загрязнение  воздуха часто бывает настолько  велико – 150 см.3 окиси углерода на кубический метр в воскресенье и даже от 200 до 250 см.3 в дни больших выездов, что иногда здесь приходится запрещать движение. Жилые кварталы в центре столицы загрязнены сильнее, чем некоторые промышленные районы пригорода. 16 округ опережает пригород Женвилье по загрязненности сернистым ангидридом на 50% и по задымленности на 15%.  
 

Глава 2. Меры охраны атмосферного воздуха.  
 

Москва - это  один из самых "зеленых" городов  мира. На каждого москвича приходится более 18кв.м. зеленых насаждений, а  озелененной территории - скверов, парков и газонов - еще больше: в среднем 45кв.м. Это в 2 раза превышает научно обоснованные гигиенические нормы. Москва не исключение. В Харькове на каждого жителя приходится 84 кв.м. зелени, а в Свердловске еще больше - 150кв.м. "Контроль чистоты атмосферы" - такие надписи на специально оборудованных постах можно увидеть во многих городах России. Лесопарковые пояса шириной 5-10км. окружают Москву, Харьков, Ленинград, Киев, Минск, Челябинск и другие крупнейшие города нашей страны. Однако увеличение зеленых насаждений - это лишь пассивная мера борьбы за чистоту воздуха.  

Смог и борьба с ним.  

Нужна активная борьба со смогом. Он состоит из двух частей: дыма и пыли от заводов и  выхлопных газов автомашин. Уменьшить  долю смога, создаваемую промышленностью, можно с помощью пылеуловителей, если оборудовать ими предприятия. Далеко не всегда это удается. Промышленника в первую очередь волнуют вопросы: принесет ли это прибыль и сколько? Вырастет ли доходность предприятия? Сколько нужно заплатить и сколько можно получить? При таком подходе к проблеме видишь, что ее корни не только технического, но и социального характера.  

Автомобиль почти  ровесник века. Он был изобретен, чтобы  облегчить жизнь людей, но постепенно превратился в источник опасности. Принимаются специальные меры для  снижения этой опасности. Грузовой транспорт в городах движется только по отделенным для него магистралям, по кольцевым дорогам в объезд городов. В самом городе строятся подземные переходы и тоннели для машин. Над тротуарами возникли автомобильные эстакады. Все менее токсичным стараются сделать горючее для автомашин. К бензину добавляют различные добавки, снижающие токсичность выхлопных газов, делаются смеси из воды, спирта и бензина. Водяные пары способствуют более полному сгоранию топлива. Присутствие спиртов в горючем снижает содержание угарного газа в выхлопах. На улицах городов появились в большом количестве автомобили, работающие на природном газе. Их двигатель дает меньше вредных выбросов. К тому же газ примерно в 2 раза дешевле бензина.  

Полностью решить проблему загрязнения воздуха можно только при перестройке технологий действующих и вновь строящихся предприятий, путем организации безотходного производства. Постепенно появляется все большее количество заводов, работающих по замкнутому циклу. Например, в Ленинграде внедрена система очистки промышленных выбросов с одновременным использованием улавливаемых газов для получения серной кислоты. Таким путем полностью ликвидировали выбросы в атмосферу на ряде заводов Урала, Украины и много других регионов нашей страны.  

Создание безотходного производства во всех отраслях промышленности требует решения ряда сложных инженерно- технологических задач, огромных капиталовложений.  
 

Заключение.  
 

За последние  сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона мышьяка, около миллиона тонн кобальта. Еще более было выброшено пыли, сажи, копоти, оксидов азота, углерода и серы. Только в США за год выбрасывается в воздух более 200.000.000т. различных загрязнений. Причем большинство выбрасываемых и вредных веществ – ценное промышленное сырье. Только из оксида серы (IV), выделившегося вместе с дымами тепловых электростанций, можно было бы получать более половины производимой сейчас серной кислоты. Огорчительнее же всего то, что запасы выбрасываемых элементов не бесконечны и просеивание их по всей поверхности планеты – экономический ущерб не только для ныне живущих, но и будущих поколений; ведь рассеянные элементы навсегда потеряны для промышленности, так как выбыли из естественного кругооборота элементов.  

Надо иметь  в виду то, что где бы на земле  ни происходили выбросы пыли, сажи, газов, поднимаясь в атмосферу и  тропосферу, они распространяются затем  по всей оболочке земного шара. Их влияние двояко и имеет глобальные последствия.  

Во-первых, солнечному свету труднее всего пробиться  сквозь загрязненную атмосферу. Следовательно, человечество смотрит на свою звезду – Солнце – как бы сквозь грязное  окно. Кроме того, пыль в воздухе  и избыток газов задерживают ультрафиолетовые лучи. Все это вместе ведет к уменьшению температуры на освещенной Солнцем стороне планеты. В конечном счете, это влияет на тепловой баланс Земли. Во-вторых, если пыль в атмосфере задерживает ультрафиолетовые лучи, то вода и особенно углекислый газ препятствуют уходу в космическое пространство теплового излучения. Оно накапливается у поверхности Земли. В итоге наша планета недополучает солнечного света и не может избавиться от избытка теплоты, и природное тепловое равновесие оказывается под угрозой.  

Ученые подсчитали: если удалить из атмосферы весь углекислый газ, то, благодаря поступающему от Солнца ультрафиолету, температура  повысится на 21 градус, если же содержание СО2 удвоить, то из-за “парникового эффекта” температура повысится на 4 градуса. И то и другое приведет неизбежно к катастрофе. При существующих темпах выбросов СО2 это может произойти к концу двадцатых годов следующего 21 века. Причем повышение на планете температуры будет не равномерным. В областях, близких к экватору, она скорее всего даже понизится, а в районе полюсов в результате “парникового эффекта” повышение температуры достигнет 10-15 градусов. В результате начнется бурное таяние льдов. Подсчитано, что если растопить весь лед, содержащийся в ледниках, то уровень мирового океана поднимется на 64м. и многие территории суши окажутся под водой.  

Важную роль в концентрации загрязняющих веществ  и их перемещении играют ветры. Сильный  ветер уносит загрязняющие вещества из городов, рассеивает их в больших  объемах воздуха. В результате концентрации загрязнения уменьшаются. При определенных физико-географических условиях сильный ветер, наоборот, в ряде случаев приводит к увеличению концентрации пыли в воздухе. Например, в странах аридного климата нарушение почвенно-растительного покрова способствует возникновению пыльных бурь, при которых в воздух поднимаются колоссальные массы твердых частиц почвы. Следует оговориться, что при сильных ветрах проблема загрязнения может не исчезнуть, а как бы переместиться в пространстве. Например, при сильных ветрах пыль и газы промышленного происхождения из районов Британских островов достигают Средней Швеции, образуя там загрязнения опасных концентраций.  

Сернистый газ  с водой воздуха образует капельки серной кислоты. Растворы серной кислоты могут долго держаться в воздухе в виде плавающих капелек тумана или выпадать вместе с дождем на землю. Эти растворы разъедают металлы, краски, синтетические соединения, ткани, губительно действуют на растения и животных. Попадая на земля, серная кислота подкисляет почвы. В результате этого сокращается почвенная фауна, что отрицательно сказывается на урожае.  

Распыляются в  воздухе асфальт и бетон дорог, резина покрышек автомобилей. Химизация  сельского хозяйства сопровождается попаданием в атмосферу все большего количества химических веществ.  

В настоящее  время наиболее распространенный способ борьбы с загрязнениями воздуха  заключается в удалении загрязняющих веществ как можно дальше от места  выброса. Это осуществляется строительством высоких труб на заводах и тепловых станциях. Трубы выбрасывают сажу, золу и газы в струйные потоки воздуха, которые выносят грязь на большие расстояния от мест выброса и рассеивают ее в больших объемах воздуха. Но с ростом выбросов в связи с концентрацией промышленности на относительно небольших территориях этот способ удаления отходов стал неприемлем. Поэтому во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистных сооружений, уменьшающих выбросы в атмосферу. Но все самые совершенные очистные установки не могут полностью уловить загрязняющие вещества, и какая-то их часть всегда поступает в воздух. Поэтому новые заводы и тепловые станции должны сооружаться с подветренной стороны городов и населенных пунктов.  

В охране воздуха  городов и населенных пунктов важная роль принадлежит зеленым насаждениям и зеленым зонам, расположенным вокруг от пыли, улучшают его газовый состав.  

Однако все  выше названные способы не могут  полностью решить проблему охраны атмосферы. Фильтры, газо- и пылеуловители приводят к скоплению огромных масс вредных веществ, которые куда-то надо складировать. При этом происходит загрязнение почвы, поверхностных и грунтовых вод. Часть загрязняющих веществ не улавливается на фильтрах и попадает в воздух.  

Воздушные массы  не знают государственных границ. Проблемы охраны воздуха затрагивают интересы всех стран.