Загрязнение атмосферы
Загрязнение атмосферы — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.
Основные загрязнители атмосферного воздуха:
Озон (О3) – газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.
Углеводороды – химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, прoмышленных растворителях и т.д.
Свинец (Pb ) – серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т.п. Около 60% мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80%) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.
Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяются на следующие 4 класса:
Основными источниками антропогенных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляющие уголь. Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн. тонн в год [2].
Что понимают под термином загрязнение атмосферного воздуха
Статья 1. Основные понятия
В настоящем Федеральном законе используются следующие основные понятия:
(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федеральных законов от 21.07.2014 N 219-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федеральных законов от 30.12.2008 N 309-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федеральных законов от 21.07.2014 N 219-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федеральных законов от 21.07.2014 N 219-ФЗ (ред. 28.12.2017), от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(в ред. Федеральных законов от 30.12.2008 N 309-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ)
(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ)
(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
(см. текст в предыдущей редакции)
(абзац введен Федеральным законом от 26.07.2019 N 195-ФЗ)
Загрязнение атмосферного воздуха: причины и последствия
Загрязнение атмосферного воздуха – это одна из форм загрязнения, которая ведет к его физическому, биологическому или химическому изменению. Тем самым он становится малопригодным для обеспечения жизнедеятельности людей, животных и растений. Загрязнение воздуха может быть видимым и невидимым.
Загрязнение воздуха — глобальная проблема человечества
Дисбаланс, вызванный увеличением или уменьшением процентного содержания этих газов, может быть вредным для выживания.
Основные глобальные проблемы, с которыми уже столкнулось человечество, повысив уровень загрязнения воздуха:
Все эти деструктивные процессы в атмосфере вызваны как первичными, так и вторичными загрязнителями воздуха. К первым относятся – загрязняющие вещества, которые являются прямым результатом процесса. Например, двуокись серы, выбрасываемая с заводов.
Вторичные загрязнители вызваны смешиванием и реакциями первичных загрязнителей. Например, смог создается в результате взаимодействия нескольких первичных загрязнителей. Он относится ко вторичным загрязнителям.
Источники загрязнения атмосферного воздуха
В целом исследования и специалисты приходят к выводу о следующих причинах и источниках загрязнения воздуха:
Чрезмерное использование транспортных средств убивает нашу окружающую среду, поскольку опасные газы загрязняют окружающую среду. Окись углерода, вызванная неправильным или неполным сгоранием и обычно выделяемая из транспортных средств, является еще одним крупным загрязнителем наряду с оксидами азота, которые вырабатываются как из природных и антропогенных процессов.
Последствия загрязнения воздуха
Последствия загрязнения воздуха запускает не один, а комплекс механизмов, каждый из которых в отдельности может стать гибелью человечества или всего живого на планете. Население уже столкнулось со следующим:
Кроме того, загрязнение атмосферного воздуха приводит к истощению озонового слоя. Озон существует в стратосфере Земли и отвечает за защиту людей от вредных ультрафиолетовых (УФ) лучей. Озоновый слой Земли истощается из-за присутствия в атмосфере хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов. Из-за этого он пропускает вредные лучи на землю, что вызывает проблемы с кожей и глазами, негативно влияет на урожай.
Защита атмосферного воздуха от загрязнений
Пути решения загрязнения воздуха требуют комплексных мер. Население может проявить инициативу и использовать общественный вид транспорта, отказавшись от личных автомобилей. Яркий пример – Швеция, в которой граждане инициативно стали отдавать предпочтение в пользу метро, оставляя собственные машины в гаражах.
Кроме того, если экономить электричество в квартирах и домах, потребуется меньшее количество ископаемого топлива для производства электроэнергии. Другие способы:
В мире предпринимаются попытки снизить интенсивность роста загрязнения воздуха, чтобы ослабить глобальное потепление. Внедряются инновации, проводятся эксперименты, направленные на альтернативные и нетрадиционные варианты решения проблемы. Загрязнение воздуха – одно из самых больших зеркал человеческих глупостей, и необходимо преодолеть эту проблему, чтобы увидеть будущее.
Экологическая проблема: загрязнение воздуха
Загрязнение атмосферного воздуха оказывает вредное воздействие на здоровье, выживание и жизнедеятельность людей и других живых организмов.
Основными показателями загрязнения воздуха в мире являются SO2, NOx, PM, CO, ЛОС и O3.
Концентрация загрязнителей воздуха в окружающей атмосфере зависит от интенсивности, типа и рассеивания выбросов загрязняющих веществ.
Последствия для здоровья, вызванные загрязняющими веществами, зависят от поглощенной дозы, типа
загрязняющего вещества и индивидуальной восприимчивости.
Все химические, биологические и физические аспекты которые изменяют естественные характеристики
атмосферы, называются «загрязнителями воздуха». Загрязнители воздуха возникают как в результате естественных процессов (вулканическая деятельность, океаны, леса, и т.д.), так и в результате деятельности человека (сжигание ископаемого топлива, работы транспорта, выбросов электростанций или выбросов от других промышленных процессов).
История загрязнения атмосферного воздуха
С конца XIX до середины XX века загрязнение окружающей среды увеличивалось по мере роста промышленного производства. В отсутствие обязательных нормативных актов выбросы в атмосферу росли. Многие известные художники использовали дымовые трубы, выбрасывающие загрязняющие вещества, для изображения промышленных или городских объектов. В середине 20-го века события, связанные с загрязнением воздуха, значительно увеличили смертность и заболеваемость, и люди стали осознавать опасность загрязнения воздуха для здоровья человека.
Трагические события:
Источники загрязнения воздуха
Источники загрязнения воздуха включают в себя природные источники и антропогенные источники.
Природные источники
Например, вулкан Этна выбрасывает в атмосферу 3 000 тонн диоксида серы (SO2) в среднем за день и
до 10 000 тонн в периоды большой активности.
Во время катаклизмических извержений вулкана Тамбора в 1815 году в Индонезии, 100 миллиардов тонн
вулканических продуктов было выброшено в атмосферу, 300 миллионов тонн из которых достигли стратосферы, что привело к понижению средней температуры на
В некоторых сельских районах периодические лесные пожары производят большое количество ТЧ.
К другим природным источникам загрязнения воздуха относятся:
Низкие концентрации O3 возникают естественным образом на уровне земли, образуясь в присутствии солнечного света в результате реакции между NOx и летучими органическими соединениями (ЛОС).
Антропогенные источники
В городских районах большая часть загрязнения воздуха происходит из антропогенных источников. Такие источники можно классифицировать как передвижные (автомобили, грузовики, самолеты, морские двигатели и т.д.) или стационарные источники (заводы, электростанции и т.д.).
На сегодняшний день автомобильный транспорт является основным источником загрязнения воздуха в крупных городах промышленно развитых стран.
Существует также аварийные загрязнения, когда происходят крупные выбросы токсичных веществ.
Отслеживаемые (контролируемые) показатели загрязнения атмосферного воздуха
В атмосфере находится слишком много загрязняющих веществ и все они не поддаются мониторингу. Среди них, некоторые загрязнители контролируются потому, что они характерны для конкретного загрязнения (выбросы промышленными предприятиями или автотранспортом) и потому что известно или предполагается, что они вызывают пагубное воздействие на окружающую среду и/или здоровье. Эти загрязнители называются индикаторами.
Основные показатели, отслеживаемые в Европе, включают:
Загрязняющие вещества
Загрязнители можно классифицировать как первичные или вторичные.
Первичные загрязняющие вещества
Кроме того, в этот список первичных загрязнителей должны быть добавлены соединения биологического происхождения, такие как пыльца, споры, бактерии и т.д.
В настоящее время основными первичными загрязнителями, вызывающими локальное загрязнение воздуха, являются твердые частицы, оксиды азота (NOx) и углеводороды.
Выбросы и концентрации некоторых основных загрязняющих веществ в последнее десятилетие значительно снизились. Это касается, например, диоксида серы (SO2), который образуется из серы, содержащейся в топливе (уголь, мазут и т.д.), свинца, который используется для повышения октанового числа бензина, и других тяжелых металлов, таких как ртуть и диоксины, которые в основном выделяются при сжигании отходов.
Вторичные загрязняющие вещества
Превращение первичных загрязнителей во вторичные может происходить в газовой фазе, где солнечная радиация играет очень важную роль, и в жидкой фазе в тумане и облаках.
Основные показатели загрязнения воздуха
Диоксид серы (SO2)
Выбросы SO2 происходят в результате использования серосодержащего ископаемого топлива (мазута и
угля). Эти выбросы в основном попадают в атмосферу при переработке нефти, при производстве электроэнергии (16%) и тепла.
Сектор дизельного автотранспорта также ответственен за незначительную часть выбросов SO2.
Оксиды азота (NOx)
Автотранспорт ответственен за выброс 48% (16% для дизельных грузовиков) NOx в мире, за которыми следовали сельское/лесное хозяйство, обрабатывающая промышленность и выработка энергии.
Твердые частицы (ТЧ)
Большая часть О3 поступает от автомобильного движения в летнее время.
Монооксид углерода (CO)
Летучие органические соединения (ЛОС)
Количество ЛОС огромно. Выбросы от сжигания угля, нефти и бензина, испарения на бензозаправочных станциях, а также от растворителей, чистящих средств и красок вносят свой вклад в базовый уровень содержания различных ЛОС в наружном воздухе. Некоторые ЛОС также выделяются из табачного дыма. Тремя основными источниками ЛОС являются дорожное движение, бытовое или промышленное использование красок, лаков или клей, и испарение углеводородов.
Свинец
Свинец вырабатывается в обрабатывающей промышленности, в частности, металлургической промышленности.
Рассеивание и трансформация загрязняющих веществ
Загрязнение воздуха определяется не только типом и интенсивностью выбросов. Метеорология и
климат, а также топография местности, все они оказывают большое влияние на рассеивание и преобразование загрязняющих веществ. Концентрация загрязняющих веществ в нижних слоях
атмосферы зависит от атмосферного давления, ветра и температуры. Атмосферное низкое атмосферное давление связано с сильной турбулентностью воздуха и, таким образом, с хорошими условиями для рассеивания, в то время как антициклоны приводят к стабильности воздуха и, таким образом, порождают его загрязнение.
Рассеивание загрязняющих веществ увеличивается с ростом скорости и турбулентности ветра. Вертикальный градиент температуры способствует восходящему движению загрязнителей воздуха. Однако в случае температурной инверсии, загрязняющие вещества блокируются в низких слоях атмосферы, что также создает загрязнение атмосферы.
Загрязнение атмосферы влияет на всю планету двумя основными способами.
Атмосфера действует так же, как стеклянные или пластиковые стены теплицы. Наличие в атмосфере поглощающих тепло газов, таких как водяной пар и углекислый газ, позволяет парниковому эффекту возникать в атмосфере естественным образом. Именно благодаря парниковому эффекту Земля имеет умеренную температуру. Без парникового эффекта средняя температура поверхности Земли была бы примерно на 35 градусов Цельсия ниже нашей нынешней температуры. Начиная с индустриальной эпохи, загрязнение окружающей среды значительно увеличило интенсивность парникового эффекта, достаточно, чтобы вызвать изменения в климате Земли.
В целом, существует три различных масштаба загрязнения атмосферы.
Основные циклы загрязнения атмосферного воздуха
Выбросы зависят от расстояния до источника выбросов и его высоты. Уровни выбросов являются результатом сложного сочетания колебаний метеорологических условия и объема выброса.
Таким образом, загрязнители воздуха имеют свои годовые, недельные и суточные циклы.
Годовые циклы показывают месячные изменения в концентрации загрязняющего вещества по месяцам.
«Фотооксидантное» или «фотохимическое» загрязнение воздуха выше в летние месяцы, поскольку существуют благоприятные условия для образования O3 (высокие температуры, сильное ультрафиолетовое излучение и легкий ветер). Напротив, «кислотно-частичное» загрязнение воздуха (SO2, PM) выше в зимний период, поскольку основные источники образования этих веществ связаны с производством электроэнергии (тепловые электростанции) и системами отопления.
Недельный цикл отражает колебания выбросов по дням, в основном связанные с недельной деятельностью человека (рабочая неделя/выходные).
Ежедневный цикл показывает часовые изменения в выбросах связанные с деятельностью человека, а также с физическими и химическими процессами, вызванными солнечным циклом.
Последствия загрязнения атмосферного воздуха
Загрязнение воздуха и его влияние на здоровье человека в настоящее время обсуждаются как в научной, так и в политических средах.
Загрязняющие вещества вдыхаются непосредственно. Они оседают на землю и растительность, загрязняют поверхностные воды и продукты питания, а затем попадают в организм человека. Разрушение стратосферного озонового слоя снижает барьер для ультрафиолетового излучения и повышает риск развития рака кожи. Повышение концентрации парниковых газов может увеличить риск и частоту тепловых волн (заболевания, переносимые комарами).
Краткосрочные последствия короткого воздействия значительных доз загрязнителей воздуха больше не являются главной проблемой развитых стран, так как уровни загрязнителей воздуха значительно снизились.
Долгосрочные последствия хронического воздействия низких доз стали новой причиной для беспокойства. Однако долгосрочные последствия загрязнения воздуха трудно изучать из-за сложности определения экспозиции, низкой интенсивности потенциального эффекта и периода ожидания до проявления потенциальных эффектов. Исследование последствий загрязнения наружного воздуха осложняется тем, что загрязнение воздуха в помещениях также вредно для здоровья человека.
Понятие поглощенной дозы, экспозиция и индивидуальная восприимчивости
Характер и важность последствий для здоровья вызванных загрязнителями воздуха, зависят от трех факторов:
Даже если два человека получают одинаковую дозу загрязняющих веществ, они могут испытывать различные эффекты, поскольку у них может быть разная индивидуальная восприимчивость. Некоторые группы населения являются более уязвимыми, например, дети, пожилые люди, беременные женщины и люди с заболеваниями сердца или легких. Кроме того, недавние исследования показали, что восприимчивость частично регулируется генетически.
Влияние основных показателей загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека
Загрязнители воздуха могут привести к проблемам со здоровьем либо непосредственно, когда они проникают в организм, либо косвенно, путем изменения окружающей среды.
Загрязняющие вещества проникают в организм через три различных механизма.
1) Ингаляция: человек вдыхает
15 м3 воздуха, включая загрязняющие вещества, каждый день.
2)Проглатывание: некоторые загрязнители воздуха могут оседать на почву или поверхностные воды, где они поглощаются растениями и проглатываются животными.
3) Непосредственный контакт: этот вид проникновения встречается реже, за исключением случаев аварийного загрязнения или вооруженных конфликтов.
Воздействие загрязняющих веществ может привести к увеличению не только заболеваемости, но и смертности. Даже если был достигнут значительный прогресс в деле сокращения выбросов промышленных источников, со значительным снижением концентрации SO2, автомобильный транспорт стал первым источником выбросов в городских районах, с последующим увеличением фотооксидантного загрязнения воздуха.
Разработка альтернативных видов топлива и типов двигателей, которые могут снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, а также использование общественного транспорта или
например, велосипедов, являются в наше время необходимостью.
Загрязнение атмосферы Земли
Загрязнение атмосферы Земли — привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.
Содержание
Виды загрязнения
По источникам загрязнения выделяют два вида загрязнения атмосферы:
По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трех видов:
Источники загрязнения
Основными источниками загрязнения атмосферы являются:
По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:
Основные загрязнители
Двуокись углерода (СО2) — или углекислый газ, — бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.
Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) — бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он, в первую очередь, участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн тонн в год. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем — к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.
Озон (О3) — газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.
Углеводороды — химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, прoмышленных растворителях и т. д.
Свинец (Pb) — серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т. п. Около 60 % мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80 %) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.
Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяются на следующие 4 класса:
Основными источниками антропогенных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляющие уголь. Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн тонн в год [2].