Загрязнение воздуха. Основные загрязнители атмосферного воздуха и их поведение в атмосфере

Одна из значительных глобальных проблем – это атмосферное загрязнение Земли. Опасность этого не только в том, что люди испытывают дефицит чистого воздуха, но и в том, что загрязнение атмосферы приводит к климатическим изменениям планеты.

Причины загрязнения воздуха

В атмосферу попадают различные элементы и вещества, которые меняют состав и концентрацию воздуха. Способствуют загрязнению воздуха такие источники:

• выбросы и деятельность промышленных объектов;
• выхлопы автомобилей;
• радиоактивные объекты;
• сельское хозяйство;
• бытовые и .

Во время сжигания топлива, отходов и других веществ, в воздух попадают продукты горения, которые значительно ухудшают состояние атмосферы. Также загрязняет воздух пыль, которая образуется на стройке. На тепловых станциях сгорает топливо, и выделяется значительная концентрация элементов, загрязняющих атмосферу. Чем больше изобретений совершает человечество, тем больше появляется источников загрязнения воздуха и биосферы в целом.

Последствия загрязнения воздуха

Во время сгорания различных видов топлива в воздух попадает углекислый газ. Наряду с другими парниковыми газами, он порождает такое опасное явление нашей планеты, как . Это приводит к разрушению озонового слоя, который в свою очередь защищает нашу планету от интенсивного воздействия ультрафиолетовых лучей. Все это приводит к глобальному потеплению и климатическим изменениям планеты.

Одним из последствий накопления углекислого газа и глобального потепления является таяние ледников. В результате поднимается уровень вод Мирового океана, и в дальнейшем может произойти затопление островов и прибережных зон материков. В некоторых районах постоянным явлением будут наводнения. Погибнут растения, животные и люди.

Загрязняя воздух, различные элементы выпадают на землю в виде . Эти осадки попадают в водоемы, изменяют состав воды, и это становится причиной гибели флоры и фауны в реках и озерах.

На сегодняшний день загрязнение воздуха – это локальная проблема многих городов, которая переросла в глобальную. Сложно найти место в мире, где остался чистый воздух. Кроме негативного влияния на окружающую среду, атмосферное загрязнение приводит к заболеваниям у людей, которые перерастают в хронические, и сокращают продолжительность жизни населения.

Загрязнение, согласно принятому ООН определению, - это экзогенные химические вещества, встречающиеся в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве. Однако по большому счету загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиеся в ней в количествах выше естественных. Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения.

По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто аномальными процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека. С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении атмосферы приходится на антропогенные загрязнения.

Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на группы: промышленные предприятия, транспорт, бытовое и коммунальное хозяйства. Промышленные источники в свою очередь разделяются по областям, а также по ингредиентам. Роль отдельных источников загрязнения в России оценивается следующим образом: теплоэлектростанции выбрасывают 27% общих поступлений загрязняющих веществ в атмосферу, черная металлургия - 24%, цветная металлургия - 10, нефтедобыча и нефтехимия - 15, автотранспорт - 13, предприятия стройиндустрии - 8, химическая промышленность - 1%.

Воздействие энергетики на состояние воздушного бассейна определяется, главным образом, видом сжигаемого топлива. Выбросы электростанций, потребляющих уголь, составляют 139 млн. кг в год оксидов серы, 21 млн. кг оксидов азота, 5 млн. кг твердых частиц.

Черная и цветная металлургия - следующий по интенсивности источник загрязнения атмосферы. При выплавке чугуна и переработки его на сталь в атмосферу выбрасываются соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Значительную роль в загрязнении атмосферы играют выбросы сталеплавительных цехов. Преобладающая часть пыли мартеновских печей состоит из триокиси железа и триокиси алюминия.

Воздушные выбросы нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит вследствие недостаточной герметизации оборудования.

В выхлопах двигателей внутреннего сгорания содержатся окись углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен и некоторые другие загрязнители. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая с отработанными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

Производство цемента и строительных материалов также может быть источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основные технологические процессы их производства - измельчение и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, которые сопровождаются выбросом пыли в атмосферу.

Наконец, заводы синтетического каучука выбрасывают в атмосферу такие вредные вещества, как стирол, дивинил, толуол, ацетон, изопрен и др.

После рассмотрения основных источников загрязнения обратимся к характеристике загрязнений теми веществами, которые они выбрасывают в атмосферу.

Загрязнение воздуха оксидами серы. Соединения серы поступают в воздух в основном при сжигании богатых серой видов горючего, таких, как уголь и мазут.

Не все виды топлива содержат значительные количества серы. В углях некоторых сортов содержится всего 0,5% серы, тогда как в других - до 6%. Уголь широко используется в производстве стали, но в первую очередь он применяется как топливо для получения пара и последующего генерирования электрической энергии. Среднее содержание серы в углях, идущих на получение электроэнергии, составляет 2,5%.

При сгорании в топках электростанций каждого миллиона тонн угля выделяется 25 тыс. тонн серы. Разумеется, эта сера выделяется не в элементарной форме, а главным образом в виде сернистого газа - двуокиси серы.

Сера также содержится в сырой нефти, однако ее содержание не превышает 1%. При перегонке нефти большая часть серы из продуктов перегонки, таких, как керосин и бензин, удаляется. Содержащие серу отходы сжигаются в процессе перегонки. Вот почему керосин и бензин делают лишь небольшой вклад в выбросы оксидов серы, попадающих в атмосферу.

При перегонке нефти большая часть серы переходит в мазут - самую тяжелую фракцию перегонки. В нем может содержаться от 0,5 до 5,0% серы, хотя посредством дополнительных процедур перегонки содержание серы в мазуте можно еще уменьшить.

В отличие от нефти и угля природный газ практически не содержит серы. С этой точки зрения газ является экологически чистым топливом.

Таким образом, антропогенные источники выбросов в атмосферу диоксида серы можно выразить следующей диаграммой:

Диаграмма 1.Источники выбросов в атмосферу диоксида серы, %

При сжигании угля или нефти сера, содержащаяся в них, окисляется. Далее, реагируя с водой, она образует серную кислоту. Таким образом, оксиды серы являются одной из причин выпадения кислотных осадков. Считается, также, что высокое содержание оксидов серы в воздухе непосредственно влияет на увеличение заболеваемости людей и даже рост смертности.

Загрязнение воздуха оксидами углерода. При неполном окислении углерода образуется бесцветный, не имеющий запаха газ - окись углерода (угарный газ). В городском воздухе окись углерода содержится в большей концентрации, чем любой другой загрязнитель. Однако, поскольку этот газ не имеет не цвета, ни запаха, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.

Самым крупным источником окиси углерода в наших городах является автотранспорт. Свыше 90% окиси углерода попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе. Соответствующая реакция такова:

Имеется и другой источник окиси углерода, с которым, правда, сталкиваются только курящие люди и их ближайшее окружение - это сигаретный дым.

Пагубное влияние окиси углерода на здоровье человека заключается в ее способности связывать гемоглобин - белок крови, приносящий кислород к тканям человеческого организма.

Содержание двуокиси углерода (углекислого газа) в атмосфере увеличивается самыми разными путями. При вырубке лесов уничтожаются деревья, которые усваивают углекислый газ в процессе фотосинтеза. При производстве бетона из известняка образуется некоторое количество CO2. Но наиболее существенная часть углекислого газа образуется при сжигании топлива на воздухе. Установлено, что количество углекислого газа в атмосфере с каждым годом увеличивается.

Двуокись углерода в отличие от окиси не представляет прямой угрозы здоровью человека. Однако чрезмерное поступление в атмосферу углекислого газа грозит парниковым эффектом, последствием которого станет глобальное повышение температуры.

Загрязнение воздуха оксидами азота. Окись азота может образовываться в природе при лесных пожарах, однако высокие концентрации оксидов азота в городах и в окрестностях промышленных предприятий связаны с деятельностью человека. При высокотемпературном сгорании ископаемых видов топлива происходит реакции двух типов, в результате которых образуются оксиды азота. К первому типу реакций относится реакция между кислородом воздуха и азотом, содержащимся в топливе; при этом образуются оксиды азота. В угле содержание азота обычно составляет около 1%. В нефти и газе - всего лишь 0,2 - 0,3%; именно этот азот окисляется кислородом воздуха.

Ко второму типу реакций относятся реакции между кислородом воздуха и азотом, содержащимся в воздухе; при этом также образуются оксиды азота. Поэтому, даже если в исследуемом топливе вообще не содержится азот, все равно при его горении образуются оксиды азота. Оксиды азота образуются при сгорании любых видов топлива - природного газа, угля, бензина или мазута. Приблизительно 95% годового выброса оксидов азота в атмосферу - это результат сжигания ископаемого топлива. Около 40% общего объема выбросов приходится на автомобили и другие виды моторного транспорта. Примерно 30% приходится на сжигание природного газа, нефти и угля в топках электростанций. Сжигание ископаемого топлива для осуществления различных производственных процессов в промышленности добавляет еще 20%. Производство взрывчатых веществ и азотной кислоты - еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу, правда, не связанные со сжиганием топлива. Приведенные данные можно представить в виде следующей диаграммы:

Диаграмма 2. Источники выбросов в атмосферу оксидов азота, %

При использовании трех основных видов ископаемого топлива сжигание природного газа (во всех видах применения) дает примерно 20% общего объема выбросов оксидов азота, сжигание угля - 25%, а нефти - 47%.

Примерно 90% оксидов азота образуется в форме окиси азота (NO). Оставшиеся 10% приходится на двуокись азота (NO2).

Большая часть данных о влиянии оксидов азота на здоровье человека относится к двуокиси азота. Исходно двуокись азота составляет лишь 10% выбросов всех оксидов азота в атмосферу; однако в ходе сложной последовательности химических реакций в воздухе значительная часть окиси азота превращается в двуокись азота - гораздо более опасное соединение.

Помимо прямого воздействия на организм человека, оксиды азота способны вступать в фотохимические реакции, в результате которых образуются новые загрязнители воздуха, в том числе озон, альдегиды, а также необычные органические соединения. Двуокись азота также способна реагировать с водой с образованием азотной кислоты. В результате выпадают кислотные осадки.

Загрязнение воздуха частицами. Частицы, взвешенные в воздухе, - еще одно серьезное загрязнение атмосферы. В отличие от других загрязнений частицы очень разнородны по своему химическому составу. В воздухе находятся в виде взвеси многие твердые и жидкие компоненты, весьма различные по происхождению. Движение транспорта, сжигание топлива, промышленные процессы и выбросы твердых отходов - все эти источники дают вклад в загрязнение атмосферы твердыми частицами.

При сгорании угля образуются твердые частицы, диспергированные в воздухе, причем не только частицы золы (силиката кальция) и частицы углерода (сажа), но также частицы оксидов металлов, таких, как оксиды кальция и железа.

Количество частиц, поступающих в атмосферу при сгорании угля, чудовищно велико. Однако большая часть этих частиц удаляется вместе с отходящими дымовыми газами. При сжигании нефти в качестве топлива образуется лишь незначительное количество частиц.

При сгорании бензина и дизельного топлива в воздух попадают капли жидкого горючего. Жидкие углеводороды (соединения углерода с водородом) и жидкие производные углеводородов попадают в атмосферу из-за неполного сгорания в двигателях бензина и дизельного топлива. Еще один тип загрязнений появляется в результате происходящих в воздухе фотохимических реакций между окисью азота и углеводородами. Продукты этих фотохимических реакций представляют собой жидкие органические соединения, которые рассеиваются в воздухе в виде мельчайших капелек. Огромные скопления в воздухе твердых частиц и мельчайших капелек называют смогом.

Открытые разработки угля и других полезных ископаемых загрязняют воздух огромными количествами частиц. Обогащение и обработка руд и выплавка металлов - дополнительные примеры промышленных процессов, при которых в воздух выделяется большое количество частиц. Различные процессы обработки материалов (дробление, размалывание, резание, сверление и т.п.) также служат источниками загрязняющих воздух частиц. Все эти производственные процессы, вместе взятые, могут привести к большим выбросам частиц в атмосферу, чем сжигание угля.

В недавнем прошлом при строительстве зданий в воздух попало много частиц асбеста, который широко применялся для изоляции швов и обычно наносился путем распыления. Асбест и сейчас продолжает загрязнять атмосферу, когда сносятся старые постройки.

Наконец, сжигание мусора и отходов в некоторых городах оказывается серьезным источником частиц, особенно в том случае, если установки для сжигания сосредоточены в одном месте.

К особому типу частиц следует отнести соединения тяжелых металлов, особенно свинца. Свинец особо опасен для здоровья человека, так как является кумулятивным ядом (постепенно накапливается в организме). При этом для свинцового отравления необходимо очень небольшое количество свинца. Более подробно воздействие свинца и других частиц на здоровье человека и состояние окружающей среды будет рассмотрено в следующей главе.

Радиоактивное загрязнение. Главными источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды являются испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях и на предприятиях, а также радиоактивные отходы. Естественная радиоактивность, включая радон, также вносит вклад в уровень радиоактивного загрязнения.

Ядерные взрывы по общепринятой классификации подразделяют на наземные (на поверхности Земли или небольшой высоте), воздушные, высотные, космические, подводные и подземные. Наиболее опасными в настоящее время стали наземные взрывы большой мощности, поскольку радиоактивные продукты выбрасываются в тропосферу в значительных количествах и оседают на поверхности Земли. В результате огромные территории суши и океана подверглись антропогенному радиоактивному загрязнению, уровень которого в ряде районов значительно превышает природный фоновый уровень.

По некоторым данным СССР произвел 715 ядерных взрывов, а США - 1032. Помимо СССР и США ядерные взрывы производили Великобритания (совместно с США), Китай, Франция, Индия и Пакистан.

Новым явлением, атрибутом XX века, стали аварии на атомных электростанциях (АЭС). Первые и на АЭС и на атомных предприятиях произошли в 1957 г.: в Уиндскейле (Великобритания) и на Южном Урале (предприятие «Маяк», СССР). В 1967 г. снова случилась авария на предприятии «Маяк», а в 1983 г. авария на атомной станции в Три-Майл-Айленде (США). Крупнейшей аварией XX столетия считают Чернобыльскую (1986 г.). Она не только привела к радиоактивному загрязнению огромных территорий, облучению многих миллионов людей, но и нанесла огромный моральный вред обществу, которое потеряло веру в надежность атомной энергетики в целом.

Немалую роль в радиоактивном загрязнении играет естественный радиоактивный фон. Он воздействует на каждого человека, даже на того, который не соприкасается в работе с АЭС или ядерным оружием. Все мы за свою жизнь получаем определенную дозу радиации, 73% которой приходится на излучения природных тел (например, гранита в памятниках, облицовке домов и пр.), 13% - на медицинские процедуры (в первую очередь от посещения рентгеновского кабинета) и 14% - на космические лучи.

Загрязнение воздуха фреонами. Когда фреон был впервые синтезирован (в конце 20-х гг.), его применение казалось особо перспективным: безвредный, нетоксичный, инертный, дешевый газ. Однако уже во второй половине 70-х гг. была высказана идея о том, что фреоны представляют огромную опасность для озонового слоя земли. Через некоторое время эта предположение было полностью подтверждено.

Фреоны (хлорфторметаны) широко применяются в химии и быту: холодильниках, кондиционерах, аэрозольных упаковках. Сами по себе они не токсичны, но весьма стойки и рано или поздно за счет турбулентных движений воздуха попадают в стратосферу. Там, на высоте 20 - 25 км, где содержание озона максимальное, фреоны распадаются под действием солнечного ультрафиолета с образованием свободного хлора. Последний усиливает процесс естественного разрушения озона. Часто говорят, что одной молекулы хлора достаточно, чтобы уничтожить до 10 тыс. молекул озона (по другим оценкам - до 100 тыс.). Тем более что фреоны, попавшие в атмосферу, могут существовать в ней очень длительное время.

Кроме уничтожения озона фреоны оказывают влияние на развитие парникового эффекта. Так каждая молекула фреона (состоящая из атомов хлора, фтора и углерода), по данным американских ученых, в 20 тыс. раз более эффективна в удержании тепла, чем двуокись углерода.

В процессе производственной деятельности человека различные природ­ные вещества подвергаются обработке с образованием разнообразных загряз­нителей атмосферного воздуха.

Рассмотрим основные источники загрязнения воздуха населенных мест и образуемые ими загрязнители.

Дадим краткую характеристику наиболее распространенных и важных за­грязнителей атмосферного воздуха населенных мест:

Пыль

Пыль представляет собой смесь различных по величине твердых частиц. При любом пылевом загрязнении пыль может быть природной или же из вы­бросов предприятий. В зависимости от компонентов пыль может быть свин­цовой, кремниевой и тд.

Пыль может вызывать атрофические заболевания, заболевания легких - силикозы (вызываются пылью, содержащей двуокись кремния), гнойничковые заболевания кожи, заболевания глаз (конъюнктивиты и др.), снижение имму­нитета и др.

Сажа

Сажа содержит большое количество канцерогенных веществ. Истори­чески известна так называемая болезнь трубочистов - рак кожи. Это объяс­няется тем, что такой компонент сажи как 3,4-бензпирен является сильным канцерогеном.

3. Сернистый газ (диоксид серы, сернистый ангидрид) S0 2 ,

Образуется при сгорании любого вида топлива. Особенно много серни­стого газа образуется при сгорании каменного угля. Сернистый ангидрид ток­сичен. Во влажном воздухе сернистый ангидрид присоединяет воду с образо­ванием сернистой кислоты. Из сернистой кислоты образуется серная кисло­та. Серная кислота воздействует на слизистые оболочки (дыхательной систе­мы, ЖКТ), разрушает их, что способствует возникновению инфекционных заболеваний. Кроме того большое количество сернистого газа в воздухе мо­жет приводить к нарушению окислительно-восстановительных процессов, ферментативной активности, нарушению высшей нервной деятельности и др. Сернистый газ губительно действует на зеленые растения.

Оксиды азота

Всегда выделяются при сгорании топлива (особенно автомобильного) и получении азотистой кислоты Т.е. наибольшее количество оксидов азота в воздухе отмечается в районах химических комбинатов и автомагистралей.

Из оксидов азота может образовываться азотная кислота, которая небла­гоприятно воздействуют на дыхательные пути, миокард. Изменения со сторо­ны миокарда бывают значительно выражены даже при небольших концен­трациях азотной кислоты и ее солей. Высокая концентрация оксидов азота в атмосфере часто бывает причиной кислотных дождей (с рН до 4 и ниже). Высокая кислотность дождей снижает урожайность. Выпадая у озер, ки­слотные дожди повышают кислотность озерной воды, вызывает уменьшение количества ценных сортов рыбы и др.

Угарный газ (СО)

Образуется при сгорании любого топлива, при работе автомобильных двигателей. Угарный газ может быть причиной острого отравления.

Попадая в кровь, угарный газ образует комплекс с гемоглобином - карбоксигемоглобин. Сродство СО к гемоглобину в сотни раз выше чем у ки­слорода. Из-за связывания гемоглобина угарным газом возникает гипоксия в связи с нарушением транспорта кислорода кровью. При связывании полови­ны всего гемоглобина крови угарным газом (при 50 % карбоксигемоглобина от всего количества гемоглобина) происходит тяжелое отравление с возмож­ным летальным исходом.

Существует возможность хронического отравления угарным газом, свя­занного с постоянным вдыханием его в повышенных концентрациях и посто­янным присутствием в крови карбоксигемоглобина (у курильщиков, инспек торов ГАИ, ре1улировщиков). При этом могут возникать астеновегетативный синдром, бессонница, головные боли, ухудшение памяти, снижение быст­роты рефлекторных реакций и др.

Самоочищение атмосферы - частичное или полное восстановление естественного состава атмосферы вследствие удаления примесей под воздействием природных процессов. Дождь и снег промывают атмосферу благодаря своим абсорбционным способностям, удаляя из нее пыль и растворимые в воде вещества. Растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, который окисляет органические примеси (роль зеленых растений в самоочищении атмосферы от углекислого газа вообще исключительна - почти весь свободный атмосферный кислород имеет биогенное происхождение, т. е. около 30 % его выделяют зеленые растения суши, а 70 % кислорода высвобождают водоросли Мирового океана). Ультрафиолетовые лучи солнца убивают микроорганизмы. Природный потенциал самоочищения атмосферы во многом обусловлен такими природно-климатических условиями, как особенности подстилающей поверхности (растительность, рельеф), температурный режим, количество выпадающих осадков, циркуляционные процессы в атмосфере и др. Очень сильное влияние на самоочищение воздуха оказывают циркуляционные процессы в атмосфере. Например: господствующие в условиях антициклональной погоды нисходящие потоки воздуха приводят к накоплению загрязняющих веществ в приземных слоях атмосферы. Поэтому при одинаковом количестве поступающих веществ загрязнение воздушной среды будет значительно больше (соответственно, потенциал самоочищения ниже) в районах с преимущественно антициклональным режимом погоды и меньше там, где преобладает циклоническая деятельность. Способность атмосферы к самоочищению зависит также от величины ПЗА (потенциала загрязнения атмосферы). Чем ниже значение ПЗА, тем способность к самоочищению у атмосферы выше. Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) – широко используемая на практике косвенная характеристика рассеивающих способностей атмосферы. Эта величина представляет собой отношение гипотетических среднегодовых (среднесезонных) приземных концентраций примесей от антропогенных источников в данной точке пространства к аналогичным значениям концентрации от таких же источников в некотором «эталонном» районе, где рассеяние примеси принимается наилучшим, а концентрации, соответственно, минимальными.
Такая характеристика как ПЗА удобна в том отношении, что не требует сведений непосредственно об измеренных значениях концентрации или источниках загрязнения, а предполагает известными лишь такие климатические характеристики как вероятности слабого ветра (менее 1 м/с), приземных инверсий температуры и туманов

Меры по охране атмосферного воздуха от загрязнений.

1) Технологические мероприятия. Заключаются в совершенствовании технологий с целью уменьшения количества вредных выбросов в атмосферу. К технологическим мероприятиям можно осуществлять по следующим на­правлениям:

5. Замена токсичных веществ, использующихся в производствен­ном цикле, на менее токсичные.

6. Замена сухих методов работы мокрыми.

7. Герметизация и автоматизация производственного процесса.

8. Создание замкнутых технологических циклов, безотходных про­изводств и тд.

2) Санитарно-технические мероприятия - организация очистки промышленных выбросов на очистных сооружениях. Очистка может осуществляться следующими методами:

1. Использование сухих механических, пылеулавливателей (пылеотстойная камера, циклон и др.)

4. Использование фильтров (матерчатые, бумажные, масляные фильтры, электрофильтры и др)

5. Мокрая газоочистка (гравийный фильтр, полый скруббер) и дру­гие методы.

3) Планировочные мероприятия. Заключаются в правильном взаимо­расположении промышленных и жилых зон.

1. Удаление жилых и промышленных зон друг от друга с созданием санитарно-защитных зон (разрывов), которые лучше озеленять газоустойчивыми растениями. Ширина санитарно-защитной зоны зависит от предприятия и обычно составляет от 50 до 1000 мет­ров.

2. Взаимное расположение предприятий и жилых зон с учетом на­правления преобладающих ветров. 4) Установление предельно допустимых концентраций (ПДК).

ПДК - это максимальная концентрация, в которой допускается нахожде­ние вещества в атмосферном воздухе.

13. Вода как фактор здоровья человека. Неинфекционные заболевания, связанные с микроэлементарным и солевым составом воды. Профилактика эндемических заболеваний связанных с недостатком или избытком микроэлементов.

Вода играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и растительного мира, и природы в целом. Дееспособность всех живых клеток связана с присутствием воды. Рассматривая значение воды для человека, мы находим, что его организм – это совокупность водных растворов, коллоидов, суспензий и других сложных по составу водных систем. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности (шлаки). Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек может дышать абсолютно сухим воздухом, но не долго) Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день

Вода играет исключительно важную роль в организме человека:

Является средой, в которой протекают все физико-химические про­цессы.

Участвует в процессах окисления, гидролиза и др.

Необходима для растворения различных веществ в организме.

Выполняет транспортную, выделительную функцию.

Участвует в терморегуляции.

При обычной температуре и влажности воздуха суточный водный баланс здорового взрослого человека составляет примерно 2,2-2,8 л. Выделение воды осуществляется следующими путями:

С мочой - 1,5 л

С потом - 400-600 мл

С выдыхаемым воздухом - 350-400 мл

С калом - 100-150 мл

Эти потери воды компенсируются:

Человек в сутки выпивает примерно 1,5 л воды

Получает с пищей - 600-900 мл

В результате окислительных процессов в организме в сутки обра­зуется 300-400 мл воды.

Естественно, что суточный объем потребления и выделения воды может достаточно широко варьировать в зависимости от температуры окружающей среды, от интенсивности физической работы, привычек конкретного человека и тд.

Потребность в воде субъективно выражается в чувстве жажды, кото­рое возникает при недостаточном поступлении воды в организм.

Гигиеническое значение воды.

Кроме удовлетворения физиологической потребности вода нужна че­ловеку для санитарно-гигиенических, бытовых нужд. С этой точки зре­ния вода необходима для:

1) Личной гигиены человека (поддержания чистоты тела, одежды и тд).

2) Приготовления пищи.

3) Поддержания чистоты в жилищах, общественных зданиях, осо­бенно в лечебных учреждениях.

4) Централизованного отопления.

5) Поливки улиц и зеленых насаждений.

6) Организации массовых оздоровительных мероприятий (плавательных бассейнов)

Кроме того необходимо отметить, что вода в большом количестве потребляется в промышленности.

Природные воды довольно сильно различаются по степени минерализа­ции и химическому составу. Степень минерализации воды зависит от величи­ны сухого остатка.

Сухой остаток - это количество растворенных солей (в мг), содержа­щихся в 1 л воды. В нормальной питьевой воде содержится 500-600 мг/л со­лей.

Если минерализация воды резко повышена (более 1000 мг/л) или пони­жена (менее 100 мг/л), то такая вода не может полностью удовлетворить питьевые потребности человека, так как в значительной степени вызывает нарушения водно-солевого обмена. Вода с повышенной минерализацией мо­жет иметь неприятный вкус, ухудщать секрецию и усиливать моторику жлуд-ка и кишечника (послабляющее действие), отрицательно влиять на усвоение пищевых веществ, вызывать другие диспептические явления.

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Проблема загрязненности воздуха, особенно в мегаполисах и промышленных районах, сегодня актуальна как никогда. Возросшее число раковых заболеваний, снижение иммунитета, нарушения внутренних ритмов организма — целый ряд проблема со здоровьем связывают именно с ней. Каковы же основные загрязнители атмосферы? И есть ли у нас шанс обезопасить себя от них?

Структура атмосферы на нашей планете обеспечивает возможность существования жизни. Воздух, которым мы дышим, представляет собой настоящую смесь различных газов, примесей и других веществ. Нетрудно догадаться, что колебания в его составе по-разному сказываются на состоянии организма.

Структура воздуха

Как уже говорилось выше, воздух является газовой смесью; его составляющие представлены в определенных пропорциях, нарушение которых может сделать воздух опасным для здоровья и даже жизни. Классический следующий:

• Кислород — около 21%
• Азот — 78%
• Углекислый газ — 0,03-0,04%
• Остальные газы (водяные пары, инертные газы, озон и др.) — примерно 1%

Естественно, что в различных регионах страны и мира в целом этот состав воздуха различен. Так, содержание кислорода обычно держится в рамках, а его изменение не фиксируется больше, чем на 0,5%. Поддерживается эта стабильность за счет фотосинтеза, осуществляемого растениями, а также фотохимических процессов разложения водяных паров в атмосфере под действием ультрафиолета. Еще один важный фактор, поддерживающий оптимальный состав атмосферного воздуха — воздушные массы, перемещающиеся по все территории планеты.

Хуже обстоят дела с углекислым газом, одним из главных «антагонистов» в вопросах экологии воздуха. Он попадает в атмосферу при дыхании всех живых организмов, а также в процессе разложения органики и извержения вулканов. Искусственный путь попадания — выбросы отходов предприятий, сельскохозяйственная деятельность, сжигание лесов.

В промышленных зонах городов концентрация углекислоты может достигать 0,06%, а в местах большого скопления людей без должной вентиляции — до 0,8%! Углекислый газ, наряду с другими веществами, относится к парниковым газам, которые приводят к возникновению парникового эффекта.

Остальные составляющие воздуха также играют свою определенную роль. Так, азот рассматривается как растворитель для других газов. Его содержание также сохраняется в пределах нормы. Такой газ, как озон, жизненно необходимо планете: он составляет известный всем озоновый слой, предотвращающий попадание на планету губительных ультрафиолетовых лучей.

Источники загрязнения

О том, что современное состояние воздуха оставляет желать лучшего, знает каждый. Активное развитие промышленности, добыча полезных ископаемых, сельское хозяйство, автотранспортные средства — факторов, повлиявших на ухудшение состава воздуха, множество.

Тем не менее существуют и природные источники загрязнения, которые существовали еще на заре развития планеты. Поэтому в целом все загрязнители воздуха можно разделить на естественные и искусственные. К естественным загрязнителям относятся:

• Вулканы: невероятно опасный и страшный процесс извержения вулканов сопровождается выбросами гигантских объемов загрязняющих воздух компонентов: углекислоты, водяных паров, пыли, сажи и пепла. Эти вещества сохраняются в атмосфере в течение нескольких лет.
• Горение торфяников: торфяные залежи — настоящая бомба замедленного действия. Концентрирующиеся в процессе их формирования газы в конечном итоге воспламеняются при повышенных температурах (именно поэтому такие пожары возникают в особенно жаркое лето). В результате выделяется большой объем углекислого газа, а также взвешенных частиц.
• Пыльные бури: это явление характерно для целого ряда регионов, обычно пустынных и полупустынных. Сильнейшие ветры поднимают ввысь тонны пыли, песка, мусора и других взвешенных частиц, перенося их на дальние расстояния.

Но естественные по степени своего воздействия значительно уступают искусственным, то есть, тем, которые создает сам человек. Разнообразие их обширно, но в целом такие источники можно разделить на два типа:

• Бытовые отходы: тот самый мусор, который мы регулярно отправляем в мусорные контейнеры во дворе дома. В процессе сжигания на свалках и полигонах отходы выделяют колоссальный объем углекислого газа. Гниющий мусор является источником метана, концентрация которого в воздухе в последнее время пугающе растет.
• Промышленные отходы: самый страшный враг чистого воздуха — это ядовитые выбросы фабрик и заводов, а также выхлопы различного транспорта (автомобилей, поездов, воздушных и морских судов).

Совместно все эти источники вносят свой неприятный вклад в повышение загрязнения воздуха. И если контролировать естественные природные процессы человек не в силах, то последствия собственных действий зависят только от него.

Состав

Анализ воздуха для оценки степени загрязнения атмосферы показывает, что загрязнителями является масса веществ — целая таблица Менделеева! Общее их число чрезвычайно велико, поскольку современное производство связано с использованием ряда синтетических средств. Принято выделять несколько основных загрязнителей, влияние которых рассматривается как наиболее сильное. Они попадают в атмосферу как из естественных, так и из искусственных источников.

• Оксид углерода. Или угарный газ; он не обладает ни вкусом, не запахом, и сохраняется в атмосфере около 4 месяцев. В естественных условиях оксид углерода могут выделять растения в начале своего развития, однако колебания СО в воздухе при этом незначительны. Главную опасность представляют выхлопы, в частности автотранспорт. Действие СО на организм смертельно: попадая в организм, он блокирует поступление кислорода в кровь.
• Диоксид серы. Вещество сохраняется в воздухе около 10 часов, оно имеет весьма резкий, неприятный запах и высокую плотность. Образуется при горении разнообразного топлива, особенно — угля. При попадании газа в организм человек страдает от затрудненного дыхания, сбоев в работе сердца и даже отека легких.
• Оксиды азота. Оксид представляет собой бесцветный газ с высокой плотностью, который при взаимодействии с кислородом окисляется до диоксида, бурого газа, способного образовывать кислоты при контакте с влагой воздуха. Он гораздо опаснее и токсичнее оксида. Оба газа продолжают сохраняться в атмосфере около 3 суток. В естественных условиях выделяется при лесных пожарах; большие выбросы загрязнителя осуществляют работа ТЭС, металлургия и производство взрывчатых веществ.
• Свинец. Этот тяжелый металл широко известен своим токсичным воздействием на организм. Он активно используется в производстве красок, боеприпасов и в типографиях. Кроме того, немало свинца поступает в атмосферу из выхлопных газов. При попадании в организм металл вызывает сильнейшее отравление: нарушение умственной активности, работы почек, печени и даже разрушает костную систему.

Принятие мер

Бороться с высоким уровнем загрязнений воздуха требуется на всех уровнях организации государства. Примечательный и грустный факт: Россия входит в число стран с самой плохой экологией в мире.

Более чем в 120 городах обнаружено сильнейшее превышение нормы концентрации токсичных веществ. В основном это крупнейшие города, а также пункты, в которых расположены крупные промышленные объекты. Очевидно, что основной источник загрязнения воздуха — и производственные отходы.

1. Среди главных механизмов борьбы с загрязнением атмосферного воздуха рассматривается поиск альтернативных и безопасных видов энергии. Солнечная, ветровая, геотермальная энергии, создание электромобилей и многое-многое другое должно помочь снизить концентрацию вредных веществ в атмосфере.
2. Другая необходимая мера — озеленение регионов. Чрезмерная вырубка лесов привела к острой нехватке зеленых насаждений, позволяющих бороться с избытком углекислого газа. В последние годы постепенно осуществляются проекты по внедрение проектов по озеленению больших площадей в мегаполисах и крупных промышленных центрах.
3. Другой аспект — регулирование количества транспортных выхлопов. Казалось бы, сделать это невозможно, особенно, в городах-миллионниках. Однако современные технологии позволяют устанавливать специальные фильтры, пусть немного, но снижающие концентрацию токсинов в выхлопах.
4. То же самое касается и защитных фильтров в очистных системах на крупных промышленных предприятиях. Одновременно с этим разрабатываются новые виды экологически чистого топлива, не загрязняющие атмосферу.

В конце концов, еще одна важная мера по борьбе с усиливающимся загрязнением воздуха — принятие законов, регулирующих бережное отношение к природе. Вместе с этим необходимо с ранних лет воспитывать в детях ответственность за свои действия.

Современное состояние воздуха оставляет желать лучшего, поскольку уровень его загрязнения в некоторых регионах мира поразительно высок. Источники этого загрязнения подвластны нам лишь отчасти: ряд природных явлений вносят свой вклад в повышение концентрации загрязнителей в атмосфере.

Однако влияние человека заметно превышает природную «работу»: промышленность, сельское хозяйство, вырубка лесов, выхлопные газы — все это буквально за несколько десятилетий довело состояние воздуха до катастрофического. Но хотя ежедневно атмосфера загрязняется тоннами выхлопов и отходов, этот процесс еще нельзя назвать необратимым, поэтому все в наших руках.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, негативно влияющих на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Оно может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное вызвано природными процессами. Сюда относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др.; антропогенное– выбросы в атмосферу различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своему объему оно зачастую превосходит природное загрязнение.

В зависимости от масштабов распространения выделяют местное, региональное и глобальное типы загрязнений атмосферы. Первое характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.); при втором в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета; третьесвязано c изменением состояния атмосферы в целом.

По агрегатному состоянию выбросы веществ в атмосферу классифицируются на: газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, пыль, сажа, смолистые вещества и прочие).

Главные загрязнители воздуха (поллютанты)образуются в процессе производственной и иной дея­тельности человека; это диоксид серы (SO2), оксид углерода (СО) и твердые частицы; на их долю приходится около 98% от об­щего объема выбросов вредных веществ в атмосферу. Суммарный мировой выброс в атмосферу этих загрязнителей составил в 1990 г. – 401 млн. тонн (в России – 26,2 млн. тонн). Помимо них, в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ.

Другой формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком этого являются так называемые термические зоны , например, “остров тепла” в городах, потепление водоемов и т.п.

В целом, если судить по официальным данным за 1999 – 2002 гг., уровень загрязнения атмосферного воздуха в городах России остается высоким, несмот­ря на значительный спад производства. Это объясняют, прежде всего, увеличением количества автомобилей, в том числе неисправных и подержанных.

В настоящее время в основном загрязняют атмосфер­ный воздух на территории России такие предприятия, как тепловые и атомные электростанции, про­мышленные и городские котельные и др., по производству черной и цветной металлургии, стройматериалов, по нефтедобыче и нефтехимии, автотранс­порт.

В развитых промышленных странах Запада, например, основное количество выбросов вредных веществ приходится на авто­транспорт (50 – 60%), тогда как на долю теплоэнергетики зна­чительно меньше, всего 16 – 20%.

Тепловые электростанции. Котельные уста­новки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выбрасывается дым, содержащий продукты полного (ди­оксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания. При переводе установок на жидкое топливо (мазут) снижаются вы­бросы золы, но практически не уменьшаются выбросы оксидов серы и азота. Наиболее чистым является газовое топливо, которое загрязняет атмосферный воздух в три раза меньше, чем мазут и в пять раз меньше, чем уголь.

Крупный источник энергетического загрязнения атмосферы – отопительная система жилищ (котельные установки) – выделяет продукты неполного сгорания. Из-за небольшой высоты дымовых труб токсичные вещества в высоких концентрациях рассеиваются вблизи котельных установок.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу попадает 0,04 тонн твердых частиц, 0,03 тонн оксидов серы и до 0,05 тонн оксида углерода. Заводы цветной металлургии сбрасывают в атмосферу соединения марганца, свинца, фосфора, мышьяка, пары ртути, парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ.

Химическое производство. Выбросы предприятий данной отрасли невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее ввиду своей весьма высокой токсичности, разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для всей биоты. Атмосферный воздух загрязняется оксидами серы, соединениями фтора, аммиаком, нитрозными газами (смесь оксидов азота), хлористыми соединениями, сероводородом, неорганической пылью и т. д.

Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сотен миллионов автомобилей, которые, сжигая огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняют атмосферный воздух (особенно крупных городов). Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (в большей степени карбюраторных) содержат такие токсичные соединения, как бенз(а)пирен, альдегиды, оксиды азота и углерода и соединения свинца (в случае применения этилированного бен­зина). Правильная регулировка топливной системы автомобилей позволяет сни­зить количество вредных веществ в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы (каталитические дожигатели) –уменьшить токсичность выхлопных газов в 6 и более раз.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха происходит также при добыче и переработке сырья на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при вы­бросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжи­гании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промыш­ленные комплексы по производству мяса, распыление пести­цидов и т.д.