Проблемы загрязнения окружающей среды. Загрязнение атмосферы

Проблемазагрязненияатмосферы

Современнаяцивилизацияосуществляетневиданноедавление наприроду. За­грязнениеприродной средыпромышленнымивыбросамиоказываетвредное дей­ствиена людей,животных,растения,почву,здания и сооружения,снижает про­зрачностьатмосферы,повышает влажностьвоздуха,увеличиваетчисло дней с туманами,уменьшаетвидимость,вызывает коррозиюметаллическихизделий.

Под загрязнениемокружающейсреды следуетпонимать изменениесвойств среды(химических,механических,физических,биологическихи связанныхс ними информационных),происходящиев результатеестественныхили искусст­венныхпроцессов иприводящиек ухудшениюфункций средыпо отношениюк любому биологическомуили технологическомуобъекту.Используяразличныеэлементы окружающейсреды в своейдеятельности,человек изменяетеё качество.Часто эти изменениявыражаютсяв неблагоприятнойформе загрязнения.По масштабамантропогенныеизменениястановятсясопоставимымис природными,а в ряде случаевдаже превышаютих, о чемможно судитьиз таблицы 1.

Табл. 1.

Поступлениев атмосферу( тонн / год) некоторыхкомпонентов,естественногои промышленногопроисхождения:

Естественныепроцессы загрязненияимеют в природеантиподы,способныенейтрализоватьдействие природногозагрязнителя,а многие вещества,созданныечеловеком,являются инороднымипо отношениюк природе.Естественныеисточникизагрязненияобычно удаленыот среды обитаниячеловека,а антропогенныерасположеныв районахконцентрациинаселения.

Основныепути решения

Увеличениемасштабовзагрязненияатмосферытребуют быстрыхи эффективныхспособов защитыеё от загрязнения,а такжеспособовпредупреждениявредного воздействиязагрязнителейвоздуха.Атмосфераможет содержатьопределённоеколичествозагрязнителябез проявлениявредного воздействия,т.к.происходитестественныйпроцесс еёочистки.

Первымшагом в установлениивредного воздействия,связанногос загрязнениемвоздуха,является разработкакритерия качествавоздуха,а также стандартовкачества.

Стандартыкачества определяютуровни качествавоздуха и предельнодопустимыевыбросы (ПДВ),которые необходимовыдерживатьдля обеспечениябезопасностижизни.

Контролирующиеорганы обязаныосуществлятьколичественныйи качественныйконтроль.

Другимподходом кулучшениюсостоянияатмосферыявляется требованиепримененияпередовыхтехнологическихпроцессов,замена вредныхматериаловбезвредными,применениемокрых способовобработки сырьявместо сухих.

Как правило,на промышленныхпредприятияхиспользуютсяпроцессы илиустройствадля газоочисткии пылеулавливания,чтобы уменьшитьили предотвратитьвеличину выброса.Процессы газоочисткимогут такжеразрушить илименять егохимическиеили физическиесвойства так,что он становитсяменее опасным

В некоторыхслучаях используютметод рассеиванияв атмосфере.Дымовые трубыдолжны бытьдостаточновысокими (300-350метров),для обеспеченияхорошего разбавленияпримесей путёмобтеканиявоздуха вокругзданий в зонеаэродинамическихтеней.Кроме того,необходимоучитыватьтемпературувыбросов иместорасположениетруб. Предприятиястроят с подветреннойстороны поотношению кжилым районам.На ряде предприятийфакельные газыиспользуютдля отоплениязданий,а их избытокнаправляетсяна теплоцентраль.

Масштабы

По масштабамзагрязнениеокружающейсреды можноразделить налокальное,региональноеи глобальное.Эти три видазагрязнениятесно связанымежду собой.Как правило,первичнымявляется локальноезагрязнение,которое,если скоростьпроцесса загрязнениябольше скоростиестественногоочищения,переходит врегиональноеи затем принакопленииколичественныхизменений - вглобальноеизменениекачества окружающейсреды.Для глобальногозагрязнениянаиболее важнымявляется временныйфактор.

Существованиетаких процессовсвидетельствуетоб ограниченностиресурсов атмосферыи о пределахеё естественногосамовосстановления.Например,использованиевоздуха впроизводственныхпроцессахиздавна предполагалоестественныеспособностиатмосферы квосстановлениюпервоначальныхкачеств.В частности,дымовые выбросыв атмосферу,содержащиемикрочастицыи токсичныевещества,представляютсобой не чтоиное,как методразбавления.И даже в нашидни при строительствевысотных исверхвысотныхтруб продолжаютпользоватьсяэтим древнимметодом.Однако резкоевозрастаниеобъемов выбросовпривело к тому,что масштабызагрязнениевплотную приблизилисьи даже частоперешагиваютпределы самовосстановленияатмосферы.

При современныхуровнях загрязнениявредные веществаот источниказагрязненияраспространяютсяна десятки исотни километров.И даже самопонятие источникзагрязнениянесколькоменяет смысл.Если в каком-либопромышленномрайоне можновыделить точечныеисточникизагрязнения,то в масштаберегиона целыйпромышленныйрайон,например крупныйгород,может рассматриватьсякак единыйисточник ссистемой точечных,линейных(автомагистрали)и групповыхисточников.Более того,даже весь региони даже целаястрана можетвыступать вроли единогоисточниказагрязнения.

Современноеиндустриальноепроизводствооказываетзначительноевоздействиена природу вглобальныхмасштабах.Хотя большаячасть загрязняющихвеществ и тепловойэнергии вырабатываетсяна ограниченнойплощади,главным образомв промышленныхрайонах СевернойАмерики,Европы и Азии,вследствиеособенностейциркуляцииатмосферы иперемещенийв водной оболочкеЗемли значительнаячасть некоторых,относительнодолго живущихзагрязняющихвеществ рассеиваетсяна огромныхпространствахи даже по всейЗемле,приводя крегиональномуи глобальномузагрязнению.

К настоящемувремени определилисьнекоторыеважные проблемыв областиантропогенногоглобальногозагрязненияокружающейприроднойсреды,к числу которыхотносятся:

1. Возможныеизмененияклимата в связис поступлениемв атмосферутехногенноготепла,углекислогогаза и аэрозольныхпримесей.

2. Возможноенарушениеозонового слояЗемли,связанное споступлениемв атмосферуфреонов,окислов азотаи некоторыхдругих примесей.

3. Экологическиепоследствияглобальногозагрязненияприроднойсреды и биосферырадиоактивнымивеществами,тяжелыми металламии пестицидами.

4. Общаяпроблема морскойсреды атмосфернымиосадками,речным стоком,наземным иморским транспортом.

5. Дальнийатмосферныйперенос загрязняющихвеществ и проблемакислотныхосадков.

Такимобразом,масштабыантропогенноговоздействияна окружающуюсреду и уровеньвытекающейиз этого опасностизаставляютискать новыеподходы к развитиютехнологическихпроцессов,которые,являясь неменее эффективнымив экономическомсмысле,во много разпревосходилибы существующиепо степениэкологическойчистоты.Фактическипротиворечиемежду экономикойи экологиейозначает противоречиемежду необходимостьюгармоничногоразвития системы природа-человек-производствои недостаточнойобъективнойвозможностью,а порой и простосубъективнымнежеланиемтакой гармониина современномэтапе развитияпроизводственныхсил и производственныхотношений.

Литература

1. О.Ф.Балацкий,Л.Г.Мельник,А.Ф.Яковлев “Экономикаи качествоокружающейприроднойсреды”Гидрометеоиздат,1984г

2. Я.М.Грушко“Вредныеорганическиесоединенияв промышленныхвыбросах ватмосферу”,“химия”Ленинград1991г

3. “Защитаатмосферы отпромышленныхзагрязнений”справочникпод ред. С.Калвертаи Г.Инглунда“Металлургия”,Москва1991

4. П.И.Меркулов,А.А.Ямашкин,В.Н.Масляев “Антропогенноевоздействиена географическуюоболочку”ИздательствоМордовскогоуниверситета1994г

Причиныи факторы

Вещества,загрязняющиеатмосферу,причинялизначительныйвред окружающейсреде в течениимногих десятилетий.По-видимому,с их вреднымвоздействиемпридётся считатьсяи в будущем.Дальнейшийрост населенияи промышленногопроизводстванеизбежноприводит кувеличениюопасностизагрязнения.

Основнымизагрязняющимивеществами,содержаниекоторых в атмосферерегламентируетсястандартами,являются:диоксид серы(SO2),оксиды азота(NOиNO2), оксидуглерода(CO),газообразныеуглеводороды(HC),а также сероводород(H2S),сероуглерод(CS2),аммиак(NH3),различныегалогеносодержащиегазы.

Существуют3 основных источникаобразованиягазообразных загрязнений:сжигание горючихматериалов,промышленныепроизводственныепроцессыи природныеисточники.В результатесжигания топливаобразуется78% диоксида серыот общего егоколичества.Углеводороды,опасностьпоявлениякоторыхсвязана с тем,что они являютсяпромежуточнымипродуктамив процессеобразованияозона,поступают ватмосферу присжигании топливаи при переработкенефтепродуктов,кроме того,многие углеводородывыделяютсяв процессероста и размножениярастений.По оценкамучёных из природныхисточниковво всём миреежегодно выделяется117 млн. т.углеводородов,а из антропогенныхисточников100 млн. т.Однако углеводороды,присутствующиев атмосферегородов,в основномпредставляютсобой продуктысгорания.

Значительныеколичестваоксидов серывыбрасываютсяв атмосферупри производствемеди,свинцаи цинка из сульфидныхруд, а такжев процессеочистки нефтепродуктов.Большая частьвыбросов SO2связана сосжиганиемтоплива в топкахдля получениянеобходимогодля процессатепла.Образующиесягазы,содержащиеSO2,обычно используютсядля производствасерной кислоты.

Оксидысеры такжевозникают впроцессе производствабумаги и целлюлозноймассы в результатесжиганиясеросодержащихматериалов.

Загрязнениеатмосферыуглеводородамипроисходитот химическихпредприятий,нефтеперерабатывающихи металлургическихзаводов.Углеводороды,выделяютсяв процессепроизводствапластмасс,красителей,пищевыхдобавок,парфюмерныхпродуктов,смол,пластификаторов,пигментов,пестицидов,а также припереработкекаучуков инефтехимическихпродуктов.

Средихимическихсоединений,выбрасываемыхв атмосферу,содержитсядостаточнобольшое числоядовитых веществ.В настоящеевремя к опаснымзагрязняющимвеществамотносятся парыртути,винилхлориди бензол,содержаниекоторых в атмосфереподлежит специальномуконтролю.

Большоеколичествоископаемоготоплива ежегодносжигается втопках котельныхдля получениятепла.Котельные самыекрупные потребителисамого “грязного”топлива- угляи мазута.Поэтому энергетикапо совокупностиколичестваи качествасжигаемоготоплива являетсяединственнымисточникомвыбросов диоксидасеры,а также главнымисточникомдисперсныхзагрязнителейи оксида азота.

Газообразныезагрязнителивозникают впроцессе горения,а дисперсные- механическаяпыль,может выдуватьсяпри разгрузкеи транспортировкеугля по конвейеру,а также приудалении искладированиитопочной золы.Пыление угляпроисходитв результатеветровой эрозии.Использованиеприродногоугля в качестветоплива являетсяболее эффективным.Хотя природныйгаз рассматриваетсякак относительночистое топливо,при его сгораниитакже образуютсязагрязняющиевещества:оксиды азота,оксиды углерода,углеводороды,дым.

Ещё однимнемаловажнымисточникомзагрязненияатмосферыявляется сжиганиетвёрдых городскихотходов.Во всех цивилизованныхмирах для этихцелей существуютмусоросжигательныепечи, от конструкциикоторых зависятсоставы выбросов.

Дымовыевыбросы состоятиз относительнобезвредныхгазообразныхпродуктовсгорания:диоксида углерода,воды, инертногоазота.Но их избытокможет привестик образованиюшлейфа тумана.Для улавливаниядымовых выбросовиспользуютразличныефильтры иулавливатели.

Загрязнениеокружающейсреды выбросамидвигателейвнутреннегосгорания привлекаютвсё более пристальноевнимание впоследние годыиз-за возросшейугрозы здоровьючеловека.

Сравнительнаяхарактеристикаосновных выбросовразличныхтранспортныхсредств, какисточниковзагрязнения,приведена втабл.2

Увеличениесодержанияуглекислогогаза в атмосфереведёт к повышениютемпературыЗемли. При увеличениисодержанияCO2 можноожидатьповышениясредней температурыЗемли, хотязависимостьмежду этимипараметрамидовольно сложная.Было проведеномножествомодельныхисследованийпо этой проблеме.Судя по ихрезультатам,примерноеудвоение содержанияCO2 произойдетоколо 2040 года,в результатечего средняятемпературапланеты возрастётна 2 или 3 С. Вполярных районахповышениетемпературыможет превыситьданное значениев несколькораз.Считаетсявероятным, чтооколо 2000г.содержаниеCO2будет составлять~400млн.,что вызоветповышениетемпературына 1С, причёмтакже с болеезначительнымповышениемв полярныхобластях.

Проблемавлияния антропогеннойдеятельностина изменениетемпературывсё ещё в стадииобсуждения.Конечно,нельзя сводитьэто воздействиепросто к “Подъёмутемпературына термостате”,посколькуглобальноераспределениетемпературысвязано сперемещениематмосферныхмасс, напримерсо штормамив зимнее время.

Содержаниеводяного паратакже можетизменитьсяпри изменениитемпературы.Таким образом,конечным результатомизмененияконцентрацииCO2в атмосферемогут статьсложные климатическиепроцессы, связанныес изменением,как температуры,так и процессовобразованияосадков.

Ранеепредполагалось,что окислыазота, выбрасываемыетранспортнойавиацией, являютсяосновной причинойразрушенияозонового слоя.Однако количественныеизмеренияпоказали, чтоэтот источникничтожен посравнению сестественными.Из продуктовчеловеческойдеятельностинаиболее опаснымидля озоновогослоя являютсяфреоны и подобныеим вещества.Они искуственногопроисхожденияи широко применяютсяв холодильныхустановках,различныхаэрозольныхустановках.

Озонсоставляеточень небольшуюдолю в атмосфере–менее одноймиллионнойдоли и по объёму,и по массе. Основнаяего частьконцентрируетсяв стратосфере-до 90%. Остальные10% сосредоточеныв нижних слояхатмосферы.Здесь озон ужеявляется оченьопасным загрязнителемвоздуха. Ондействует надыхательныепути, раздражаетглаза, нарушаетрост растительностии т.д. концентрацияего в воздухе,используемомдля дыхания,не должна превышать150­-200 мкг/м^3.

Озон образуетсяв результатеэлектрическихразрядов, ногораздо болееважными являютсяфотохимическиереакции с участиемвеществ-посредников(окислыы азотаили углеводороды).В больших городахврезультатепромышленныхи автомобильныхвыбросов, которыевзаимодействуютдруг с другом и с другимигазами, образуютсясложные химическиесоединения,возникаетфотохимическийсмог, имеющийвысокую концентрациюозона.

В связи стем что экологическаяроль озоновогослоя в глобальноммасштабе велика,многие страныприступилик немедленнымпрактическимдействиям. Ужев 1978г. США, Канадаи Скандинавскиестраны запретилиприменениефреонов в аэрозольныхбалончикахтам, где в этомнет необходимости.

В заключениизаметим, чтопока наши знаниянедостаточны,чтобы определитьосновные причиныколебаниясодержанияозона в атмосфереи объяснитьего механизм.Поэтому любыепрогнозы следуетвосприниматькак гипотетические.

Региональныеособенности

Мордовиярасположенав индустриальнойзоне европейскойчасти России,на стыке такихвысокоразвитыхрайонов, какЦентральный, Поволжский,Центрально-чернозёмный.Поэтому качествовоздушной средыв республикезависит нетолько от выбросовместных источников,но и от фоновогоуровня загрязненияатмосферырегиона. Извсех видовзагрязнеиявоздуха поступающихв мордовиюизвне, наиболееощутима пыль.

ПревышениеПДК вредныхвеществ в атмосферномвоздухе в течениигода наблюдаетсяв Саранске,Рузаевке, Ковылкино,Комсомольском,Тургеневе.

Основныепромышленныеисточникизагрязненияатмосферы вСаранскесосредоточеныв севернойчасти городаи удалены отцентра городана 2- 6км. Это:ОАО Лисма, АОЖелезобетон,ТЭЦ, ОАО Биохимик.Кроме того, повсему городурасположенымелкие источникизагрязнения:более 60 промышленныхпредприятийимеющих более4000 стационарныхисточниковвыбросов вредныхвеществ. Основныезагрязняющиевещества окисьуглерода, сернистыйангидрид, твёрдыевещества, окислыазота, углеводороды.Специфическиезагрязняющиевещества:соединениясвинца, металлическойртути, хлористоговодорода, бутил-ацетата, ацетон.

Соединениятяжёлых металловотносятся кпервому классуопасности. Ониимеют замедленноедействие восновном нацентральнуюнервную систему.

Высокадоля в загрязненииатмосферыгорода автотранспорта,значительновыше среднегопоказателяпо республике.

Потенциалзагрязненияатмосферноговоздуха в населённыхпунктах летомвыше, чем зимой,т.к. чаще возникаютявления, способствующиенакоплениюпаллютантов.

Пылевоезагрязнениенаиболее характернодля весны иосени, когдапахотные землилишены растительностии дуют сильныеветры. Наиболеезагрязненнымиявляются районыТЭЦ-2 и Заречный.

Значительныевыбросы пылипроисходятпри добычестройматериалов,дроблении исортировке,при производствецемента, железобетонныхконструкций.Основные выбросы- диспергационныеаэрозоли –цементная пыльоказываютвредное действиена здоровье,на видимость,на климат. Такимисточникомзагрязненияявляется цемзаводв п. Комсомольском.

Результатыпо решению

В связи сособенностямисложившийсясовременнойсоциально-экологическойситуации современномупроизводствупредъявляетсядва условия.Первое –производстводолжно не толькосоздаватьматериальныеблага, но иобезвредитьпродукты своейдеятельности.Второе- продуктыпроизводствапосле использованиядолжны относительнолегко сновапревращатьсяв продуктыпроизводства.

Радикальнымметодом защитыатмосферы отзагрязненияслужит ликвидациявыбросов доих поступленияв атмосферу.Для этого необходимоприменнениебезотходныхтехнологий,замена вредныхматериаловбезвредными,герметизациятехнологическихпроцессов всамом производстве,утилизациявредных отходов,применениеновейших конструкцийфильтров, выборнаиболее подходящейтехнологииулавливания,а также подавлениевыбросов двигателейавтотранспорта.

Анализсовременногосостояния идинамики загрязненияатмосферыпоказывает,что хотя и медленно,но происходитснижение нагрузкина воздушныйбассейн городаза счёт установкигазо-пылеулавливающихочистных сооружений.За текущие годыколичествовыбросов ватмосферуснизилось засчёт сокращенияпроизводства.

Из конкретныхмероприятий,направленныхна улучшениесостоянияатмосферы внашем городеможно отметитьследующее:

1.Вынесениеза черту городасвалки бытовыхотходов. Планируетсястроительствомусоросжигательногозавода.

2. На АО“Лисма”применяетсягерметичнаякапсульнаятехнологияпроизводствалюменисцентныхламп. Обязательнымявляется утилизацияотходов м вышедшихиз строя ламп.

3. Решено, чтовновь строящаясяГРЭС на рекеМокше будетиспользоватьприродный газ.

Возможно,очень скоров Мордовииначнёт действоватьустановка попереработкеотходов гальваническогопроизводства.Её разработчикамиявляются учёныеядерного центраАрзамас-16. Этаустановка насегодняшнийдень единственнаяв мире и претендуетбыть названнойноу-хау.

В результатепереработкиотходов на светБожий появляютсякомпоненты,используемыев производствегрунтовыхкрасок, органическихудобрений дляцветов и вомногом другом.

Перспективы

Ростпроизводстваэлектроэнергии- непременноеусловие развитиячеловека. Поэтомуабсолютноеколичествопроизводимойчеловекомэнергии будетвозрастатьиз года в год.

Выше былосказано, чтоименно с выбросамив атмосферудвуокиси серыи окислов азотав результатесжигания топливасвязаны кислотныедожди. Накоплениедвуокиси углеродавызывает уучёных тревогуо возможностиглобальногопотепленияна Земле.

Доля угляв структуреэнергетическогосырья возрастает,а проводимыемероприятияпо уменьшениювыбросов ТЭС,работающихна угле, не даютощутимых результатовдаже в высокоразвитыхстранах.

В конечномсчете, общееоздоровлениевоздушногобассейна зависитот того, какчеловечестворешит вопросо “экологизации”производстваи использованияэнергии.

Очевидно,в ближайшембудущем небудет найденоэкологическичистых источниковэнергии ичеловечествупридётся пользоватьсятрадиционнымивидами сырья.Поэтому однимиз вариантоврешения проблемыявляется впроизводствеэнергии долит.н. возобновимыхресурсов иядерного сырья.

На долювозобновимыхвидов приходитсяоколо 21% мировогопотребления.Из них 15% -на долюэнергии, получаемойиз биомассыи 6% на долю гидроэнергии.Подъём в развитииядерной энергетикивряд ли можноожидать послеЧернобыльскойаварии.

В отдельныхстранах используетсяэнергия солнца,ветра, гидротермальнаяэнергия, энергияприливов иотливов, нодоля их в мировоммасштабе поканичтожна, хотяэкологичностьочевидна.

В программепо улучшениюэкологическойситуации вМордовии до2005года включенытакие предложения:

1. Совершенствованиеприродоохранногозаконодательства,а также системэкологическихстандартов,норм и требований,ужесточениенаказания заэкологическиепреступления.

2. Созданиеконтрольно-регулировочныхцентров вовсех крупныхавтохозяйствахдля определенияокиси углеродав выхлопныхгазах.

3. Организацияна стационарныхпостах ГИБДДпостоянныхпунктов дляконтроля зауровнем содержанияСО2 в отработанныхгазах.

4. Сокращениегородскогопарка автобусовпри одновременномувеличениидоли электрифицированноготранспортас увеличениемего транспортнойсети.

5. Перевод всехкотельных г.Саранска наприродный гази электроэнергию.

6. Выведениеасфальтобетонныхзаводов запределы г. Саранска

7. Расширениестационарныхпостов оперативногоконтроля засостояниематмосферноговоздуха вреспублике.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Проблемазагрязненияокружающейсреды.___________________________

2. Масштабывоздействия____________________________________________

3. Причиныи факторы______________________________________________

4. РегиональнаяособенностьМордовии________________________________

5. Основныепутирешения___________________________________________

6. Результатыпо решению___________________________________________

7. Перспективы____________________________________________________

МинистерствообразованияреспубликиМордовия

Средняяшкола №7

на тему: Проблемызагрязненияокружающейсреды.

Загрязнениеатмосферы.

Выполнил:Е.В.Селиванов

Проверил:В.П.Ковшов

Саранск 1999г.