Источники загрязнения атмосферного воздуха

Основными антропогенными источниками загрязнения ат­мосферного воздуха являются следующие отрасли экономики: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, про­мышленные и городские котельные и др.), автотранспорт, чер­ная и цветная металлургия, нефтедобывающее и нефтеперера­батывающее производство, машиностроение, производство стройматериалов и т.д.

Энергетика. При сжигании твердого топлива (каменного угля) в атмосферный воздух поступают оксиды серы, оксиды азота, твердые частицы (пыль, сажа, зола). Так, современная теплоэлектростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует до 20 тыс. т угля в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т SO₂ и SO₃; 120–140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа); 200 т оксидов азота. Использование жидкого топлива (мазута) сни­жает выбросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Газовое топливо загрязняет атмосферный воздух в 3 раза меньше, чем мазут и в 5 раз меньше, чем уголь.

Атомная энергетика в случае безаварийной работы еще бо­лее экологична, но и она загрязняет воздух такими токсичны­ми веществами, как радиоактивный йод, радиоактивные инер­тные газы и аэрозоли. В то же время АЭС представляет собой значительно большую потенциальную опасность по сравне­нию с предприятиями традиционной энергетики. Опасность несут аварии атомного реактора и отходы ядерного топлива.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксида серы, 0,05 т оксида углерода, а также в меньших коли­чествах свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути, фе­нол, формальдегид, бензол, аммиак и другие токсичные веще­ства. В выбросах предприятий цветной металлургии, кроме того, содержатся тяжелые металлы, такие, как свинец, цинк, медь, алюминий, ртуть, кадмий, молибден, никель, хром и др.

Химическая промышленность. Выбросы химической промыш­ленности характеризуются значительным разнообразием, вы­сокой концентрированностью и токсичностью. Они содержат оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическую пыль и т.д.

Автотранспорт. В настоящее время в мире эксплуатируется несколько сот миллионов автомобилей. Выхлопные газы двига­телей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бензпирена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (из эти­лированного бензина). В настоящее время в крупных городах России выбросы от автотранспорта превосходят выбросы от стационарных источников (предприятий промышленности).

Сельское хозяйство. Сельскохозяйственное производство при­водит к загрязнению атмосферного воздуха пылью (при меха­нической обработке почв), метаном (домашние животные), се­роводородом и аммиаком (промышленные комплексы по про­изводству мяса), пестицидами (при их распылении) и т. д.

Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечает­ся также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах и т.д.

Смог. Смог – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. Разли­чают два типа смога: лондонский и лос-анджелесский.

Лондонский (зимний) смог образуется зимой в крупных про­мышленных центрах при неблагоприятных погодных услови­ях: отсутствии ветра и температурной инверсии. Температур­ная инверсия проявляется в повышении температуры воздуха с высотой (в слое 300–400 м) вместо обычного понижения. В результате дым и загрязняющие вещества (пыль, оксиды серы и углерода) не могут подняться вверх и рассеяться, а образуют туманную завесу.

Лос-анджелесский (летний, фотохимический) смог возника­ет летом также при отсутствии ветра и температурной инвер­сии, но обязательно в солнечную погоду. Он образуется при воздействии солнечной радиации на оксиды азота и углеводо­роды, поступающие в воздух в составе выхлопных газов авто­мобилей и выбросов предприятий. В результате образуются высокотоксичные загрязнители – фотооксиданты, состоящие из озона, органических пероксидов, пероксида водорода, аль­дегидов и т.д.

Смог вызывает обострение респираторных заболеваний, раздражение глаз, ухудшение физического состояния и т.д. вплоть до летального исхода. В 1952 г. в Лондоне от смога за две недели погибло более 4000 человек. Рассеять смог может только ветер, а бороться с ним можно путем сокращения выбросов загрязнителей в атмосферу.

Билет №13(доработать!!!)

Основные загрязняющие вещества, их влияние на здоровье чел-а.

Экологическая характеристика десяти главных загрязнителей биосферы

Загрязнитель	Экологическая характеристика
1. Углекислый газ	Образуется при сгорании всех видов топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению ее температуры, что чревато пагубными геохимическими и экологическими последствиями.
2. Окись углерода	Образуется при неполном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.
3. Сернистый газ	Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые ткани.
4. Окислы азота	Создают смог и вызывают респираторные заболевания и бронхит у новорожденных. Способствуют чрезмерному разрастанию водной растительности.
5. Фосфаты	Содержатся в удобрениях. Главный загрязнитель вод в реках и озерах.
6. Ртуть	Один из опасных загрязнителей пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в организме и вредно действует на нервную систему.
7. Свинец	Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ в живых клетках.
8. Нефть	Приводит к пагубным экологическим последствиям, вызывает гибель планктонных организмов, рыбы, морских птиц и млекопитающих.
9. ДДТ и другие пестициды	Очень токсичны для ракообразных. Убивают рыбу и организмы, служащие кормом для рыб. Многие являются канцерогенами.
10.Радиация	При превышении допустимых доз приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим; мутациям.

Билет № 14 (по списку 15)

Кислотные дожди.

Кислотные дожди. Кислотный дождь – дождь или снег, под­кисленный до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной вла­ге антропогенных выбросов (оксиды серы, оксиды азота, хлороводород, сероводород и др.).

Отрицательное воздействие кислотных дождей на раститель­ность проявляется как в прямом биоцидном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение рН почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состоя­ния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоемов. Снижение рН воды вы­зывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоема. Негативные послед­ствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Ев­ропе, России, Украине, Белоруссии и других странах.

(Вот и сё…)

Билет № 15 (по списку 16)

Истощение озонового слоя.

Разрушение «озонового слоя». Озоновый слой (озоносфера) – слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона (О₃) на высоте 20–25 (22–24) км. Содержащееся в озоновом слое коли­чество озона невелико: в приземных условиях атмосферы (при давлении 760 мм и температуре +20° С) он образовал бы слой толщиной всего 3 мм. В атмосфере озон образуется из кислоро­да под действием ультрафиолетового излучения.

«Озоновая дыра» – значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержа­нием озона. Считается, что основной причиной возникнове­ния «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды, или ФХУ) – высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладагентов (холодильники, кондиционеры, рефриже­раторы), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.

Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах не­обходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина В и т. д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать рако­вые заболевания и мутации.

Билет № 16 (по списку 17)

Охрана атмосферного воздуха.

Защита атмосферы

В целях защиты атмосферы от загрязнения применяют сле­дующие экозащитные мероприятия:

– экологизация технологических процессов;

– очистка газовых выбросов от вредных примесей;

– рассеивание газовых выбросов в атмосфере;

– соблюдение нормативов допустимых выбросов вредных веществ;

– устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-пла­нировочные решения и др.

Экологизация технологических процессов – это в первую очередь создание замкнутых технологических циклов, безот­ходных и малоотходных технологий, исключающих попада­ние в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Кроме того необходима предварительная очистка топлива или замена его более экологичными видами, применение гидрообеспыливания, рециркуляция газов, перевод различных агрегатов на элек­троэнергию и др.

Актуальнейшая задача современности – снижение загряз­нения атмосферного воздуха отработанными газами автомо­билей. В настоящее время ведется активный поиск альтерна­тивного, более «экологически чистого» топлива, чем бензин. Продолжаются разработки двигателей автомобилей, работа­ющих на электроэнергии, солнечной энергии, спирте, водо­роде и др.

Очистка газовых выбросов от вредных примесей. Нынеш­ний уровень технологий не позволяет добиться полного пре­дотвращения поступления вредных примесей в атмосферу с газовыми выбросами. Поэтому повсеместно используются раз­личные методы очистки отходящих газов от аэрозолей (пыли) и токсичных газо- и парообразных примесей (NО, NО₂, SO₂, SO₃ и др.).

Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воз­духа, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки: сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры), мокрые пылеуловители (скрубберы и др.), фильтры, электро­фильтры (каталитические, абсорбционные, адсорбционные) и дру­гие методы для очистки газов от токсичных газо- и парообраз­ных примесей.

Рассеивание газовых примесей в атмосфере – это снижение их опасных концентраций до уровня соответствующего ПДК путем рассеивания пылегазовых выбросов с помощью высо­ких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше ее рассеиваю­щий эффект. К сожалению, этот метод позволяет снизить ло­кальное загрязнение, но при этом проявляется региональное.

Устройство санитарно-защитных зон и архитекгурно-планировочные мероприятия.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или обще­ственных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина этих зон составляет от 50 до 1000 м в зависимости от класса производства, степени вред­ности и количества выделяемых в атмосферу веществ. При этом граждане, чье жилище оказалось в пределах СЗЗ, защи­щая свое конституционное право на благоприятную среду, могут требовать либо прекращения экологически опасной де­ятельности предприятия, либо переселения за счет предприя­тия за пределы СЗЗ.

Архитектурно-планировочные мероприятия включают пра­вильное взаимное размещение источников выброса и насе­ленных мест с учетом направления ветров, выбор под заст­ройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами и т. д.

Билет № 17 (по списку 18)

Свойства воды. Мировые запасы воды. Запасы воды в России.

Физико-химико-информационные свойства воды

Основные физико-химические свойства воды влияют на все процессы, в которых вода принимает участие. Наиболее важны, на наш взгляд, следующие свойства.

1. Поверхностное натяжение - это степень сцепления молекул воды друг с другом. Органические и неорганические соединения растворяются в жидких средах, содержащих воду, поэтому поверхностное натяжение потребляемой нами воды имеет большое значение. Любая жидкость в организме содержит воду и, так или иначе, участвует в реакциях. Вода в организме играет роль растворителя, обеспечивает транспортную систему и служит средой обитания наших клеток. Поэтому, чем ниже поверхностное натяжение, соответственно, выше растворяющая способность воды, тем лучше вода выполняет свои основные функции. В том числе и роль транспортной системы. Поверхностное натяжение определяет смачиваемость воды и ее растворяющие свойства. Чем ниже поверхностное натяжение, тем выше растворяющие свойства, тем выше текучесть. Все три величины - поверхностное натяжение, текучесть и растворяющая способность - связаны между собой.

2. Кислотно-щелочное равновесие воды. Основные жизненные среды (кровь, лимфа, слюна, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость и др.) имеют слабощелочную реакцию. При сдвигах их в кислую сторону, меняются биохимические процессы, организм закисляется. Это ведет к развитию болезней.

3. Окислительно-восстановительный потенциал воды. Это способность воды вступать в биохимические реакции. Она определяется наличием свободных электронов в воде. Это очень важный показатель для организма человека.

4. Жесткость воды - наличие в ней различных солей.

5. Температура воды определяет скорость протекания биохимических реакций.

6. Минерализация воды. Наличие в воде макро- и микроэлементов необходимо для жизнедеятельности организма человека. Жидкости организма представляют собой электролиты, восполняемые минералами, в том числе и за счет воды.

7. Экология воды - химическое загрязнение и биогенное загрязнение. Чистота воды - наличие в ней примесей, бактерий, солей тяжелых металлов, хлора и др.

8. Структура воды. Вода представляет собой жидкий кристалл. Диполи молекулы воды ориентируются в пространстве определенным образом, соединяясь в структурные конгломераты. Это позволяет жидкости составлять единую биоэнергоинформационную среду. Когда вода находится в состоянии твердого кристалла (льда), молекулярная решетка жестко ориентирована. При таянии разрываются жесткие структурные молекулярные связи. И часть молекул, высвобождаясь, образует жидкую среду. В организме вся жидкость структурирована особым образом.

9. Информационная память воды. За счет структуры кристалла происходит запись информации, исходящей от биополя. Это одно из очень важных свойств воды, имеющее большое значение для всего живого.

10. Хадо - волновая энергетика воды.

По последним данным ученых, объем Мирового океана составляет 1338 млн. км3, т. е. 96,5% всей воды на Земле. Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза превышает территорию суши, покрывая почти три четверти поверхности земного шара слоем толщиной около 4 тыс. м. На долю ледниковых покровов Арктики и Антарктики падает 24 млн. км3, что составляет 69% всех земных пресных вод. В руслах всех рек мира при среднем уровне воды одновременно содержится 2120 км3; за год они выносят в океан 45 тыс. км3 воды. В озерных водоемах сосредоточено 176,4 тыс. км3, в атмосфере в виде водяного пара — 12 900 км3. Объем подземных вод равен 23,4 млн км3. Вода есть и в живых организмах, ее ориентировочный объем — 1120 км3.

Приведенные данные характеризуют общие запасы воды Земли. Однако воды, пригодные для всех видов пользования,— пресные воды рек и озер — составляют ничтожную часть общих запасов. Из них важнейшую роль играют реки вследствие быстрой возобновляемости их вод. Распределены они по земному шару неравномерно.

Подсчитано, что пары атмосферы обновляются в среднем каждые 10 суток, речные воды в руслах рек — каждые 11 суток, почвенная влага — ежегодно.

В возобновлении запасов пресных вод наибольшее значение имеют атмосферные осадки. В среднем на поверхность Земли выпадает их метровый слой. При этом на сушу выпадает только четвертая часть всех осадков, остальные — на Мировой океан.

Наша страна занимает 1/6 всей земной суши и по величине водных ресурсов стоит на ведущем месте в мире. По суммарной величчине поверхностного стока она занимает второе место в мире. Крупные запасы пресной воды сосредоточены в болотах, занимающих обширные территории преимущественно в Западной Сибири и северо-западных районах Европейского Севера. Общее количество воды в них примерно 3 тыс. км3.

Основным источником пресных вод является речной сток, объем корого достигает примерно 4700 км3/год. На территории России имеются 46 различных речных систем (Волга, Днепр, Дон, Кубань, Обь, Енисей, Лена, Амур и др.) с многочисленной сетью притоков. Общее количество рек длиной больше 10 км близко к 200 тыс.

Большое место в водном хозяйстве занимают озера. В России расположено 285 тыс. озер, из которых более 95% пресноводные. Только на крупнейшие из них, включая озеро Байкал, приходится 26 тыс. км.

Значительную часть водных ресурсов страны составляют подземные воды. Объем подземных вод, пригодных для хозяйственно питьевых целей, определяется примерно 310 км3/год. Некоторые подземные воды обладают лечебными свойствами.

Размещение водных ресурсов на территории нашей страны крайне неравномерно. Более 4/5 всего речного стока приходится на бассейны крупнейших рек Сибири и Дальнего Востока — Оби, Енисея, Лены, Амура и др. Наиболее заселенная европейская часть страны, особенно ее южная половина, а также засушливые районы Средней Азии и Казахстана располагают сравнительно небольшими водными ресурсами.

Билет № 18 (по списку 19)

Роль воды в природе. Круговорот воды в природе.

Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время — достаточную сложность образующихся комплексных соединений. Благодаря водородной связи, вода остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том, который широко представлен на планете Земля в настоящее время.

Мировые запасы воды. Водные ресурсы России

Одной из важнейших особенностей Земли, отличающей ее от других планет солнечной системы, является наличие огромных масс воды в свободном состоянии. Мировые запасы воды слагаются из жидкой (соленая и пресная), твердой (пресная) и газообразной (также пресная) воды. Запасы эти значительны.

Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу относится к большому геологическому круговороту. Вода ис­паряется с поверхности Мирового океана и либо переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвра­щаются в океан в виде поверхностного и подземного стока, либо выпадает в виде осадков на поверхность океана. В круго­вороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тыс. км³ воды. Круговорот воды в целом играет основную роль в фор­мировании природных условий на нашей планете. С учетом транспирации воды растениями и поглощения ее в биогеохи­мическом цикле весь запас воды на Земле распадается и вос­станавливается за 2 млн. лет.

Билет № 19 (по списку 20)

Проблема недостатка пресно воды.

Рост потребления пресной воды населением на планете определяется в 0,5-2% в год. В начале следующего столетия общий водозабор ожидается в объёме 12—24 тыс. км. Потребление воды увеличивается в связи с ростом благосостояния, это видно на следующем примере. Потребление воды одним городским жителем южных районов России составляет: в доме без канализации 75, в доме с канализацией 120, с газовым водонагревателем 210 и со всеми удобствами 275 л/сут.

Для города в средней полосе России норма потребления воды согласно «Нормам хозяйственно-питьевого потребления для населенных пунктов» (СНиП-И.31-74) составляет: в домах без ванн 125—160, с ваннами и нагревателями 160-230 и при централизованном горячем водоснабжении 250—350 л/сут.

Потери пресной воды растут с ростом ее потребления на душу населения и связаны с использованием воды на хозяйственные нужды. Чаще всего это объясняется несовершенством технологии промышленного, сельскохозяйственного производства и коммунальных служб. Потери воды из водонесущих коммуникаций в городах России составляют 30—5%. В городах областного значения потери воды составляют примерно 10—15 млн. т. в год и удваиваются через каждые 5 лет. Большие потери пресной воды происходят при разработке месторождений полезных ископаемых, при строительном осушении городских территорий.