Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
UChEBNOE_POSOBIE-1.doc
Скачиваний:
43
Добавлен:
09.11.2019
Размер:
2.19 Mб
Скачать

2. Эколого-экономические проблемы рационального использования и охраны природных ресурсов

2.1. Экология и обеспечение качества воздушного бассейна

2.1.1 Атмосфера и ее экологические особенности

Атмосфера (от греч. atmos— пар и sphaira — шар) – это воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие в ее суточном и годовом вращении. Атмосферный воздух представляет собой механическую смесь газов (см. табл. 5) с взвешенными каплями воды, частицами льда, пыли и пр.

Таблица 5 Химический состав атмосферы

Элемент

Объемный, %

Весовой, %

Азот (N2)

78,08

75,51

Кислород (О2)

20,95

23,15

Аргон (Аr)

0,93

1,28

Углекислый газ (СО2)

0,03

0,046

Неон (Ne)

1,8∙10-3

1,25∙10-3

Гелий (Не)

5,2∙10-4

0,72∙10-4

Метан (СН4)

2,2∙10-4

1,2∙10-4

Криптон (Kr)

1,1∙10-4

2,9∙10-4

Оксид азота (NO2)

1∙10-4

1,5∙10-4

Водород (Н2)

5∙10-5

0,3∙10-5

Ксенон (Хе)

8∙10-6

3,6∙10-5

Озон (О3)

1∙10-6

3,6∙10-5

Основные составляющие атмосферу газы – азот и кислород. Из числа так называемых малых газов наиболее важны озон и углекислый газ. Современный газовый состав атмосферы находится в динамическом равновесии, которое поддерживается деятельностью живых организмов и различными глобальными геохимическими явлениями.

Плотность воздуха с высотой убывает, и атмосфера без резкой границы постепенно переходит в межпланетное пространство.

Атмосфера состоит из нескольких слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, ионосферы и экзосферы; каждый из них имеет специфические геофизические и геохимические свойства. Границы между слоями нерезкие и в зависимости от широты лежат на разных высотах.

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования жизни на Земле, так как:

  1. атмосфера предохраняет Землю от резких колебаний температуры;

  2. атмосфера предохраняет Землю от падения метеоритов, большая часть которых сгорает и не долетает до поверхности Земли;

  3. газовая оболочка защищает живые организмы от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей;

  4. кислород, содержащийся в атмосфере, необходим всем живым организмам для дыхания;

  5. углекислый газ необходим для нормального протекания процесса фотосинтеза автотрофных организмов.

2.1.2 Основные источники и виды загрязнения атмосферы

Главными по интенсивности и эффектам антропогенными воздействиями на атмосферу являются:

  • выброс огромного количества различных антропогенных веществ в атмосферу (что ведет к изменению ее состояния, изменению физических и химических свойств);

  • прямой нагрев и изменение радиационных характеристик атмосферы за счет антропогенного изменения подстилающей поверхности.

Все вещества, загрязняющие атмосферу, по условиям образования делятся на примеси естественного и искусственного (антропогенного) происхождения.

Примеси естественного происхождения поступают в атмосферу в результате естественных явлений, происходящих в природе (пыльные бури, извержения вулканов, лесные, торфяные и степные пожары, выветривание горных пород и т.д.). Эти факторы не угрожают отрицательными последствиями природным экосистемам, за исключением некоторых катастрофических природных явлений.

В эпоху научно-технического прогресса, характеризующегося высокими темпами роста промышленного производства, выработки и потребления электроэнергии, увеличения парка автомобилей, антропогенные источники загрязнения превысили по масштабам естественные, приобрели глобальный характер.

Антропогенные загрязнения атмосферы отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать 50 элементов, а в 70-х годах – практически все элементы таблицы Менделеева. Это существенно отразилось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими в природе, радиоактивными, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.

В городах основным источником загрязнения воздушного бассейна является автомобильный транспорт. Ежедневно в мире появляется 100 тысяч новых автомобилей, т.е. одна новая машина появляется в мире каждую секунду. При работе двигателя внутреннего сгорания активно потребляется кислород и атмосфера загрязняется продуктами сгорания топлива. В среднем, при пробеге 15 тыс. км за год один автомобиль сжигает 2 тонны топлива и потребляет 30 тонн воздуха, в том числе 4,5 тонны кислорода. При этом в атмосферу выбрасывается 700 кг угарного газа, 400 кг диоксида азота, 230 кг углеводородов.

Антропогенные загрязнения подразделяют на локальные и глобальные. Локальные загрязнения представляют собой важнейшую практическую проблему для городов, промышленных районов и некоторых сельскохозяйственных зон, где загрязнения от отдельных источников (промышленные предприятия, транспорт и т.д.) могут достигать заметных величин. Глобальные загрязнения влияют на биосферные процессы в целом на Земле и распространяются на огромные расстояния (так как воздух находится в постоянном движении, вредные вещества переносятся на сотни и тысячи километров).

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха: тепловые электростанции, черная металлургия, цветная металлургия, нефтедобыча и нефтехимия, автотранспорт, предприятия стройиндустрии, химическая промышленность.

Выделяют следующие виды загрязнения атмосферы: механические, физические и биологические.

Механические загрязнения – пыль, фосфаты, свинец, ртуть. Они образуются при сжигании органического топлива и в процессе производства строительных материалов.

К физическим загрязнениям относятся тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов); световые (ухудшение естественной освещенности местности под воздействием искусственных источников света); шумовые (как следствие антропогенных шумов); электромагнитные (от линий электропередач, радио и телевидения, работы промышленных установок); радиоактивные.

Биологические загрязнения, в основном, являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия вооруженных сил).

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода (СО), диоксид серы (S2), оксид азота (Ох), углеводороды (СН) и пыль.