Антропогенне забруднення атмосфери

План

1.Антропогенне забруднення атмосфери

2.Види забруднення

      У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення ат­мосфери, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повіт­ря. Під забрудненням атмосфери розуміють рідкі й тверді часточки та газуваті речовини, що надходять в атмосферу внаслідок побутової та про­мислової діяльності людей, а також фізіологічного життя людей і тварин у понаднормовій кількості. І взагалі, забрудненістю атмосфери назива­ють несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частко­во зумовлені діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано впливають на розподіл енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери та умови існування живих організмів.

      Забруднення атмосфери відбувається також і природним шляхом: вул­канічні гази, природний пил, спори грибів, мікроорганізми, пилок рослин тощо. Основними джерелами забруднення є енергетика (теплові та електричні станції), промислові підприємства, транспорт (у першу чергу автомобіль­ний), комунальне й сільське господарство та військово-промисловий ком­плекс.

      Під впливом атмосферних опадів, сонячної радіації, перенесення повітряних мас, взаємодії з гідросферою і літосферою та діяльності мікроорганізмів атмосферне повітря позбавляється від сторонніх домішок і цей процес називається самоочищенням атмосфери. Проте в результаті антропогенної діяльності утворюється така велика кількість забруднень, що атмосфера вже не здатна самоочищатися і відбувається значне накопичення забруднювальних речовин у повітрі.

Класифікація забруднень атмосфери

За агрегатним станом забруднювальні речовини поділяють на 4 класи: газоподібні та пароподібні, рідкі, тверді та змішані. Промислові викиди в атмосферу також по­діляють:

Ø      за організацією відведення й контролю - на організовані і неорганізовані;

Ø      за температурою викидних газів — нагріті, температура яких вища від температури атмосферного повітря, та холодні;

Ø      за локалізацією - в основному, допоміжному та підсобному виробництвах;

Ø      за ознаками очищення — викиди без очищення (організовані і неорганізовані) та після очищення (організовані). Під очищенням газу розуміють відокремлення від газового потоку або переведення в нешкідливий стан забруднювальних речовин.

Організований промисловий викид - це викид, який надходить в атмосферу через спеціально споруджені газоходи. Неорганізованим називають промисловий викид, що надходить в атмосферу у вигляді не спрямованих потоків газу внаслідок порушення герметичності обладнання, відсутності або незадовільної роботи обладнання для відсмоктування газу в місцях    завантаження, вивантаження та зберігання продукту, а також через повітряні ліхтарі цехових приміщень.

      Промислові викиди в атмосферу поділяють на первинні й вторинні. Первинні - це викиди, що надходять в атмосферу безпосередньо від джерела, вторинні є продуктами первинних, але можуть бути токсичнішими й небезпечнішими, ніж первинні (наприклад, перетворення деяких речовин у результаті фотохімічного окиснення).

За величиною маси викиди об'єднані в 6 груп (т/добу):

1 група – маса викидів менше 0,01; 2 група – від 0,01 до 0,1;

3 група – від 0,1 до 1; 4 група – від 1 до 10;

5 група – від 10 до 100; 6 група – понад 100 

      Всі існуючі джерела забруднення атмосферного повітря можна розподілити на природні та штучні, або антропогенні.                                        
Усі джерела забруднення атмосферного повітря промисловими викидами можна класифікувати за такими ознаками:                                   

1) за призначенням: технологічні, що складаються з хвостових газів після вловлювання на установках, продування апаратів та повітряних
витяжок; вентиляційні викиди — місцеві відсмоктування від обладнання та загальнообмінна витяжка;

2) за місцем розташування: незатінені, або високі, що знаходяться в зоні недеформованого вітрового потоку (високі труби і точкові джерела, що видаля­ють забруднення на висоту, більшу від висоти будівлі в 2,5 рази); затінені, або низькі, розташовані на висоті, меншій у 2,5 раза від висоти будівлі; наземні, розміщені близько до земної поверхні (відкрито розташоване обладнання, кана­лізаційні колодязі, пролиті токсичні речовини і скиди відходів виробництва);

3) за геометричною формою: точкові (труби, шахти, дахові вентилятори), лінійні (аераційні ліхтарі, відкриті вікна, близько розташовані витяж шахти й факели);

4) за режимом роботи: безперервні і періодичної дії, залпові та миттєві.

Залпові викиди можливі під час аварій, спалювання швидкогорючих відходів виробництва на спеціальних площадках знищення. Миттєві викиди забруднення викидаються впродовж часток секунди інколи на значну висоту. Вони трапляються під час підривних робіт і аварій;

5) за місцем розташування: внутрішньоплощеві, коли викинуті в атмосферне повітря забруднення залишаються у високій концентрації на території промислової зони, тоді як у житлових районах забруднень не спостерігається; позаплощеві, коли вони можуть спричинювати значні забруднення повітря на території житлового району.

Парниковий ефект

      Упродовж усього історичного періоду планети її клімат неодноразово змінювався. В результаті швидкого зростання населення планети та його потреб відбувається інтенсивний розвиток промисловості й енергетики. Усе це призвело до утворення й викиду в атмосферу величезної кількості забруднень та невикористаної теплоти. Потепління планети відбувається головним чином внаслідок забруднення атмосфери тепличними газами — переважно вуглекислим газом і меншою мірою метаном, оксидами нітрогену. У земній атмосфері оксид карбону (IV) та деякі інші гази діють подібно до скла в парнику: вони пропускають сонячне світло, але затримують теплоту розігрітої сонцем поверхні Землі, що зумовлює розігрівання поверхні планети. Це явище дістало назву «парникового ефекту». Вважають, що в другій половині XX ст. температура Землі збільшувалася за кожні 10 років на 0,3 °С. За даними підрахунків ООН, до 2100 р. температура зросте на 3 °С. Це може призвести до танення льодовиків Антарктики, Арктики та гірських, що зумовить підняття рівня вод Світового океану на 2-3 метри і затоплення багатьох прибережних районів.

Кислотні дощі

Оксиди сульфуру і нітрогну, що потрапили в атмосферу, окислюються і сполучаючись з водою, утворюють туманоподібні краплини сульфатної та нітратної кислот. Переносячись вітрами на значні відстані, вони згодом випадають разом з дощем, який має кислу реакцію. Кислотними називають взагалі будь-які опади – дощ, сніг, туман, якщо значення їх рН становить менше ніж 7,0. Кислотні дощі мають значення рН частіше в межах 4,1-2,1, а в деяких випадках менш як 2,1. Спостереження свідчать, що ще 100 років тому дощова вода мала рН=7,0, тобто опади були нейтральними. Вперше кислотні дощі зареєстровані в Англії в 1972 році. Поступово індустріалізація охоплювала все більше число країн тому вони випадають всюди. В Україні кислотні дощі часто випадають в Сумській, Черкаській та Рівненській областях. Крім того до нас надходить забруднення за рахунок транскордонного перенесення цих оксидів з країн Західної Європи.

Руйнування озонового шару

Розташований в атмосфері на висоті 20-35 км озоновий шар є природним захисним бар'єром від проникнення на поверхню Землі жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця з довжиною хвилі 325-400 нанометра. Цей шар має відносно невелику товщину, він надійно захищає живу речовину біосфери від згубного впливу такої радіації. Якби не існувало озонового шару, то життя на Землі було б неможливим. Руйнування озонового шару атмосфери уперше помітили метеорологи США. Цей процес інтенсивно відбувається під дією деяких хімічних речовин – фреонів, які широко застосовують у техніці й побуті, як холодоагенти, розпорошувачі в аерозолях і т.д. Руйнування озонового шару спричиняють також космічна і реактивна техніка та сучасні надзвукові літаки. Внаслідок руйнування озонового шару утворюються "озонові дірі” з вмістом на 40-50% менше і це призводить до раку шкіри і катаракти. За даними "Грінпіс” зменшення шару на 10% призводить до збільшення захворюваності на 300 тис.чол. З метою запобігання подальшого руйнування в 1985 році в Відні (Австрія) було підписано Конвенцію про охорону атмосферного озону і скорочення виробництва фреонів та інших речовин, що руйнують озон.

Ядерна зима

Надзвичайно небезпечними є забруднення атмосфери радіонуклідами,                        

яке трапляється під час аварій на атомних електростанціях та інших ядерних об'єктах і випробувань ядерної зброї. Особливо небезпечною, навіть катастрофічною була б ядерна війна, яка призвела б до загибелі не тільки людства, а й усього живого на Землі. Розрахунки, виконані американськими і російськими вченими, свідчать, що в разі ядерного конфлікту з використанням ядерних зарядів потужністю 1000 Мт тротилу, незалежно від місця вибуху, виникнуть величезні пожежі, які спричинять потепління на 1 °С. Це супроводжуватиметься буревіями і призведе до значних руйнувань будівель та рослинного покриву. Внаслідок пожеж і руйнування нафтових і газових свердловин в атмосферу виділиться багато «парникових» газів, що призведе до підвищення температури ще на 4-5 °С, танення льодовиків та підвищення рівня води в Світовому океані, в результаті чого будуть затоплені величезні території суходолу. Пил, попіл і сажа чорною хмарою затягнуть усе небо над землею, прозорість атмосфери зменшиться в 200 разів. Настане ядерна ніч, що призведе до повної загибелі рослинного покриву біосфери. При цьому відбудеться нагрівання тропосфери й охолодження приземного шару повітря на 15-30 °С упродовж першого місяця конфлікту. Локальні зниження температури сягатимуть-40...-50 °С. Настане ядерна зима, що триватиме кілька місяців. Після осідання пилу і сажі атмосфера прогріється на 20-30 °С вище від норми, що спричинить повені на великих площах і селі в гірських районах, які супроводжуватимуться буревіями та снігопадами, масовою загибеллю рослин, тварин і людей. Поширяться епідемії хвороб. 

Смоги

Смог – атмосферне явище, яке наступає при співпаданні певних метеорологічних умов і високого ступеня забрудненості повітря.

Фотохімічний – утворення у ясну сонячну погоду, при низькій вологості, температура повітря більша +30°С, відсутності вітру і високій забрудненості – поява голубоватого диму, або білого туману, погіршення видимості (Дніпропетровськ, Донецьк, Запоріжжя) (1970 р. м.Токіо 395 чол)..

Лондонський – при вологості 100%, температурі повітря нуль градусів Цельсія, високій концентрації продуктів згорання – в осінньо-зимові періоди (забруднення довгочасне)-Маріуполь, Одеса (1257 р. жителі Лондона спалювали вугілля і в 1276 р. Едуард І закон про заборону, 5 грудня 1952 р. загинуло 4000 чол.).

Льодяний – при температурі -30 градусів, високій вологості, відсутності вітру і забрудненні. Крапельки водяної пари перетворюються в кристалики льоду і зависають в повітрі. Для України не характерне.