Реферат: Забруднення

Різні негативні зміни атмосфери Землі зв'язані головним чином зі зміною концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря. Так, установлено, що основними причинами парникового ефекту є диоксид вуглецю, метан, оксид азоту, озон і фреони. Виникла проблема виснаження озонового шару, у тому числі появи озонової діри а Антарктиді й Арктиці, пов'язана з надмірним застосуванням фреонів у виробництві й побуті.

Атмосферні забруднювачі розділяють на первинні, вступники безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, що надходить в атмосферу сірчистий газ окисляється до сірчаного ангідриду, що взаємодіє з парами води й утворить крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворяться кристали сульфату амонію.

Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами й компонентами атмосфери, утворяться інші побічні ознаки. Основним джерелом пирогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні й хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% добува_ щорічно твердого й рідкого палива. Основними шкідливими домішками пирогенного походження є наступні:

а) Оксид вуглецю . Виходить при неповному згорянні углеродистых речовин. У повітря він попадає в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами й викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу надходить в атмосферу не менш 1250 млн.т. Оксид вуглецю є сполукою, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери й сприяє підвищенню температури на планеті, і створенню парникового ефекту.

б) Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння серусодержащего палива або переробки сірчистих руд (до 170 млн.т. у рік). Частина сполук сірки виділяється при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах. Тільки в США загальну кількість викинутого в атмосферу сірчистого ангідриду склало 65 % від загальносвітового викиду.

в) Сірчаний ангідрид. Утвориться при окислюванні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкисляє ґрунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємств відзначається при низької хмарності й високої вологості повітря. Листові пластинки рослин, произрастающихна відстані менш 11 км. від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні дрібними некротическими плямами, що утворилися в місцях осідання краплі сірчаної кислоти. Пирометаллургические підприємства кольорової й чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.

г) Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу роздільно або разом з іншими сполуками сірки. Основними джерелами викиду є підприємства по виготовленню штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами піддаються повільному окислюванню до сірчаного ангідриду.

д) Оксиди азоту. Основними джерелами викиду є підприємства, що роблять азотні добрива, азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксилов азоту, що надходять в атмосферу, становить 20 млн.т. у рік.

е) Сполуки фтору. Джерелами забруднення є підприємство з виробництва алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Фторосодержащие речовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук - фтороводорода або пилу фторида натрію й кальцію. Сполуки характеризуються токсичним ефектом. Похідні фтору є сильними інсектицидами.

ж) Сполуки хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що роблять соляну кислоту, хлоросодержащие пестициди, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорну вапно, соду. В атмосфері зустрічаються як домішка молекули хлору й пар соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видом сполук і їхньою концентрацією. У металургійній промисловості при виплавці чавуну й при переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отрутних газів. Так, розраховуючи на 1 т. передільного чавуну виділяється крім 12,7 кг. сірчистого газу й 14,5 кг пилових часток, що визначають кількість сполук миш'яку, фосфору, сурми, свинцю, пар ртуті й рідких металів, смоляних речовин і ціаністого водню.

Аерозольне забруднення атмосфери

Аерозолі - це тверді або рідкі частки, що перебувають у зваженому стані в повітрі. Тверді компоненти аерозолів у ряді випадків особливо небезпечні для організмів, а в людей викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення сприймаються у вигляді диму, туману, імли або серпанку. Значна частина аерозолів утвориться в атмосфері при взаємодії твердих і рідких часток між собою або з водяною парою. Середній розмір аерозольних часток становить 1-5 напівтемний В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 куб.км. пилоподібних часток штучного походження. Велика кількість пилових часток утвориться також у ході виробничої діяльності людей. Відомості про деякі джерела техногенного пилу наведені нижче:

ВИРОБНИЧИЙ ПРОЦЕС.

ВИКИД ПИЛУ, МЛН.Т/РІК

Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові й сажевые заводи. Аерозольні частки від цих джерел відрізняються більшою розмаїтістю хімічного складу. Найчастіше в їхній сполуці виявляються сполуки кремнію, кальцію й вуглецю, рідше - оксиди металів: заліза, магнію, марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, сурми, вісмуту, селен, миш'яку, бериллия, кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також азбест.

Ще більша розмаїтість властиво органічного пилу, що включає алифатические й ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вона утвориться при спалюванні залишкових нафтопродуктів, у процесі пиролиза на нафтопереробних, нафтохімічних і інших подібних підприємствах.

Постійними джерелами аерозольного забруднення є промислові відвали - штучні насипи з перевідкладеного матеріалу, переважно розкривних порід, утворених при видобутку корисних копалин або ж з відходів підприємств переробної промисловості, ТЕС.

Джерелом пилу й отрутних газів служать масові підривні роботи. Так, у результаті одного середнього по масі вибуху (250-300 тонн вибухових речовин) в атмосферу викидається близько 2 тис.куб.м. умовні оксиди вуглецю й більше 150 т. пилу.

Виробництво цементу й інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв - здрібнювання й хімічна обробка напівфабрикатів і одержуваних продуктів у потоках гарячих газів завжди супроводжується викидами пилу й інших шкідливих речовин в атмосферу.

До атмосферних забруднювачів ставляться вуглеводні - насичені й ненасичені, що включають від 1 до 13 атомів вуглецю. Вони піддаються різним перетворенням, окислюванню, полімеризації, взаємодіючи з іншими атмосферними забруднювачами після порушення сонячною радіацією. У результаті цих реакцій утворяться перекісні сполуки, вільні радикали, сполуки вуглеводнів з оксидами азоту й сірки часто у вигляді аерозольних часток. При деяких погодних умовах можуть утворюватися особливо більші скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок у приземному шарі повітря.

Звичайно це відбувається в тих випадках, коли в шарі повітря безпосередньо над джерелами газопылевой емісії існує інверсія - розташування шару більше холодного повітря під теплим, що перешкоджає повітряним масам і затримує перенос домішок нагору. У результаті шкідливі викиди зосереджують під шаром інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однієї із причин утворення раніше невідомого в природі фотохімічного туману.

Фотохімічний туман (зміг)

Озон, утворений близько в поверхні Землі, називають шкідливим. Він виникає під час грози, при ударі блискавки, роботі рентгенівського встаткування, його запах можна відчути біля працюючого копіювального встаткування. У забрудненому оксидами озону повітрі під дією сонячних променів утвориться озон, що сприяє утворенню небезпечного явища, називаного фотохімічним смогом.

Фотохімічний туман являє собою багатокомпонентну суміш газів і аерозольних часток первинного й вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту й сірки, численні органічні сполуки перекісної природи, називані в сукупності фотооксидантами.

Фотохімічний смог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації й затишності або дуже слабкого обміну повітря в приземному шарі при потужній і протягом не менш доби підвищеної інверсії. Стійка безвітряна погода, що звичайно супроводжується інверсіями, необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин.

Такі умови створюються частіше в червні-вересні й рідше взимку. При тривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплення молекул диоксида азоту з утворенням оксиду азоту й атомарного кисню. Атомарний кисень із молекулярним киснем дають озон. Здавалося б, останній, окисляючи оксид азоту, повинен знову перетворюватися в молекулярний кисень, а оксид азоту - у диоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефинами вихлопних газів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку й утворять осколки молекул і надлишок озону. У результаті триваючої дисоціації нові маси диоксида азоту розщеплюються й дають додаткові кількості озону.

Виникає циклічна реакція, у підсумку якої в атмосфері поступово накопичується озон. Цей процес у нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію олефинами. В атмосфері концентруються різні перекиси, які в сумі й утворять характерні для фотохімічного туману оксиданты. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, що відрізняються особливою реакційною здатністю.

Такі смоги - нерідке явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи й Америки. По своєму фізіологічному впливі на організм людини вони вкрай небезпечні для дихальної й кровоносної системи й часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

Забруднення радіоактивними опадами