Промышленное загрязнение атмосферы: основные источники и способы борьбы

Взаимодействие с океаном

В океанах углекислота по наличию превышает атмосферное содержание, если пересчитать на углерод, то выйдет примерно 36 триллионов тонн. Растворенный в океане CO2 находится в виде гидрокарбонатов и карбонатов. Эти соединения образуются в процессе химических реакций между подводными скальными породами, водой и двуокисью углерода. Реакции эти обратимы, они вызывают образование известняковых и других карбонатных пород с высвобождением половины гидрокарбонатов в виде диоксида углерода.

Протекая сотни миллионов лет, этот круговорот реакций привёл к связыванию в карбонатных породах большей части диоксида углерода из атмосферы Земли. По итогу большинство двуокиси углерода, полученной в результате интенсивных выбросов углекислого газа в атмосферу человеком, будет растворено в океанах. Но скорость, с которой будет протекать этот процесс в дальнейшем, остается неизвестной. Наличие фитопланктона на поверхности океанов помогает поглощать СО2 из воздуха в океан. Некоторое количество углекислого газа фитопланктон поглощает при фотосинтезе, приобретая энергию и источник для развития клеток. Когда он погибает и спускается на дно, углерод остается с ним.

Поглотители двуокиси углерода

Поглотителями называют любые искусственные или природные системы, которые впитывают из воздуха углекислый газ. Поглотитель — это структура, которая вбирает из воздуха больше CO2 чем выбрасывает в него.

Природные поглотители

Леса способны воздействовать на количество двуокиси углерода в воздухе. Они могут быть и поглотителями, и источниками выбросов параллельно (при вырубке). Когда деревья увеличиваются, а лес растет, то углекислый газ поглощается. Данный процесс считается основой развития биомассы. Выходит, что прогрессирующий лес выступает поглотителем.

При сжигании и уничтожении леса основная доля накопленного углерода опять преобразуется в углекислый газ. В итоге лес снова является источником СО2. Фитопланктон также является поглотителем углекислого газа на земле. При этом большая часть поглощенного углерода, передаваясь по пищевой цепочке, остается в океане.

Искусственные поглотители

Самыми известными поглотителями СО2 считаются: раствор едкого калия, натронная известь и асбест, едкий натр. Эти соединения при протекании химических реакций связывают углекислоту, преобразовывая ее в другие соединения. Существуют установки, которые улавливают углекислый газ из выбросов электростанций и преобразуют его в жидкое или твердое состояние с последующим применением в промышленности. Производятся испытания закачки углекислого газа, растворенного в воде, в базальтовые породы под землей. В процессе реакции образуется твердый минерал.

Основные загрязняющие вещества в городах

Воздух в городах загрязняется в основном по антропогенным причинам, связанным с работой промышленных предприятий и эксплуатацией наземного транспорта. Среди них:

• мелкие твердые частицы до 2,5 микрон (сажа, пыль, бензапирен);
• оксиды азота, аммиак (бактерии, горение);
• углекислый газ, образующийся в результате дыхания живых организмов;
• оксиды углерода (двигатели внутреннего сгорания);
• органические и химические соединения (промышленность, сжигание);
• тяжелые металлы (двигатели внутреннего сгорания, промышленность);
• серный и сернистый ангидриды (химическая промышленность);
• угарный газ (горение углеводородных веществ и материалов).

В крупных городах наибольшая доля загрязнения приходится на автотранспортные выхлопы. В воздухе на территориях с развитой промышленной и аграрной инфраструктурой наблюдается высокое содержание тяжелых металлов, бензапирена, оксидов азота и формальдегида.

Рейтинг городов России с самым высоким уровнем загрязнения

В государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды» Министерства природных ресурсов и экологии РФ приведен перечень самых загрязненных городов России по состоянию на 2018 год. Среди них:

• Абакан;
• Ангарск;
• Барнаул;
• Иркутск;
• Зима;
• Искитим;
• Красноярск;
• Кызыл;
• Норильск;
• Новокузнецк;
• Новосибирск;
• Селенгинск;
• Свирск;
• Челемхово;
• Черногорск;
• Улан-Удэ;
• Чита;
• Шелехов.

В перечень попали большинство крупных городов Красноярского края, включая Лесосибирск и Минусинск. Наиболее опасными для проживания признаны Красноярск и Норильск.

В Курске, Рязани, Самаре и Оренбурге было зафиксировано разовое превышение максимальной концентрации свинца, ксилола, этилбензола и сероводорода, но они не вошли в приоритетный перечень.

Экология Курска

Экология Рязани

Экология Самары

Экология Оренбурга

Также туда не включили Магниторск с высоким уровнем загрязнения, так как концентрация вредных и токсичных веществ в сравнении с 2017 г. снизилась в 2 раза.

Таким образом, к основным источникам загрязнения относятся антропогенные факторы. В городском воздухе наблюдаются повышенные концентрации бензапирена, оксида азота, пыли, сажи, серы и формальдегида. Наибольшую опасность представляют автотранспортные выхлопы, которые занимают второе место по катализатору загрязнения после ТЭС и АЭС. Химическая промышленность отличается небольшим количеством выбросов, но их токсичность в разы превышает остальные вредные вещества.

https://youtube.com/watch?v=Xuk_QVCbY0o

Источники углекислоты

Большая часть диоксида углерода планеты естественного происхождения. Но также источниками СО2 являются промышленные предприятия и транспорт, которые обеспечивают выброс в атмосферу углекислого газа искусственного происхождения.

Природные источники

При перегнивании деревьев и травы каждый год выделяется 220 миллиардов тонн углекислого газа. Океанами выделяется 330 миллиардов тонн. Пожары, которые образовались в связи с природными факторами приводят к выбросу СО2, равному по количеству антропогенной эмиссии.

Естественными источниками углекислоты являются:

• Дыхание флоры и фауны. Растения и животные поглощают и вырабатывают СО2, так устроено их дыхание.
• Извержение вулканов. Вулканические газы содержат двуокись углерода. В тех регионах, где есть активные вулканы, углекислый газ способен выходить из земных трещин и разломов.
• Разложение органических элементов. Когда органические элементы горят и перегнивают появляется СО2.

Диоксид углерода хранится в углеродных комбинациях: угле, торфе, нефти, известняке. В качестве резервных хранилищ можно назвать океаны, в которых содержатся большие резервы углекислоты и вечную мерзлоту. Однако, вечная мерзлота начинает таять, это можно заметить по уменьшению снежных шапок самых высоких гор мира. При разложении органики наблюдается рост выделения в атмосферу углекислого газа. В результате чего хранилище преобразуется в источник.

Северные районы Аляски, Сибири и Канады — это в основном вечная мерзлота. В ней содержится много органического вещества. Из-за нагрева арктических регионов вечная мерзлота тает и происходит гниение ее содержимого.

Антропогенные источники

Главными искусственными источниками CO2 считаются:

• Выбросы предприятий, которые происходят в процессе сгорания. Результатом является значительное повышение концентрации углекислого газа в атмосфере планеты.
• Транспорт.
• Превращение хозяйственных земель из лесов в пастбища и пахотные земли.

Загрязнение воздуха оксидом углерода

Оксид углерода (СО, угарный газ, монооксид углерода) — это бесцветный газ без запаха, который может быть вредным при вдыхании в больших количествах. CO высвобождается, когда что-то сжигается. Самыми большими источниками CO являются автомобили, грузовики и другие транспортные средства или машины, которые сжигают ископаемое топливо.

Различные предметы в вашем доме, такие как невентилируемые керосиновые и газовые обогреватели, протекающие дымоходы и печи, а также газовые плиты также выделяют CO и могут повлиять на качество воздуха в помещении.

Наше предприятие проводит измерения оксида углерода (угарного газа) в воздухе по самым надежным методикам.

Каковы последствия вдыхания угарного газа?

Воздух с высокой концентрацией CO при вдыхании уменьшает количество кислорода, который может переноситься в кровотоке к таким критическим органам, как сердце и мозг.

При очень высоких концентрациях, которые возможны в котельных, комнатах с печами или в других закрытых помещениях, CO может вызвать головокружение, спутанность сознания, бессознательное состояние и смерть.

Очень высокие уровни CO вряд ли будут наблюдаться на открытом воздухе. Однако при повышенном содержании CO на открытом воздухе они могут быть особенно опасны для людей с некоторыми типами сердечных заболеваний. Эти люди уже обладают пониженной способностью насыщать свое сердце кислородом в ситуациях, когда сердцу требуется больше кислорода, чем обычно. Они особенно уязвимы к воздействию CO при физических упражнениях или в условиях повышенного стресса. В таких ситуациях кратковременное воздействие повышенного содержания CO может привести к снижению концентрации кислорода в сердце, сопровождаемому болями в грудной клетке, также известными как стенокардия.

Последствия техногенного загрязнения для окружающей среды

Техногенное загрязнение окружающей среды представляет собой серьезную проблему, которая сохраняется день ото дня. Источники такого загрязнения многочисленны и разнообразны, и их воздействие на окружающую среду имеет характер проблемы международного масштаба.

Одной из основных проблем техногенного загрязнения является эмиссия в атмосферу вредных веществ и аэрозолей. В результате использования различных технологий и источников энергии, таких как горение и использование удобрений, происходит выделение диоксида углерода и других парниковых газов. Это приводит к парообразованию и созданию эффекта парникового газа, который в свою очередь вызывает изменение климата и глобальное потепление. Другими источниками загрязнения являются процессы просадки линий электропередачи и холодной гтгоды.

Окружающая среда подвергается негативному воздействию из-за техногенного загрязнения, что приводит к нарушению ее равновесия и кризису биосферы. В результате этого возникает множество проблем, таких как ухудшение качества воздуха, воды и почвы, уничтожение экосистем и исчезновение видов животных и растений.

Одной из основных опасностей техногенного загрязнения является загрязнение водных ресурсов. Отходы и отходы производства, а также химические вещества, выбрасываемые в водоемы, могут нанести значительный вред природным экосистемам и привести к появлению загрязненных и непригодных для использования водных источников.

Техногенное загрязнение также оказывает негативное воздействие на землю и почву. Использование химических удобрений и пестицидов приводит к нарушению естественного баланса и проблемам в экологической системе. Загрязненные почвы становятся непригодными для сельского хозяйства и приводят к снижению урожайности и качества продукции.

Следствием техногенного загрязнения является также увеличение количества отходов и мусора. Большое количество отходов, в том числе и опасных, накапливается на свалках и в мусорных полигонах, что представляет угрозу для здоровья человека и окружающей среды. Кроме того, неконтролируемая выработка отходов и их некорректная утилизация приводят к загрязнению почвы и грунтовых вод.

В целом, техногенное загрязнение окружающей среды представляет серьезную проблему, которая требует немедленного внимания и принятия мер для ее решения. Необходимо проводить контроль и регулирование эмиссии вредных веществ, разработку и внедрение экологически чистых технологий, а также повышение осведомленности общественности о проблемах окружающей среды и их последствиях.

Природные источники загрязнения воздуха в городах

Природные источники загрязнения образуются без участия человека. Воздух всегда содержит некоторое количество пыли и вредных химических соединений, которые поступают в воздушный бассейн при образовании натуральных аэрозолей. Наибольшую опасность, которая менее актуальна для городов, несут вулканические выбросы пепла, серы, азота, сернистого дыма. Другие источники загрязнения:

• ветровая эрозия, выветривание почвы, поднятие в воздух пыли и камня;
• продукты гниения и жизнедеятельности флоры и фауны;
• лесные пожары без антропогенного участия (сажа, пепел, смог);
• пыльные и песчаные бури;
• морские и океанические испарения.

В процессе гниения органических веществ в воздух проникают газообразные химические соединения: углекислый газ, окись углерода, азота и серы, сероводород, аммиак, углеводород.

Экологические проблемы современной России
Читать

Парниковый эффект, его участие в будущем Земли
Подробнее

Влияние вырубки лесов на мировую экологию
Смотреть

Взаимодействие с землей

Углекислый газ воздуха на генетическом уровне взаимосвязан с землей. Постоянно протекающие почвенные движения увеличивают резервы СО2 в воздухе, где он используется растениями на образование органических элементов. Углекислота выполняет важную функцию в формировании и проветривании почвы. Он принимает участие в разрушении основных минералов, увеличении растворяемости, перемещении карбонатов и фосфатов.

В почвах с большим содержанием органического вещества концентрация СО2 летом и весной увеличивается до 3-9 %. Черноземные грунты вырабатывают от 2 до 6 кг углекислого газа на протяжении 24 часов. В почвенном воздухе на глубине 75-150 см в два раза больше содержание СО2 нежели в верхних слоях. В теплые времена содержание СО2 в почвенном воздухе в два раз больше чем в зимний период. Объяснить это можно увеличением активности организмов в грунте. Необходимо понимать, что многочисленные способы земледелия приводят к повышению концентрации углекислоты в грунте. Среди них можно выделить:

1. органические удобрения;
2. травосеяние;
3. сжатие катками.

Безусловно, не стоит говорить, что плодородность и качество земли зависит исключительно от углекислоты, есть и другие факторы, влияющие на это. Чтобы регулировать динамику СО2 в почве и увеличивать его содержание до требуемого количества для извлечения хорошего урожая необходимо:

Источники и возможные последствия для здоровья человека химического загрязнения атмосферы. Последствия загрязнения воздуха оксидом углерода, оксидами азота и диоксидом серы

Химическое загрязнение– это увеличение количества химических компонентов в определенной среде, а также проникновение в нее химических веществ, не свойственных ей или в концентрациях, превышающих норму.

Загрязнение атмосферы: различают естественные и искусственные источники загрязнения атмосферы. Естественные источники загрязнения: пыльные бури, лесные пожары, вулканизм и др. Искусственные источники загрязнения: объекты энергетики, промышленность, транспорт, сельское хозяйство, объекты коммунального хозяйства, авиация. Загрязнение атмосферы неравномерное и определяется не только местонахождением источников загрязнения, но и особенностями строения атмосферы.

Загрязнение воздуха может быть газообразное и (или) аэрозольное. Газообразное загрязнение составляет примерно 90%, аэрозольное – 10%. Газообразное загрязнение. За счет сжигания в мире 1млрд. т условного топлива ежегодно выбрасывается около 500 млн. т оксида углерода, 150 млн. т диоксида серы, более 50 млн. т оксида азота, 110 млн. т метана, углеводороды не менее 90 млн. т и ряд других вредных веществ, но в меньших количествах.

Оксид углерода /угарный газ/ – это бесцветный газ, без запаха, 4 класса опасности, время его «жизни» в атмосфере 2–4 месяца, в дальнейшем он, взаимодействуя с кислородом, превращается в углекислый газ, который создает «парниковый» эффект. Оксид углерода – это газ обще ядовитого действия. При небольших дозах вызывает головную боль, снижение умственной активности, стук в висках, сонливость, тошноту, иногда рвоту, ухудшение остроты зрения, нарушения психомоторных функций.Постоянное отравление угарным газом вызывает изменения в составе крови (угарный газ вытесняет кислород из гемоглобина), тахикардию, стенокардию, токсическое поражение сердечной мышцы, инфаркт миокарда, гипертонию, заболевания органов дыхания, почечную недостаточность, ослабление зрения, параличи. При получении смертельной дозы человек погибает.

Диоксид серы(сернистый газ) – это бесцветный газ, 3 класса опасности, время его «жизни» в атмосфере составляет от нескольких часов до нескольких суток, в зависимости от влажности воздуха. Под воздействием ультрафиолетовой радиации, в результате взаимодействия с парами воды и диоксидом серы, который всегда есть в воздухе, образуется серная кислота. Выпадая с дождем, она разрушает деревья, вызывает коррозию металлических конструкций. Продолжительное воздействие сернистого газа на человека ведет к возникновению хронического гастрита, гепатопатии, бронхита, ларингита, рака легких, заболевания почек.

Оксиды азота – это бесцветные газы, 2 класса опасности, сохраняются в атмосфере до 3-х суток, в дальнейшем вступают в химические реакции с другими химическими веществами и образуются новые, в том числе азотная кислота в виде аэрозолей. Воздействуя на человека, оксиды азота NO и N0₂ вызывают: бронхит и пневмонию, увеличивают восприимчивость к вирусным заболеваниям, могут вызвать заболевания легких, в том числе рак, необратимые изменения в сердечно-сосудистой системе, наследственную, генетическую и хромосомную мутации.

Формальдегид вызывает такие заболевания как бронхит, ларингит, пневмонию, рак, наследственные и хромосомные мутации. Он выбрасывается в атмосферу во всех крупных городах.

Аэрозольное загрязнение. Аэрозоль – это взвешенные в газообразной среде частицы твердых или жидких веществ. Твердые частицы наблюдаются в виде дыма, пыли или сажи, а жидкие частицы наблюдаются в виде тумана, облаков, осадков. В составе аэрозолей всегда присутствуют: сульфаты, органические соединения, сажа (твердый углерод), тяжелые металлы, вода, диоксины и др.Особую опасность представляют полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Индикатором их наличия является бенз(а)пирен. Это крайне токсичное вещество, вызывающее рак, ишемическую болезнь сердца, дерматиты, мутации. Больше всего его выбрасывают нефтехимические предприятия и автотранспорт.