- Реферат: Оценка загрязнения воздушного бассейна крупных городов
- Аэрозольное загрязнение.
- Состояние воздушного бассейна городов и промышленных центров
- Характеристика источников загрязнения и оценка воздушного бассейна городов. Определение потенциальной опасности загрязнения в зависимости от природно-климатических факторов конкретной территории города и района. Нормирование качества атмосферного воздуха.
- Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Реферат: Оценка загрязнения воздушного бассейна крупных городов
| Название: Оценка загрязнения воздушного бассейна крупных городов Раздел: Рефераты по экологии Тип: реферат Добавлен 20:02:38 12 июля 2005 Похожие работы Просмотров: 4859 Комментариев: 15 Оценило: 8 человек Средний балл: 4.8 Оценка: 5 Скачать | |||||||||
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.03.2016 |
| Размер файла | 185,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Республики Беларусь
Международный государственный экологический университет имени А.Д. Сахарова
Факультет экологической медицины
Кафедра биологии человека и экологии
Состояние воздушного бассейна городов и промышленных центров
1. Источники загрязнения и оценка воздушного бассейна городов
2. Основные виды загрязнения атмосферы
3. Основные направления охраны воздушного бассейна
3.1 Последствия загрязнения воздуха
3.2 Мероприятия по уменьшению выбросов
Список используемых источников
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, его объём значительно расширился, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе, то теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния на биосферу.
Развитие современной экономической базы городов сопровождается повышением концентрации, кооперирования, комбинирования, интенсификации производственного процесса промышленных предприятий. Поэтому опасность непредсказуемых изменений в стабильном состоянии атмосферы, к которому исторически приспособлены природные сообщества и виды, включая самого человека, столь велика при сохранении привычных способов хозяйствования, что перед нынешними поколениями людей, населяющими Землю, возникла задача экстренного усовершенствования всех сторон своей жизни в соответствии с необходимостью сохранения и улучшения состояния приземных слоев атмосферы. Кроме того, повсеместное загрязнение окружающей нас среды разнообразными веществами, подчас совершенно чуждыми для нормального существования организма людей, представляет серьезную опасность для нашего здоровья и благополучия будущих поколений. И хотя промышленные предприятия совершенствуют системы по утилизации отходов, снижают негативные выбросы в окружающую среду, проблема загрязнения атмосферы по-прежнему остается актуальной.
Цель работы: установление состояния воздушной среды над городом Полоцком и предложение мероприятий по уменьшению экологической нагрузки на атмосферу.
Определить источники загрязнения городов и дать оценку состояния воздушного бассейна городов.
Выявить основные виды загрязнения воздушного пространства городов.
Выделить основные направлений охраны воздушного бассейна.
1. Источники загрязнения и оценка воздушного бассейна городов
Во второй половине XX века проблема загрязнения атмосферы стала особенно острой. С началом научно-технической революции, характеризующейся чрезвычайно высокими темпами роста промышленного производства, выработкой и потреблением электроэнергии, выпуском и использованием в большом количестве транспортных средств, состояния атмосферы значительно ухудшилось, что приводит к ее загрязнению.
Загрязнением воздушной среды называется привнесение в нее каких-либо новых веществ, не характерных для нее, или изменение концентрации веществ, находящихся в воздух. Единой классификации источников загрязнения атмосферы не существует ни в отечественных, ни в зарубежных источниках литературы. Наиболее перспективна приведенная ниже классификация: (рисунок 1)
Рисунок 1. Классификация источников загрязнения воздуха
Также загрязнения можно классифицировать и по ряду таких признаков как:
происхождение: естественное (внеземное и земное) и искусственное (радиоактивное, электромагнитное, дисперсное и газообразное, а также по отраслям промышленности и видам технологических процессов);
масштаб распространения: локальные, региональные и глобальные загрязнения;
особенности строения и характер влияния на атмосферу: механические и химические загрязнения;
высота локализации загрязнения: атмосферные, стратосферные, тропосферные, загрязнения нижних слоев атмосферы.
Вещества, загрязняющие атмосферу, тоже можно классифицировать. Их подразделяют на первичные и вторичные. Первичные — это вещества, содержащиеся непосредственно в выбросах предприятий и поступающие с ними от разных источников. Вторичные образуются в результате химических реакций между несколькими соединениями или между примесью и природным газом. Они нередко более опасны по сравнению с первичными веществами. Важнейшей характеристикой воздушного бассейна является его качество, так как жизнедеятельность людей требует не только наличия воздуха, но и его определенной чистоты. От качества воздуха зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций, зданий и сооружений.
Оценка состояния воздушного бассейна включает определение потенциальной опасности его загрязнения в зависимости от природно-климатических факторов конкретной территории города или района, определяющих способность атмосферы рассеивать и адсорбировать вредные примеси. В процессе оценки загрязнения воздушного бассейна города определяются: основные источники вредных выбросов в воздушный бассейн (промышленные и энергетические объекты, автотранспорт) и их характеристики; районы города с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сверх нормативного; социально-экономическая оценка уровня загрязнения атмосферы. Для характеристики основных источников вредных выбросов в воздушный бассейн города, определяется количественный и качественный состав вредных выбросов, рассчитывается годовой валовый выброс всех вредных веществ промышленными, энергетическими и транспортными источниками в целом по городу, дается ретроспективный анализ выбросов за 5-10 лет. Оценка загрязнения атмосферного воздуха города и его отдельных районов базируется на расчетных методах определения концентрации вредных веществ и их соединений в приземном слое атмосферного воздуха и установлении ареалов их распространения на территории, прилегающей к источникам выбросов.
При оценке загрязнения атмосферы на расчетный срок учитываются не только количество выбрасываемых вредных веществ при существующих объемах промышленного производства, но и предполагаемый рост его мощностей и объемов, возможные варианты очистки, данные об изменении социально-экономических показателей и инфраструктуры города или района. Уровни загрязнения воздушного бассейна в ходе проведения расчетов могут быть описаны либо в натуральных показателях — концентрациях вредных веществ (мг/мі), либо в нормированных показателях, характеризующих кратность превышения предельно допустимой концентрации.
Качество атмосферного воздуха рассматривается как совокупность присущих ему свойств, которые определяют степень воздействия химических, физических и биологических факторов на окружающую среду. Существует нормирование качества атмосферного воздуха, которое осуществляется с целью установления обоснованных предельно допустимых нормативов воздействия на атмосферный воздух, гарантирующих безопасность здоровья населения и окружающей среды, называющееся предельно допустимыми концентрациями содержания тех или иных веществ в атмосфере или же просто ПДК. ПДК — это такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия не оказывают, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного действия — среднеустойчивой ПДК.
При оценке качества атмосферного воздуха корме ПДК могут быть использованы и другие показатели. Например, для источников с фиксированными параметрами выбросов величина так называемого «потенциала загрязнения воздуха» (ПЗА) характеризует сочетание метеорологических параметров, обуславливающих тот или иной уровень загрязнения воздушного бассейна (концентрацию примесей в приземном слое воздуха). Поэтому положительную роль в очищении атмосферы играют интенсивное перемешивание воздушных масс, которое может складываться на фоне повышенных скоростей ветра и других факторов, а также осадки, обеспечивающие вымывание примесей из атмосферы.
Еще одним показателем состояния загрязнения воздуха, служит комплексный показатель — индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). ИЗА используется в случае загрязнения атмосферы города несколькими веществами. Для его определения нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Для оценки состояния атмосферного воздуха на территории Республики Беларусь действуют единые нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (ориентировочно безопасных уровней воздействия) и уровней вредных физических и иных воздействий на него. Качество атмосферного воздуха регулируется нормативами:
предельных объемов образования загрязняющих веществ при эксплуатации технологического и другого оборудования, сооружений и объектов;
потребления атмосферного воздуха для производственных нужд;
содержания загрязняющих веществ в отработанных газах и вредных физических и иных воздействий передвижных источников на атмосферный воздух;
удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Наблюдение и контроль за состоянием воздушного бассейна страны осуществляется в рамках Национальной системы мониторинга Республики Беларусь. Наблюдение за состоянием атмосферного воздуха по химическим, физическим, биологическим и другим показателям проводят органы гидрометеорологической и санитарно-эпидемиологической служб. Они располагают широкой сетью станций и постов наблюдения, соответствующими лабораториями. Государственный контроль ставит своей целью обеспечить исполнение правил, требований и нормативов по охране атмосферного воздуха. Отраслевые министерства и ведомства проводят контроль за проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений, оборудования и аппаратуры для очистки выбросов загрязняющих веществ в воздушное пространство, а также за оснащением их приборами, необходимыми для постоянного наблюдения за эффективностью очистки, величиной выбросов на подведомственных им субъектах хозяйствования.
Наблюдение и контроль на локальном уровне представляет собой подсистему режимного отслеживания за уровнем загрязнения воздуха основными и специфическими вредными веществами, содержащимися в газах, выбрасываемых предприятиями и транспортом. Используются как сеть стационарных постов, расположенных в различных частях городов и на границах санитарно-защитных зон, так и специальные передвижные лаборатории. Производственный контроль проводят субъекты хозяйствования, они же проверяют исполнение планов и мероприятий по охране атмосферного воздуха, его рациональному использованию, сохранению нормативов качества. Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе (таблица 1).
Таблица 1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от различных отраслей хозяйства
Преобладающий вид загрязняющих компонентов
Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность
Нефтепродукты, фенолы, аммоний, соли, сульфиды
Целлюлозно-бумажная, лесная промышленность
Органические вещества, сульфаты, оксиды азота
Тяжелые металлы, взвешенные вещества, оксид углерода, оксид и диоксид серы, фториды, фенолы, аммонийный азот, смолы, нефтепродукты
Легкая, текстильная, пищевая промышленность
Органические вещества, органические красители, нефтепродукты
Диоксид и оксид серы, оксид углерода, свинец, ртуть
Нефтепродукты, фенолы, углеводороды
Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной. В среднем доля загрязнения воздуха в крупных городах промышленными предприятиями составляет 35%, бытовыми отопительными системами — около 23%, автотранспортом — 42%. Каждый день только Нью-Йорк выбрасывает в атмосферу 4 тыс. т оксида углерода, более 3 тыс. т диоксида серы и 300 т промышленной пыли. При определении факторов, обуславливающих то или иное состояние атмосферного воздуха, принимаются во внимание особенности планировки и застройки города в целом и его отдельных элементов.
2. Основные виды загрязнения атмосферы
Как уже говорилось выше, загрязнения по происхождению делятся на естественные (природные) и искусственные (антропогенные). К природным источникам загрязнений относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Однако уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.
Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы — вулканическая и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы. Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет.
Антропогенные источники загрязнения наносят, куда больший урон экологии, нежели природные, поскольку обусловлены активной хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести: сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т. углекислого газа: ежегодно, в результате чего за 100 лет (1860-1960 гг.) содержание СО? увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032%); работу тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди; выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы; загрязнение взвешенными частицами; выбросы предприятиями различных газов; сжигание топлива в факельных печах; сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог; вентиляционные выбросы (шахтные стволы). Из множества этих загрязнителей можно вынести несколько наиболее часто встречающихся и оказывающих наибольшее влияние на экологию атмосферы. И первые из них — аэрозольные загрязнения.
Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 кмі пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Производство цемента и других строительных материалов является источником загрязнения атмосферы органической пылью, относящейся к аэрозольным соединениям. Основные технологические процессы этих производств — измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. Большое разнообразие химического состава свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях.
К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды — насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает.
Неблагоприятное действие веществ, обладающих различными токсичными свойствами, при проникание в организм человека может проявляться в виде острых или хронических отравлений и другого рода заболеваний. Кроме того, вещества с генетической активностью могут оказаться причиной врожденных уродств и дефектов развития. В ряде случаев загрязнение воздуха является причиной плохого самочувствия людей и даже серьезных заболеваний, иногда имеющих смертельный исход. Так, например, уже со второй половины XIX-ого века над крупными промышленными городами начали возникать явления так называемого «смога». Фотохимический туман, или же «смог», представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами.
Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается.
В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником, так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем. Помимо промышленности важным фактором, определяющим уровень загрязнения воздуха в городах, выступает автомобильный транспорт. В выхлопных газах автомобилей содержится: до 3% угарного газа; 0,06% окиси азота; 0,5% углеводорода; 0,06% окиси серы; 0,004% альдегидов и т.д. Среди углеводородов некоторые соединения канцерогенны.
Исключительно вредны для здоровья людей окислы свинца, мышьяковистые и другие соединения, способные накапливаться в тканях живых организмов, приводя к медленному их отравлению Резко повышено содержание свинца и цинка в почве и растительности вдоль транспортных магистралей. По данным М.Е. Бердлянда, за один год 250 млн. автомобилей мира выбросили в атмосферу около 200 млн. т окиси углерода, 50 млн. т. углеводорода, 20 млн. т азота и миллионы тонн серного газа, органических веществ, свинца и других элементов. В настоящее время в ряде стран переходят на новый вид автомобильного топлива с более высоким октановым числом, что способствует снижению содержания окиси углерода в выхлопных газах, однако оксиды азота и свинец все равно остаются активными компонентами выброса.
Автомобильному транспорту как источнику загрязнения воздушной среды присущ ряд отличительных особенностей. Во-первых, численность автомобилей в крупных городах быстро увеличивается, а вместе с тем непрерывно растет и валовый выброс вредных продуктов в атмосферу. Например в г. Минске в 2010 г. вклад автомобилей в общее загрязнение воздуха оценивался на уровне 84%. Во-вторых, в отличии от промышленных источников загрязнения, привязанным к определенным площадкам и, как правило, изолированных от жилой застройки санитарно-защитными зонами, автомобиль — движущийся источник загрязнения, негативное воздействие которого распространяется на жилые районы, места отдыха и т. п. В-третьих, автомобильный выброс распространяется на уровне дыхания человека и его рассеяние условиях городской застройки затруднено. И, наконец, современные возможности снижения токсичности выхлопных газов еще не в состоянии обеспечить желаемую степень чистоты воздушного бассейна города (таблица 2).
Таблица 2. Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека
Последствия воздействия на организм человека
Препятствуют абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти
Источник