Повышения концентрации вредных веществ в воздухе

Тип работы: Материал
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 44 страниц
В избранное:

122 Повышения концентрации вредных веществ в воздухе

Под атмосферным загрязнением понимается избыточное наличие в воздухе различных газов, твердых и жидких частиц, паров (поступивших из природных или антропогенных источников), концентрация которых отрицательно влияет на флору и фауну Земли и жизненные условия человеческого общества.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются автомобили и другие виды транспорта, а также промышленные предприятия, сельскохозяйственное производство и бытовые отходы.

Выхлопы автотранспорта. Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости при старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора.

Окись углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеины и формальдегид; последний обладает особенно сильным действием.

В автомобильных выбросах содержатся также окислы азота.

Загрязнение атмосферного воздуха промышленными выбросами Цветная металлургия. Нефтедобывающая и нефтехимическая промышленность. В атмосферный воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений. оксид углерода, диоксиды азота, сернистый ангидрид, аммиак, пыль от неорганических производств, органические вещества, сероводород и сероуглерод, хлористые соединения, фтористые соединения, углеводородов, сероводородов, стирол, дивинил, толуол, ацетон, изопрен и др.

128 Состав и значение атмосферного воздуха

Атмосферный воздух - наиболее необходимый природный ресурс. Кислород, входящий в состав атмосферы, используется живыми организмами в процессе дыхания, он используется при сжигании любого топлива в различных производственных установках и двигателях. Атмосфера - важный путь сообщения, используемый авиацией. Основной потребитель воздуха в природе - флора и фауна Земли.

Газовая оболочка - надежный щит, который спасает все живущее на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Верхние слои атмосферы частично поглощают, частично рассеивают эти лучи.

Все процессы, развивающиеся в атмосфере, осуществляются за счет энергии, получаемой Землей от Солнца. Благодаря ей ежегодно с поверхности Земли испаряются многие миллиарды тонн воды. Атмосфера выполняет чрезвычайно важную роль перераспределителя влаги на земном шаре. Поступившая в атмосферу в виде пара вода переносится на огромные расстояния и затем снова выпадает на Землю. При самом слабом дожде (например, 1мм осадков) на каждый квадратный метр поверхности приходится около 1 кг воды, а на 1га - 1кг, или 10 тонн. Если учесть, что для испарения 1г воды требуется около 2512 Дж теплоты, то станет ясно, какое громадное количество энергии затрачивается на процессы, совершающиеся в атмосфере.

Состав атмосферного воздуха. Состав сухого воздуха определяется следующим соотношением газов Азот 78, 09%, Кислород 20, 95%, Аргон 0, 93%, Углекислый газ 0, 03%, Гелий, Криптон, Водород0, 0001%, Ксенон.

В атмосфере всегда присутствует водяной пар, количество которого непостоянно и колеблется от 0 до 4% по объему. Кроме того, в воздухе обычно содержатся различные примеси.

Самоочищение атмосферы. Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязненных веществ.

Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации.

Воздушные потоки, переносящие загрязнения, очищаются, встречая на своем пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые частицы, но и летучие вещества. Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением осадков и образованием нисходящих потоков, но и другими метеорологическими явлениями.

Способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы. Если они будут превышены, то самоочищение в атмосфере не приведет к полному рассеиванию и разложению примесей. Поэтому большие объемы вредных выбросов в атмосферу вызывают целый ряд неблагоприятных последствий.

127 Ресурсосберегающие технологии

Вода самый распространенный и независимый ресурс необходимый для устойчивой жизнедеятельности организмов. Основным направлением рационального использования водных ресурсов является вторичное использование применения новых технологий очистка и организационные мероприятия. Проблема транс граничных рек должна решаться на основе межгосударственных договоров и признанием всей водосборной площадки бассейна в равной мере принадлежащей всей территории и всем водопользователям. Необходимо также использовать ресурсы подземный вод Казахстана. Перевести орошаемое земледелие на водо сберегающий способ полива. Наиболее прогрессивным способам орошения является подпочвенное, которое пока не находит широкого применения из-за сравнительной сложности и дороговизны. Агроэкосистемы прошли экстенсивный период развития. Сегодня агроэкосистемы применяют индустриальную технологию и чимизацию, которые ведут к загрязнению, и разрушению природной среды. поэтому арго системы должны перейти на адаптивный уровень развития.

129 Источники загрязнения атмосферного воздуха

В автомобильных выбросах содержатся также окислы азота.

130 Последствия загрязнения атмосферы.

Быстрое загрязнение атмосферы началось в XIX в. в связи с ростом, как уже отмечалось выше, потребления всех видов топлива. Воздух в промышленных городах становится все хуже, и в начале XX в. об этом заговорили, как о требующей решения гигиенической проблеме. Выяснилось, что загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное воздействие не только на человека, но и на флору и фауну, на различного рода сооружения, транспортные средства и др.

Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата города: увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и обусловленному им снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой радиации.

Главный действующий компонент смога лондонского типа - сернистый газ в количестве 5-10 мг/м ³ и выше.

В смоге лондонского типа практически не образуется каких-либо новых веществ. Его токсичность целиком определяется исходными загрязнителями, и возникает он при сжигании достаточно больших количеств топлива.

Фотохимический туман может возникать при более низких концентрациях загрязнителей, чем лондонский смог, и для него более характерна желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман. При смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы. У людей фотохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Смог оказывает вредное влияние и на растения, особенно на салатные культуры, бобы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения. Фотохимический туман вызывает коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды.

Основной причиной образования фотохимического тумана является сильное загрязнение городского воздуха газовыми выбросами предприятий химической промышленности и транспорта и главным образом выхлопными газами автомобилей.

Кислотные дожди Дождевая вода, образующаяся при концентрации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию, т. е. рН = 7 (рН - показатель, характеризующий кислотные или щелочные свойства растворов) . Но даже в самом чистом воздухе всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется (рН = 5, 6-5, 7) . А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым. Например, в северовосточной части США, в промышленных штатах новой Англии, рН дождевой воды, как правило, от 3 до 4. Уменьшение рН на единицу означает увеличение кислотности в 10 раз, на две единицы - в 100 раз и т. д. А мировой рекорд по части кислого дождя пока что принадлежит шотландскому городку Питлорхи, где 10 апреля 1974 г. выпал дождь рН = 2, 4 - это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.

В связи с растущей угрозой вопрос о загрязнении окружающей среды стал в повестку дня многих международных соглашений.

В Хельсинском Заключительном акте зафиксированы практические договоренности всех европейских государств, США и Канады разработать совместную программу наблюдения и контроля (мониторинга) трансграничного загрязнения воздуха на большие расстояния, развивать сотрудничество в области методов и технологий сокращения выбросов в атмосферу.

123 Принципы функционирования экосистем

Солнечный свет падает на Землю с энергией 1, 98 кал/см ² в минуту (солнечная постоянная) и при прохождении через атмосферу ослабляется. В ясный солнечный полдень до поверхности Земли доходит не более 67% энергии света, а при прохождении через облако, воду и растительность она уменьшается еще в большей степени. Поступление солнечной энергии к автотрофному слою экосистем в день составляет от 100 до 800 кал/см ² , в среднем 300-400 кал/см ² , или 1, 1-1, 5 млн ккал/м ³ .

Все без исключения экосистемы являются открытыми. Для своего функционирования они должны получать и отдавать энергию. По этой причине концепция экосистемы должна учитывать существование связанных между собой и необходимых для функционирования и самоподдержания потоков энергии на входе и выходе, т. е. реальная функционирующая экосистема должна иметь вход и в большинстве случаев пути оттока переработанной энергии и веществ.

Энергия солнечного света поступает в экосистему, где фотоавтотрофными организмами превращается в химическую энергию, используемую для синтеза органических соединений из неорганических. Поток энергии направлен в одну сторону: часть поступающей энергии Солнца преобразуется сообществом и переходит на качественно более высокую ступень, трансформируясь в органическое вещество, которое представляет собой более концентрированную форму энергии, чем солнечный свет. Большая часть энергии проходит через систему и покидает ее.

В отличие от энергии элементы питания и вода, необходимые для жизни, могут использоваться многократно. После отмирания живых организмов органические вещества разлагаются и опять превращаются в неорганические соединения. В совокупности экосистему можно представить как единое целое, в котором биогенные вещества из абиотического компонента включаются в биотический и обратно, т. е. происходит постоянный круговорот веществ с участием живого (биотического) и неживого (абиотического) компонентов. В различных климатических зонах поступление энергии в экосистемы разное.

124 Альтернативные источники энергии

В качестве источников энергии стали рассматривать также скорлупы миндалей и персиковые косточки. И не без успеха фирма "Сан даймонд гроверс оф Калифорния" производит 4, 5 мегаватт электроэнергии за счет сжигания скорлупы грецких орехов - побочного продукта их переработки. Таким образом, в течение года экономится 11 тыс. т нефти. Как заявил один из руководителей компании, "грецкий орех дает превосходное и не загрязняющее окружающую среду топливо, оно не содержит серы и дает очень мало золы". Фирма "Имотек инкорпорейшн" вырабатывает 8, 5 мегаватта электроэнергии путем сжигания миндальной скорлупы, косточек персиков и слив.

Еще один нетрадиционный источник энергии - бытовые отходы. В мире более 100 млн т таких отходов сжигается в печах с регенерацией энергии. Это, конечно, мизерное количество по сравнению с мусором, который все еще вывозится на свалки, представляя немалую опасность для окружающей среды. Небезопасно, впрочем, и простое сжигание мусора: при современном уровне очистки отходящие газы не утрачивают своей вредности. В настоящее время химики многих стран работают над совершенствованием фильтров, улавливающих вредные вещества из газов. Из газообразных продуктов сжигания мусора необходимо удалять сажу, хлористый водород, окислы азота, двуокись серы и т. д. Что касается методов улавливания, то они уже разработаны. Вопрос лишь в том, как сделать их более дешевыми, надежными, долго работающими.

Особое внимание уделяется сейчас пиролизу (термическому разложению) мусора и получению из него газообразного топлива. Пока здесь больших успехов нет, так как состав бытовых отходов неоднороден, поэтому трудно подбирать и регулировать оптимальный режим пиролиза. Кроме того, в мусоре много вредных примесей. Предлагается выделять из него наиболее горючие компоненты - бумагу, картон, пластики - и прессовать их в брикеты. Такие брикеты по теплотворности сравнимы с бурым углем.

Как полагают эксперты, усовершенствованная переработка бытовых отходов (как в энергию, так и в сырье) позволит только Западной Европе достичь ежегодной экономии порядка 14 млрд долларов. Разделение отходов должно происходить уже на дому: в одни контейнеры нужно сбрасывать пищевые отходы, в другие - бумагу и т. д. Такой путь предполагает высокую сознательность населения в отношении охраны окружающей среды и экономии сырья и энергии.

125 Факторы формирующие экосистемы

Классическая экология, основы которой были определены Эрнестом Геккелем (1868), не рассматривает воздействие человека как отдельного фактора, способного разрушить взаимодействия между организмами и неорганическими условиями среды. Экология и экологические факторы, по Э. Геккелю - крайне сложные и запутанные явления, которые определяются отношениями организмов к окружающей среде, к неорганическим и органическим условиям жизни. Как следует из этого определения, основу экологии составляют "неорганические и органические условия жизни", которые сегодня называются абиотическими и биотическими факторами.

Абиотические факторы -комплекс условий внешней среды, влияющих на организм. Их можно разделить на химические (состав атмосферы, гидросферы, почв и т. д. ) и физические или климатические (температура, давление, ветер, влажность и др. ) . В природе наблюдается огромное разнообразие сочетаний этих факторов, от чего зависят численность, распространение организмов в пространстве, видовое разнообразие, соотношение между видами.

Биотические факторы - совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Например, одни виды организмов могут служить источником пищи для других, средой обитания (хозяин - паразит), способствовать размножению (растения - насекомые-опылители) и т. д. Биотические факторы могут оказывать на живые организмы прямое и косвенное воздействие, например, микроорганизмы могут влиять на доступность элементов питания для растений. Биотические факторы можно рассматривать как внутри- и межвидовые взаимоотношения организмов.

Антропогенные факторы - совокупность воздействий человека на живые организмы и природную среду. Уже фактом своего существования человек воздействует на природную среду. Но значительно большее влияние на природу оказывают социоэкосистемы - города и поселения городского типа, а также агроэкосистемы.

126 Минерально-сырьевой потенциал

Нефть и газ. Казахстан - сравнительно молодой нефтяной регион. Хотя эмбинские месторождения эксплуатировались еще при царской России, активная добыча нефти в Прикаспии началась только в 1930-х годах. В отличие от угольных месторождений, которые встречаются почти повсеместно на территории республики, месторождения газа сосредоточены в Западном Казахстане, охватывая территорию Мангистауской, Атырауской, Западно-Казахстанской, Актюбин-ской областей. Месторождения нефти локализуются в основном двух крупных нефтяных бассейнах - Урало-Эмбинском и Мангистауском (Ахметова, 1996) .

Нефть играет огромную роль в современном хозяйстве. Она является прекрасным сырьем для производства жидкого топлива. Из нее получают бензин, дизельное топливо, керосин для автомобильных, тракторных и дизельных двигателей.

После переработки остается мазут, который сжигают на электростанциях и в металлургических печах, а твердый остаток - гудрон идет на строительство дорог. При переработке нефти выделяются газы -ценное сырье для химической промышленности.

Из попутных нефтяных газов, углеводородов получают синтетический спирт, синтетический каучук, синтетические волокна, пластмассы. Из нефти получают смазочные масла, которые необходимы для уменьшения трения рабочих частей машин и механизмов удлинения срока их работы.

Суммарная мощность 202 месторождений, подготовленных в середине 1990-х годов к разработке, составляла 2, 2 млрд т нефти и 1, 8 трлн м ³ природного газа. Суммарные природные резервы углеводородного сырья в Казахстане с учетом потенциала каспийского шельфа составляют 13 млрд т нефти и конденсата и 7, 1 трлн м ³ природного

Классификация природных ресурсов с точки зрения их исчерпаемости

газа. По перспективным запасам Казахстан занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Первопроходцем стала нефтяная компания "Шеврон", которая подписала крупнейший на постсоветском пространстве контракт по освоению месторождения Тенгиз в Западном Казахстане стоимостью 20 млрд долларов со сроком действия 40 лет. В 1997 году в Вашингтоне в присутствии Президента РК Н. Назарбаева и вице-президента США А. Гора главы крупнейших нефтяных компаний, в том числе "Амоко", "Тексако", "Эксон", "Мобил", "Филлипс Петролеум", подписали еще два контракта-гиганта - по освоению Кара-чаганакского газоконденсатного месторождения и разделу продукции на каспийском шельфе. К 2000 году США занимали первое место по совокупному объему прямых инвестиций в Казахстане. Их общий объем составляет 4 млрд долларов. В этот же год товарооборот между двумя странами составил 487 млн. долларов.

Другое событие - открытие Амангельдинского месторождения. По уже утвержденным данным этот проект позволит Казахстану не зависеть от поставок узбекского газа.

Эмбинская нефть по своим масляным свойствам относится к категории очень ценных, так как содержит мало примесей (серы, парафина, смол) . При переработке дает высококачественный бензин.

Месторождения нефти связаны с солянокупольными поднятиями, которых насчитывается в данном бассейне около 2000, из них для промышленных целей используется пока несколько десятков. К крупным нефтяным и нефтегазовым месторождениям относятся Доссор, Макат, Кульсары, Прорва и др. Все нефтепромыслы бассейна соединены нефтепроводом, который протягивается на Урал и в центральные районы России.

На территории Атырауской области идет обустройство Тенгиз-ского нефтяного месторождения, на базе которого создается крупный комплекс по добыче и переработке нефти, газа и получению

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.