Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Цели и задачи дисциплины БЖД.doc
Скачиваний:
221
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
2.78 Mб
Скачать

6.2. Атмосфера и ее загрязнение

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования

жизни на Земле. Она участвует в формировании климата на планете, регулирует ее тепловой

режим, способствует перераспределению тепла у поверхности. Часть лучистой энергии Солнца

поглощает атмосфера, а остальная энергия, достигая поверхности Земли, частично уходит в

почву, водоемы, а частично отражается в атмосферу.

Из общего количества солнечной энергии атмосфера отражает — 35%, поглощает —

19% и пропускает к Земле — 46%.

Атмосфера предохраняет Землю от резких колебаний температуры. При отсутствии ат-

мосферы и водоемов температура поверхности Земли в течение суток колебалась бы в интер-

вале 2000 С. Благодаря наличию кислорода атмосфера участвует в обмене и круговороте ве-

ществ в биосфере.

В современном состоянии атмосфера существует сотни миллионов лет, все живое при-

способлено к строго определенному ее составу. Газовая оболочка защищает живые организ-

мы от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Атмосфера предо-

храняет Землю от падения метеоритов.

В атмосфере распределяются и рассеиваются солнечные лучи, что создает равномер-

ное освещение. Она является средой, где распространяется звук. Из-за действия гравитацион-

ных сил атмосфера не рассеивается в мировом пространстве, а окружает Землю, вращается

вместе с ней.

Основной (по массе) компонент воздуха — азот. В нижних слоях атмосферы его содержа-

ние составляет 78,09%. В газообразном состоянии азот инертен, а в соединениях в виде нит-

ратов он играет важную роль в биологическом обмене веществ.

Самый активный в биосферных процессах газ атмосферы — кислород. Содержание его в

атмосфере составляет около 20,94%. Кислород поглощают животные в процессе дыхания и

выделяют растения как обычный продукт фотосинтеза.

Важная составляющая часть атмосферы — диоксид углерода (СО2), который составляет

0,03% ее объема. Он существенно влияет на погоду и климат на Земле. Содержание диоксида

в атмосфере не постоянно. Он поступает в атмосферу из вулканов, горячих ключей, при дыха-

нии человека и животных, при лесных пожарах, потребляется растениями, хорошо растворяет-

ся в воде. В небольших количествах в атмосфере содержатся: оксид углерода (СО), инертные газы

(аргон, гелий, неон, криптон, ксенон). Из них больше всего аргона — 0,934%. В состав атмо-

сферы входят также водород и метан. Инертные газы попадают в атмосферу в процессе непре-

рывного естественного радиоактивного распада урана, тория, радона.

Помимо газов в атмосфере имеются вода и аэрозоли. В атмосфере вода находится в

твердом (лед, снег), жидком (капли) и газообразном (пар) состоянии. При конденсации водяных

паров образуются облака. Полное обновление водяных паров в атмосфере происходит за 9 —

10 суток.

Первичным источником энергии атмосферного тепла для Земли служит Солнце. Поверхности

Земли достигает малая доля лучистой энергии Солнца. Часть энергии, достигшей поверхности,

отражается, а остальная поглощается, превращаясь в тепловую. Эта энергия вызывает конвек-

тивное движение в атмосфере. Так как 71% поверхности Земли заняты водой, поглощение сол-

нечной энергии сопровождается испарением. Теплота, затраченная на испарение, освобожда-

ется в атмосфере, способствуя ее перемещению.

Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, час-

тиц, твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагопри-

ятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и со-

оружения.

По происхождению загрязнения делят на природные, вызванные естественными, часто

аномальными процессами в природе, и антропогенные, связанные с деятельностью человека.

Рис. 6.3. Классификация загрязнений атмосферы

Загрязнения атмосферы

Природные

Антропогенные

Локальные

Глобальные

С развитием производственной деятельности человека все большая доля в загрязнении

атмосферы приходится на антропогенные загрязнения. Их подразделяют на локальные и гло-

бальные. Локальные загрязнения связаны с городами и промышленными регионами. Глобаль-

ные загрязнения влияют на биосферные процессы в целом на Земле и распространяются на

огромные расстояния. Так как воздух находится в постоянном движении, вредные вещества пе-

реносятся на сотни и тысячи километров. Глобальное загрязнение атмосферы усиливается в

связи с тем, что вредные вещества из нее попадают в почву, водоемы, а затем снова посту-

пают в атмосферу.

Загрязнители атмосферы разделяют на механические, физические и биологические.

Рис. 6.4. Классификация загрязнителей атмосферы

Загрязнители атмосферы

механические

физические

биологические

Механические загрязнения — пыль, фосфаты, свинец, ртуть. Они образуются при

сжигании органического топлива и в процессе производства.

К физическим загрязнениям относят:

тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов);

световые (ухудшение естественной освещенности местности под воздействием искусст-

венных источников света);

шумовые (как следствие антропогенных шумов);

электромагнитные (от линий электропередач, радио и телевидения, работы промышлен-

ных установок);

радиоактивные, связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в

атмосферу.

Биологические загрязнения в основном являются следствием размножения микроорга-

низмов и антропогенной деятельности (теплоэнергетика, промышленность, транспорт, действия

вооруженных сил).

Экологи предупреждают, что если не удастся уменьшить выброс в атмосферу уг-

лекислого газа, то нашу планету ожидает катастрофа, связанная с повышением

температуры вследствие так называемого парникового эффекта.

Сущность этого явления заключается в том, что ультрафиолетовое солнечное излучение

достаточно свободно проходит через атмосферу с повышенным содержанием СО2 и метана

СН4. Отражающиеся от поверхности инфракрасные лучи задерживаются атмосферой с повы-

шенным содержанием СО2, что приводит к повышению температуры, а следовательно, и к из-

менению климата.

Загрязняющие вещества проникают в организм человека через органы дыхания. Суточ-

ный объем вдыхаемого воздуха для одного человека составляет 6 — 12 м3. При нормальном

дыхании с каждым вдохом в организм человека поступает от 0,5 до 2 литров воздуха.

Вдыхаемый воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы легких, где происходит

газообмен между кровью и лимфой. В зависимости от размеров и свойств загрязняющих ве-

ществ их поглощение происходит по-разному.

Грубые частицы задерживаются в верхних дыхательных путях и, если они не токсичны,

могут вызывать заболевание, которое называется полевой бронхит. Частицы пыли могут при-

вести к профессиональному заболеванию, которое носит общее название пневмокониоз.

Человек может долго жить без пищи 30 — 45 суток, без воды — 5 суток, без воздуха —

только 5 минут. Вредные воздействия разнообразных и пылевидных промышленных выбросов

на человека определяются количеством загрязняющих веществ, поступающих в организм, ихсостоянием, составом и временем воздействия. Атмосферные загрязнения могут оказывать на

здоровье человека малое влияние, а могут привести к полной интоксикации организма.

Разрушительное воздействие промышленных загрязнений зависит от вида вещества.

Хлор наносит урон органам зрения и дыхания. Фториды, попадая в организм человека, вымы-

вают кальций из костей и снижают содержание его в крови. При вдыхании фториды отрица-

тельно воздействуют на дыхательные пути. Гидросулъфид поражает роговицу глаз и органы ды-

хания, вызывает головные боли. При высоких концентрациях возможен летальный исход. Ди-

сульфид углерода является ядом нервного действия и может вызвать психическое расстройство.

Острая форма отравления приводит к наркотической потере сознания. Опасны для вдыхания

пары или соединения тяжелых металлов. Вредны для здоровья соединения бериллия. Диоксид

серы поражает дыхательные пути. Оксид углерода препятствует переносу кислорода, отчего

наступает кислородное голодание организма. Продолжительное вдыхание оксида углерода

может оказаться смертельным для человека.

Опасны в малых концентрациях в атмосфере альдегиды и кетоны. Альдегиды оказывают

раздражающее воздействие на органы зрения и обоняния, являются наркотиками, разрушаю-

щими нервную систему, нервную систему поражают также фенольные соединения и органиче-

ские сульфиды.

Загрязнения атмосферы вредно сказываются и на растениях. Разные газы оказывают

различное влияние на растения, причем восприимчивость растений к одним и тем же газам

неодинакова. Наиболее вредны для них сернистый газ, фтористый водород, озон, хлор, диок-

сид азота, соляная кислота.

Загрязняющие атмосферу вещества отрицательно влияют на сельскохозяйственные рас-

тения, как за счет непосредственного отравления зеленой массы, так и интоксикации почвы.

Загрязнение атмосферы промышленными выбросами существенно усиливает эффект

коррозии. Кислотные газы способствуют коррозии стальных конструкций и материалов. Диок-

сид серы, оксиды азота, гидрохлорид при соединении с водой образуют кислоты, усиливая хи-

мическую и электрохимическую коррозию, разрушают органические материалы (резину, пла-

стмассы, красители). На стальные конструкции отрицательно действуют озон и хлор. Даже не-

значительное содержание нитратов в атмосфере вызывает коррозию меди и латуни. Аналогич-

но действуют и кислотные дожди: снижают плодородие почв, отрицательно воздействуют на

флору и фауну, сокращают сроки службы электрохимических покрытий, особенно хромонике-

левых красок, снижается надежность работы машин и механизмов, под угрозой находятся бо-

лее 100 тыс. используемых видов цветного стекла.

Изменение климата оказывает влияние на сельское хозяйство. При потеплении увели-

чивается продолжительность вегетационного сезона (на 10 дней при повышении температуры

на 10С). Повышение концентрации диоксида углерода приводит к повышению урожайности.

К антропогенным процессам относятся разрушения озонного экрана, которые вы-

зываются:

• работой холодильников на фреоне и аэрозольных установках;

• выделением NO2 в результате разложения минеральных удобрений;

• полетами самолетов на большой высоте и запусками ракетоносителей спутников (вы-

брос оксидов азота и паров воды);

• ядерными взрывами (образования оксидов азота);

• процессами, способствующими проникновению в стратосферу соединений хлора ан-

тропогенного происхождения, а также метилхлороформа, четыреххлористого углерода,

хлористого метила.

По оценкам ученых, в настоящее время содержание озона уменьшается ежегодно при-

мерно на 0,1%. Это существенно может изменить климат и вызвать другие негативные

последствия.

Развитие техники сопровождается ростом числа и мощности источников ионизирующего

излучения, к которым относятся АЭС, предприятия, добывающие и перерабатывающие ядерное топливо, хранилища отходов, научно-исследовательские институты, испытательные полигоны.

Развитие атомной энергетики сопровождается ростом радиоактивных отходов, обра-

зующихся при добыче и переработке ядерного топлива. Активность этих отходов нарастает с

каждым годом, и в недалеком будущем составит серьезную опасность для окружающей среды.