1

Лекція 2. Повітряне середовище міста

План лекції:

1. Функції атмосфери та процес її самоочищення.

2. Джерела викиду в атмосферу забруднюючих речовин.

3. Заходи захисту повітряного басейну міста.

1. Функції атмосфери та процес її самоочищення

Атмосфера – зовнішня газова оболонка Землі, суміш різних газів, водяної пари і твердих аерозольних частинок.

Атмосфе­ра є середовищем для розміщення газоподібних відходів вироб­ництва. Під впливом атмосферних опадів, сонячної радіації та в результаті переносу повітряних мас атмосферне повітря лишаєть­ся без зайвих домішок. Цей процес має назву самоочищення ат­мосфери.

Атмосфера – це середовище, яке містить головну складову існування людини, а саме повітря, головним показником якого є якість.

Якість атмосферного повітря - це сукупність його властивос­тей, яка визначає ступінь впливу фізичних, хімічних та біологіч­них факторів на людей, рослинний та тваринний світ, а також на матеріали, конструкції та навколишнє середовище в цілому. Якість атмосферного повітря може рахуватися задовільним, якщо вміст домішок в ньому не перевищує гранично допустиму конце­нтрацію (ГДК).

ГДК - це максимальна концентрація домішок в атмосфері, ві­днесена до відповідного часу осереднення, яка при періодичному впливі на протязі всього життя людини не впливає на нього та на навколишнє середовище прямої чи опосередкованої дії.

Атмосфера виконує наступні функції:

• містить кисень необхідний для дихання;

• є джерелом вуглекислого газу для фотосинтезу;

• захищає всі живі організми від космічного випромінювання;

• зберігає тепло Землі і регулює клімат;

• трансформує газоподібні домішки атмосфери та переносить водяну пару по планеті;

• є джерелом хімічної сировини і енергії;

• є середовищем літаючих тварин.

Атмосфера ділиться на сфери: тропосферу, стратосферу, мезосфера, термосфера, екзосфера (іоносфера).

Середня температура змінюється лінійно з висотою до рівня 11 км над поверхнею Землі.

Основні джерела утворення забруднюючих речовин і викидів у атмосферу:

1. Антропогенні джерела утворення первинного пилу: механічна обробка різних матеріалів (подрібнення, шліфування, різання), транспортування сипучих матеріалів;теплові процеси горіння палива, зношення і руйнування частин автомобілів та іншого обладнання.

Пил, що в атмосфері класифікують за часом і формою утворення:

• природний пил (утворюється в наслідок будь-якого природного чи антропогенного процесу);

• вторинний пил ( утворюється з рідких або газоподібних домішок в наслідок різних хімічних і фізичних перетворень);

• поверхневий пил ( утворюється на поверхні землі з подальшим надходженням в атмосферу).

2. Рідкі забруднюючі речовини. Утворюються внаслідок конденсації пари і в результаті хімічних і фотохімічних реакцій.

3. Газоподібні забруднюючі речовини. Утворюються в результаті хімічних реакцій (окислення, відновлення, заміщення, розкладу, електролізу, дистиляції тощо).

2. Джерела викиду в атмосферу забруднюючих речовин

Забруднення атмосферного повітря – зміна складу атмосфери в результаті надходження різних домішок

Домішки в атмосфері – це розсіяні в атмосфері речовини, що не містяться в постійному її складі.

Забруднююча повітря речовина – це домішка в атмосфері, що несприятливо впливає на довкілля і стан здоров’я населення.

Первинна домішка в атмосфері – це домішка, що зберігає певний час свої хімічні і фізичні властивості.

Вторинна домішка в атмосфері – утворюється в результаті різних атмосферних процесів та перетворень.

Перетворення домішок в атмосфері – це процес при якому домішки змінюються під впливом хімічних і фізичних явиш, що є наслідком природних і антропогенних чинників.

До фізичних забрудників атмосфери відносять: радіоактивні речовини, теплове забруднення, шум, вібрацію і т.д.

Забруднюючі речовини надходять до атмосфери у вигляді суміші пилу, диму, туману і газоподібної речовини.

До природних джерел забруднення атмосфери відносять: пилові бурі, зелені насадження в період цвітіння, степові і лісові пожежі, виверження вулканів. Домішки, що виділяються природними джерелами: рослинний пил, пил вулканічного і космічного походження, ґрунтовий пил, частинки морської солі, а також гази: вулканічного походження, продукти життєдіяльності тваринного, рослинного і мікробного походження.

Природні джерела відносяться до майданних і діють короткочасно. Рівень забруднення, що створюють природні джерела називають фоновими, змінюються рідко в часі і є майже постійними.

Антропогенне забруднення пов’язане перш за все з підприємствами та транспортом. Промислові підприємства від яких відбуваються викиди поділяються на стаціонарні (координати джерела не змінюються) та пересувні.

Джерела викидів в свою чергу поділяються на точкові, лінійні та майданні. Кожен з них може бути затінений та незатінений.

Точкові джерела (зосереджені в одному місці): димарі, вентиляційні шахти.

Лінійні джерела: забруднення від автомобілів поблизу дороги.

Майданні джерела – займають площу всього підприємства: місце складування виробничих і побутових відходів, склади паливо-мастильних матеріалів.

Незатінені джерела (високі) – розташовані в недеформованому потоці повітря і до них відносяться димарі, які перевищують в 2-3 рази навколишню забудову (найвищі будинки).

Також розділяють організовані та неорганізовані викиди.

До організованих належать: газоходи, димоходи, труби, димарі.

До неорганізованих: порушення герметичності обладнання, старіння обладнання, а також місця розвантаження або зберігання речовин (автостоянки, склади паливо-мастильних матеріалів).

Більшість газоподібних домішок, які викидаються у атмосферу, знаходяться у встановленій формі чи у вигляді окислів з низьким ступенем окислення (сірковуглець, метан, окис азоту). Аналіз атмосферних опадів показує, що повернуті на поверхню землі домішки, представлені в основному з'єднаннями з високою сту­пенем окислення (сірчана кислота, сульфати, азотна кислота, ніт­рати, діоксид вуглецю). Таким чином, тропосфера грає роль гло­бального окислювального резервуару.

Смог - атмосферне явище, яке наступає при спів падінні пев­них метеорологічних умов та високого ступеню забрудненості повітряного басейну. Розрізняють наступні види смогів: фотохімі­чний, лондонський, крижаний.

Фотохімічний смог виникає у ясну сонячну погоду, при низь­кий вологості, температурі +30°, повній відсутності вітру та за­брудненості повітря. При фотохімічному смозі спостерігається поява голубуватої димки чи білуватого туману та пов'язане з цим погіршення видимості.

Лондонський смог формується при вологості повітря біля 100%, температурі 0°, штильовій погоді та високій концентрації продуктів спалювання твердого та рідкого палива. Спостерігаєть­ся частіше всього восени та взимку, характерне для помірних ши­рот з вологим морським кліматом.

Крижаний смог характерний для міст, розташованих у високих широтах. Він утворюється при температурах нижче - 30°, повному штилі, високій вологості повітря та наявності потужних джерел за­бруднення атмосфери. Для України крижаний смог нехарактерний.