Загрязнение и защита атмосферы

Министерство  образования и науки Российской Федерации

НОУ ВПО МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ                           ИНСТИТУТ «ВТУ»

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ ПО ЭКОЛОГИИ

«ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ»

 

 

 

 

Студента группы БПЭЭ-ФО-309 Направление «Электроэнергетика» Богомолов А.А. Бойко Е.А. Барков М.А. Ведиборенко А.А. Барсуков А.В. Преподаватель Ибрагимов Фаиль Фатахович

 

 

 

 

  Оренбург 2011

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3 

1.Строение и состав  атмосферы…………………………………………4

2. Важнейшие экологические  функции атмосферы………..…………5

3. Качество атмосферы и особенности ее загрязнения……………….9

4.  Основные химические  примеси, загрязняющие атмосферу…......12

5. Кислотные дожди………………………………………………………17

5.1. Кислотные дожди и водоемы………………………………………..21

 

5.2. Кислотные дожди и леса……………………………………………..22

5.3. Кислотные дожди и урожайность сельскохозяйственных

       культур…………………………………………………………………23 

5.4. Кислотные дожди и материалы………………………………..…...23

6. Загрязнение  атмосферы биологическими примесями……………..25

6.1.  Изменение природного состава воздуха………………………..…26

6.2. Парниковый  эффект………………………………………………….27

6.3. Парниковый эффект и климат Земли………………...……………31

6.4.  Разрушение озонового слоя…………………………………………32

7. Анализ состояния воздушной среды Оренбургской области……..34

8. Влияние автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха  
    г. Оренбурга в 2011г…………………………………………………....36

9.  Мероприятия по охране атмосферного воздуха……………………38

10. Список использованной литературы………………………………..41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей  природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей  приземного слоя атмосферы, сложившуюся  в ходе эволюции Земли, деятельности человека  
и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

В настоящее время из всех форм деградации природной среды  России именно загрязненность атмосферы  вредными веществами является наиболее опасной. Особенности экологической  обстановки в отдельных регионах Российской Федерации и возникающие  экологические проблемы обусловлены  местными природными условиями и  характером воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского  хозяйства. Степень загрязнения  воздуха зависит, как правило, от степени урбанизированности  
и промышленного развития территории (специфика предприятий, их мощность, размещение, применяемые технологии), а также от климатических условий, которые определяют потенциал загрязнения атмосферы.

Атмосфера оказывает интенсивное  воздействие не только на человека,  
но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии  
и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Строение и состав атмосферы

 

Атмосфера - газообразная оболочка Земли, состоящая из смеси различных  газов и простирающаяся (условно) на высоту 100 км. Она имеет слоистое строение, представляющее собой ряд  сфер и расположенные между ними паузы. Масса атмосферы-5,910¹⁵т, объем - 13,2-10²⁰ м³.

Атмосфера играет огромную роль во всех природных процессах, в первую очередь  она регулирует тепловой режим и  общие климатические условия, а также защищает человечество от вредного космического излучения. Основными газовыми компонентами атмосферы являются азот (78%), кислород (21%), аргон (0,9%) и углекислый газ (0,03%). Газовый состав атмосферы меняется с высотой.  
В приземном слое из-за антропогенных воздействий количество углекислого газа возрастает, а кислорода снижается. В отдельных регионах в результате хозяйственной деятельности в атмосфере увеличивается количество метана, оксидов азота и других газов, вызывающих такие неблагоприятные явления,  
как парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смог. Циркуляция атмосферы влияет на режим рек, почвенно-растительный покров,  
а также экзогенные процессы рельефообразования. И наконец, воздух - необходимое условие жизни на Земле.

Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы. Толщина ее составляет в средних широтах - 10... 12 км - над уровнем моря и на полюсах - 7...10 км, а на экваторе - 16...18 км.  
Из-за неравномерности нагрева в атмосфере образуются мощные вертикальные потоки воздуха, а в приземном слое отмечается неустойчивость его температуры, относительной влажности, давления и т.п. Но при этом температура в тропосфере по высоте является стабильной и уменьшается на 0,6°С на каждые 100 м  
в диапазоне от +40 до - 50°С. В тропосфере содержится до 80% всей влаги, имеющейся в атмосфере, в ней образуются облака и формируются все виды осадков, которые являются очистителями воздуха от примесей. 
            Выше тропосферы расположена стратосфера, а между ними находится тропопауза. Толщина стратосферы составляет около 40 км, воздух в ней разряжен, влажность его невысока, при этом температура воздуха от границы тропосферы до высоты 30 км над уровнем моря постоянна (около -50°С), а затем она постепенно повышается до +10°С на высоте 50 км. Под воздействием космического излучения и коротковолновой части ультрафиолетового излучения Солнца молекулы газов в стратосфере ионизируются, в результате образуется озон. Озоновый слой, распространяющийся до высоты 40 км, играет очень большую роль, оберегая все живое на Земле от ультрафиолетового излучения.

Стратопауза отделяет стратосферу  от лежащей выше мезосферы, в которой количество озона уменьшается, а температура на высоте примерно 80 км над уровнем моря составляет -70°С. Резкий перепад температур между стратосферой  
и мезосферой объясняется наличием озонового слоя.

 

 

 

 

2. Важнейшие экологические функции атмосферы

 

Атмосфера - воздушная оболочка Земли, вращающаяся вместе с нею. Атмосфера — окружающая Землю газовая среда. Ее масса — около 5,5Ч1015т, или менее одной миллионной всей массы Земли. Толщина нижнего слоя атмосферы (тропосферы), содержащего около 80% ее массы, — от 8 км в полярных широтах до 18 км в экваториальном поясе. В стратосфере, расположенной на высоте до 55 км над поверхностью, находится до 20% массы атмосферы. Сухой воздух  
у поверхности Земли содержит по объему 73% азота и 21% кислорода, малые дозы аргона и углекислого газа.

Атмосфера, со всех сторон окружающая земной шар, выполняет важнейшие  функции, связанные с жизненными процессами, направленными на поддержание  живых организмов. Атмосфера является важнейшим условием появления  
и развития жизни на Земле.

Атмосфера задерживает свыше  половины энергии солнечного излучения, достигающего наружной ее границы. Коротковолновое  и гамма-излучение, которые могли  бы быть губительными для жизни на Земле, целиком поглощаются атмосферой (точнее, находящейся в ее верхних  слоях ионосферой, а также слоем  озона) и до поверхности Земли  не доходят. Атмосфера защищает поверхность  Земли и от падения метеоритов. Между атмосферой и по­верхностью  Земли происходит постоянный тепло-, влаго- и газообмен, изменяется атмосферное  давление, совершается циркуляция воздуха, что имеет большое значение для  погоды.

В связи с наличием в  атмосфере водяного пара и углекислого  газа, она почти не пропускает теплового  излучения, создавая так называемый «парниковый эффект» Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере  в результате человеческой деятельности, процессов горения, в которых  сжигается кислород и образуются углекислый газ и другие газы, приводит к усилению «парникового эффекта», может вызвать повышение средней  температуры, угрожает таянием полярных льдов.

Атмосфера регулирует и такие  важнейшие параметры в жизни  всего живого, как темпера­тура, влажность, давление. Самой общей  характеристикой состояния атмосферы  является климат. Формирование климата  планеты определяется притоком солнечной  энергии, особенностями строения подстилающей поверхности, интенсивностью механизмов тепло-, влаго- и массообмена между  различными регионами Земли.

Влияние климата на здоровье человека, да и всех живых организмов, проявляется, прежде всего, в их тепловом состоянии, обусловленном теплообменом с окружающей средой. На процессы терморегуляции живых организмов существенное влияние  оказывают температура и влажность  воздуха, ветер. Например, внезапные  изменения ветрового режима, атмосферного давления и температуры - рассматриваются  как причины ухудшения состояния  здоровья у большинства людей, т. н. метеозависимость.

Циклы кислорода, углерода, азота, воды обязательно проходят атмосферную  стадию. Атмосфера — это гигантский резервуар, где различные вещества накапливаются, а главное — благодаря  такому ее свойству, как динамичность, распределяются с господствующими  ветрами по всему земному шару. Это позволяет обеспечить интенсивность и скорость круговорота веществ в природе и поддерживать целостность природы Земли.

Для всего живого на Земле  важны основные физические и химические свойства атмосферы как части  природной среды. Давление атмосферы  считается нормальным при величине у поверхности Земли 760,1 мм рт. ст. В пределах земного шара существуют постоянные области высокого и низкого давления, что обеспечивает динамику атмосферы и формирование системы господствующих ветров. Это обеспечивает вертикальное и горизонтальное перемешивание воздуха, рассеивание и ассимиляцию загрязняющих веществ. Когда загрязнители смешиваются с достаточно большими объемами воздуха, их концентрация понижается вплоть до порогового уровня, ниже которого их отрицательное воздействие не наблюдается.

Давление атмосферы мы не замечаем, хотя на каждого человека давит примерно около 12 т. воздуха. Для  нас ощутимы лишь отклонения давления при подъеме на высоту (понижение), при погружении в воду (повышение). В абсолютном вакууме гибель живого наступает мгновенно. Однако исчезновение или резкое уменьшение атмосферного давления нашей планете не угрожает.

Прозрачность атмосферы  имеет очень важное средообразующее  значение. Именно от нее зависит  проницаемость атмосферы для  солнечных излучений видимых  частей спектра. Количество (интенсивность) солнечной энергии определяет интенсивность  фотосинтеза — единственного  природного процесса фиксации солнечной  энергии на Земле. Установлено влияние  прозрачности на тепловой баланс Земли. Современные изменения прозрачности атмосферы в значительной мере определяются антропогенным влиянием, что уже  привело к возникновению ряда проблем.

Весьма существенное значение имеет состояние газового баланса  в атмосфере. Атмосфера в пределах тропосферы (до высоты 15—16 км), где заключено  более 90% всей ее массы, состоит по объему из азота (78,09%), кислорода (20,96%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%); она содержит также весьма малые доли инертных газов и озона.

Атмосферный азот является гигантским источником первичного «сырья»  как для деятельности азотфиксирующих  микроорганизмов и водорослей, так  и для промышленности азотистых  удобрений.

Без кислорода невозможно дыхание, а значит, энергетика многоклеточных животных. Вместе с тем кислород - это продукт жизнедеятельности, выделяемый фотосинтезирующими организмами. Накопление в ходе эволюции атмосферы  и биосферы всего 1% кислорода создало  условия для бурного развития современных форм жизни. При этом образовался озоновый экран - защита от космических лучей высоких  энергий. Однако происходит катастрофическое уменьшение кислорода в атмосфере. За последние 10 лет количество его  уменьшилось настолько, насколько  уменьшилось за предыдущие 10 тыс. лет  сокращения.

К серьезным последствиям может привести резкое сокращение кислорода  в атмосфере Его потеря вызвала  бы неизбежную замену аэробных форм жизни  анаэробными.

Углекислого газа (диоксида углерода) в атмосфере значительно  меньше, чем кислорода и азота. Однако именно его увеличение за счет антропогенной деятельности сегодня  волнует человечество. По данным Национальной исследовательской лаборатории США в г. Боулдере, штат Колорадо, в настоящее время количество СО в атмосфере Земли увеличивается на 10% каждые 20 лет. Имеется много прогностических моделей будущего количества CO2 в атмосфере. Выводы их различаются количественно, но факт роста CO2 в атмосфере в нынешнем столетии признается всеми. Эти изменения, касающиеся ничтожной (по масштабам атмосферы) величины нетоксичного газа, вызывают глобальную экологическую проблему, связанную с изменением климата Земли. Повышение доли углекислого газа всего на 0,1% вызывает затруднение дыхания у животных, сказывается на здоровье человека.

В слое атмосферы от поверхности  Земли до 70 км присутствует озон (О3) — трехатомный кислород, возникающий  в результате расщепления молекул  обычного кислорода и перераспределения  его атомов. Название газу дал в 1840 г. швейцарский химик Шойбен. Прямой перевод с греческого означает «пахнущий». Озон называют атмосферным щитом  всего живого, с ним связывают  синеву неба и сохранение благодатного тепла планеты. Однако ученые отмечают, что сам по себе озон, содержащийся в приземных слоях воздуха  в высо­кой концентрации, например на предприятиях химической промышленности, при высоковольт­ных испытаниях, электросварке становится типичным промышленным ядом. В этом вопросе  уже существует общее мнение, что  при концентрации в количестве 1—10 мг на 1 м3 озон действительно вызывает изменения в организме. Изучение медико-биологического действия озона  становится сегодня серьезной научной  проблемой, прежде всего, потому, что  расширяется его промышленное применение.