Реферат: Атмосфера земли
Реферат: Атмосфера земли
Всероссийская Государственная Налоговая Академия
Юридический факультет
Реферат
по предмету
Экологическое право
на тему
Атмосфера земли
Работу выполнила
студентка группы ЮО-301
Решетина Д.А.
Преподаватель:
канд. георграф. наук, доцент,
Решетников В.И.
Москва
2003
Содержание:
1. Вступление………………………………………………………………………..2
2. Химическое загрязнение атмосферы:
2.1 Основные загрязняющие вещества…………………………………………….2
2.2 Аэрозольное загрязнение……………………………………………………….5
2.3 Фотохимический туман (смог)…………………………………………………7
2.4 Контроль за выбросами загрязнений
в атмосферу (ПДК) ………………………………………………………………….8
3. Загрязнение атмосферы от подвижных источников:
3.1 Автотранспорт…………………………………………………………………..9
3.2 Самолеты………………………………………………………………………..10
3.3 Шумы……………………………………………………………………………11
4. Охрана атмосферного воздуха:
4.1 Правовые меры охраны атмосферного воздуха……………………………...12
4.2 Государственный контроль за охраной атмосферного
воздуха…………………………………………………………………..…………..15
4.3 Ответственность за нарушение законодательства об
охране атмосферного воздуха……………………………………………………..17
5. Заключение 19
6. Список использованной литературы…………………………………………...20
1. Вступление
Целью моей работы является попытка раскрытия некоторых проблемных аспектов, связанных с атмосферой. По моему мнению, это очень важный и актуальный вопрос на сегодняшний день, поскольку воздух важнейшая составная часть среды обитания людей, он – основа жизни на земле, в том числе жизни человека.
Происхождение атмосферы тесно связано с происхождением Земли. Еще в те времена, когда Земля представляла собой расплавленный шар, она, вероятно, была окутана плотной оболочкой космических газов, в том числе и водорода, количество которого с удалением от Земли постоянно убывало. По мере того как расплавленное ядро покрывалось твердой кристаллической корой, выделялся углекислый газ, азот и водяные пары, образуя атмосферу, по составу похожую на газовые выделения вулканов. Дальнейшее охлаждение, вероятно, привело к выпадению из атмосферы водяного пара, что происходило в виде осадков, и на сегодняшний день он составляет менее 4% всего объема атмосферы. Содержащийся в атмосфере кислород начал вырабатываться зелеными растениями уже позже, как побочный продукт образования углерода при соединении воды с двуокисью углерода[1].
Чистый, свежий воздух – это не что иное, как смесь газов, содержащая мельчайшие взвешанные частицы. Около 78% его объема составляет азот и 21% - кислород; в небольшом количестве присутствует углекислый газ (0,03%) и аргон (0,9%), отмечаются следы других газов. Содержание в воздухе водяного пара сильно колеблется в зависимости от температуры и условий формирования воздушных масс. Сам пар прозрачен, а частички, которые делают облака видимыми, - это мельчайшие капельки (из них состоят изморось, туман и низкие облака) и ледяные кристаллы (они образуют высокие облака).
2. Химическое загрязнение атмосферы.
2.1 Основные загрязняющие вещества
Свою работу я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы . Человек сам загрязняет воздух в процессе своей деятельности. Над городами и промышленными районами в воздухе возрастает концентрация газов, которые обычно в атмосфере содержатся в очень незначительных количествах либо отсутствуют вовсе. Кроме того, загрязняет атмосферу и ухудшает видимость повышенное количество твердых частиц. Загрязненным воздухом не только неприятно дышать – он зачастую вреден для всякого живого существа. Человек страдает от этого непосредственно – ухудшение окружающей среды наносит вред здоровью – и косвенно – из-за порчи земель и снижения урожаев.
В результате хозяйственной деятельность атмосферный воздух наиболее сильно загрязняется: газами (углекислый газ – при дыхании и горении; окись углерода – при работе двигателей транспорта и прочей техники; двуокись серы или сернистый ангидрид – при промышленном производстве и от естественных процессов, таких, как гниение; окислы азота и пр.); парами (нефтепродукты, ртуть, различные кислоты); пылью (органического и неорганического происхождения в городах, на горнодобывающих предприятиях, на ТЭЦ И ТЭС и пр.)[2].
Основная причина загрязнения воздуха – сжигание природного топлива. Уголь, горевший в домашних каминах, заводских топках и тепловозах, коптил города Европы и Северной Америки весь XIII, XIX и первую половину XX в. Сейчас ему на смену в воздух над городами выбрасываются в огромных количествах продукты сгорания жидкого топлива. Из печей и топок, особенно если они не содержатся в надлежащем порядке, в воздух попадает целый ряд загрязняющих веществ. Среди них выделяется сернистый ангидрид (двуокись серы). Это ядовитый газ, легко растворимый в воде; вместе с дождевой водой он образует слабую серную кислоту, которая убивает растения и причиняет вред даже зданиям. В 1995г. загрязнение атмосферного воздуха только сернистым ангидридом – одним из распространенных загрязняющих веществ отмечалось на территории 8,6 млн. га. Из топок и цилиндров автомобилей выбрасывается еще и удушливый дым, содержащий окислы азота; растворяясь в воде, они тоже образуют кислый раствор. Под действием солнечных лучей окислы азота образуют фотохимический смог, особенно характерный для Лос-Анджелеса, США. Частички сажи и пепла – несгоревший углерод – в больших количествах попадают в атмосферу. Они служат ядрами конденсации для водяного пара, что приводит к образованию дымки и тумана, а также оставляют черный жирный налет на строениях и тканях. Печально известный смог – это плотный устойчивый туман, который висит над городом и не может подняться, удерживаемый слоями воздуха различной температуры. Смог для людей смертельно опасен.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что
наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.
Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:
1. Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.
2. Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса.
3. Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.
4. Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.
5. Оксилы азота. .Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.
6. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.
7. Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т. 0передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг. 0сернистого газа и 14,5 кг. 0пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.
Разовые концентрации загрязняющих веществ иногда превышают ПДК в десятки и сотни раз. В 1995г. общее количество промышленных выбросов в атмосферу составило выше 21 млн. т., в том числе более 6,4 млн. т. поступило от предприятий черной и цветной промышленности, около 5 млн. т. – от тепловых электростанций и т.д. На Европейскую территорию России приходится 2/3 промышленных выбросов. Наиболее загрязнены Норильск (диоксид серы – 2,4 млн.т), Магнитогорск (0,43 млн. т оксида углерода). Москва занимает первое место по объемам выбросов оксидов азота (0,12 млн. т), по суммарным вредным выбросам автотранспорта (0,8 млн. т).
2.2 Аэрозольное загрязнение атмосферы
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 11-51мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб.км. 0пылевидныхчастиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже:
Производственный выброс пыли |
Млн. т/ год |
|
Сжигание каменного угля Выплавка чугуна Выплавка меди (без очистки) Выплавка цинка Выплавка олова (без очистки) Выплавка свинца Производство цемента |
93,60 20,21 6,23 0,18 0,004 0,13 53,37 |
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые 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. Еще большее разнообразие 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. 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. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва ( 1250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 12 тыс.куб.м. условного оксида углерода и более 1150 т. пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные. 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, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.
2.3 Фотохимический туман (смог)
Фотохимический туман 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 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. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. 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.
