Антропогенное преобразование атмосферы На сжигание добытого угля и т. д за последние 50 лет израсходовано 274 * 1012 степени кг О 2. В наст время во всем мире на сжигание топлива расходуется 1013 степени свободного О 2. В результате горения часть кислорода переходит в СО 2, часть образует Н 2 О.
Происхождение компонентов загрязнения земной атмосферы Компонент Загрязнение, т/год Природное Техногенное Озон 2 109 Незначительное Углекислый газ 7 1010 1, 5 1010 2, 0 108 Сернистый газ 1. 42 108 7, 3 107 Соединения азота 1, 40 109 1, 5 107 (770 2200)*106 (960 2615)*106 Угарный газ Взвешенные вещества
В атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд т СО 2. Из них на промышленность приходится 4 6 млрд т; уничтожение лесов и распашка земель увеличили общий выброс СО 2 на 1 3 млрд т, пожары — до 5 млрд т ежегодно. Поглощение СО 2 идет главным образом через океан и составляет по разным источникам 1, 5 3, 3 млрд т в год. В результате содержание СО 2 в атмосфере удельно увеличивается ежегодно на 4 5 %.
По данным ООН, ежегодно в атмосферу планеты попадает (в млн. т) 2 500 пыли, 1 200 оксидов азота, 100 метана, 70 соединений серы, 4 аммиака и т. д.
В результате из за вырубки лесов и сжигания топлива годовая продукция кислорода сократилась на 5 %. Мы вызвали экологическую катастрофу. Потому что мало кислорода не будет образовываться озон. При ежегодном сжигании 7 млрд тонн условного топлива в атмосферу выбрасывается около 1 млрд. тонн сажи и 143 *104 Джоуля тепла.
Основными загрязнителями атмосферы являются промышленные предприятия, тепловые электростанции и транспорт (их выбросы содержат оксиды N, S, C, углеводороды, радиоактивные элементы и твердые частицы).
Объемы загрязнения атмосферы техногенными выбросами различаются территориально. Например, в России к основным регионам выбросов С 02 относятся Центральный (до 20 тыс. т/км 2). Ленинградская область и многие районы Поволжья. По отраслевому признаку основными загрязнителями по СO 2 являются предприятия черной металлургии — 6714 тыс. т, Минтопэнерго — 988 тыс. т, нефтехимической — 677 тыс. т и угольной промышленности— 614 тыс. т, Газпрома— 561 тыс. т. Так, в черной металлургии при коксовании 1 т угля образуется 300 320 м 3 газа, содержащего (%): СН 4 — 20 34, СО — 4, 6, СО 2 — 3, Сх. Ну — 2, 5; при мартеновской плавке на 1 т стали выделяется 3 4 тыс. м 3 смесей газов из которых 60 кг СО.
Различают местное загрязнение атмосферы, крупноплощадное, региональное, континентальное, глобальное. Примером загрязнения континентального масштаба может служить «кислотный» дождь (с р. Н 2, 3 5, 6) в Скандинавии, вызванный эмиссией окислов серы из Великобритании и Германии. Таким образом, каждый житель земли – это потенциальная жертва стратегических т. е. трансграничных загрязнений.
Под трансграничными загрязнениями понимают загрязнения, перенесенные с территории одной страны на территорию другой. Только за 2011 год на европейскую часть России из за невыгодного ее географического положения выпало 1240 тыс. тонн соединений серы от Украины, Германии, Польши и др стран. В то же время в других странах от Российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т серы.
Глобальное загрязнение атмосферы обусловлено тем, что хотя в настоящее время около 95 % антропогенных выбросов СО 2 и SО 2 выбрасываются в северном полушарии Земли, эти загрязнения стали достигать зоны не только Арктики, но и Антарктиды. В частности, выброс экологически опасных тонкодисперсных асбестозных волокон, образующихся при добыче (особенно при открытом способе) и переработке асбеста, характеризуется глобальным распространением на значительные (свыше 8 000 км) расстояния от источников распространения. Другим примером служит радиоактивное загрязнение воздуха, вызванное ядерными взрывами, сохраняющееся в атмосфере в течение нескольких месяцев и распространяемое на тысячи и десятки тысяч километров, захватывая территории нескольких стран. Тонкодис персная пыль может переноситься на расстояние свыше 6 000 км.
Таким образом, человечество отрицательно влияет на состояние, состав и свойства атмосферы в глобальном масштабе и способствует разрушению защитного озонового слоя, усиливая парниковый эффект и сокращая инсоляцию практически во всех районах нашей планеты путем выбросов в атмосферу: • активных и токсичных газообразных загрязнителей; • метана — из агрокультурных источников (рисовых полей, животных и отходов животноводства, горения и окисления биомассы и т. д. ); антропогенных аэрозолей; • искусственно созданных газов (типа хлорфторуглеродов).
Основные процессы удаления аэрозолей из атмосферы — это осаждение частиц под воздействием гравитации, конденсации, вымывания дождем и т. д. Инверсия температуры препятствует развитию вертикальных движений воздуха и способствует образованию зон с повышенным содержанием примесей. В результате совместного действия техногенных источников загрязнения и природных атмосферных условий возникает весьма негативное явление, получившее название смог.
Смог имеет несколько разновидностей: • смог влажный (лондонский) — сочетание преимущественно сернистого ангидрида, пылевых частиц и капель тумана; возникает в крупных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствии ветра и температурной инверсии). В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются, возникают туманы. Концентрация оксидов серы, взвешанной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводящих к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко к смерти. В середине прошлого столетия в Лондоне от смога в декабре погибло более 4 тыс. чел. Рассеять смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию – сокращение выбросов загрязняющих веществ.
смог фотохимический (лос анджелесский) — вторичное (кумулятивное) загрязнение атмосферы, возникающее в результате разложения загрязняющих веществ солнечными лучами (особенно ультрафиолетовыми). Главным ядовитым компонентом такого смога служит озон, а дополнительными — угарный газ, соединения азота, перекись ацетилнитрата, азотная кислота. Этот вид смога, не менее опасен. Он возникает летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе протекают сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей – фотооксидантов (озон, органические перекиси, нитриты), которые раздражают слизистые оболочки желудочно кишечного тракта, легких и органов зрения.
Парниковый эфект Температура на земле поднялась на 0, 70 С градуса по сравнению с началом промышленности Причины глобального потепления. • Изменение орбиты Земли • Солнечная активность • Вулканическая активность • Парниковые газы
ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ. Под образным выражением «парниковый эффект» подразумевается следующее геофизическое явление. Солнечная радиация, падающая на Землю, трансформируется: 30 % ее отражается в космическое пространство, остальные 70 % поглощаются поверхностью суши и океана. Поглощенная энергия солнечной радиации преобразуется в теплоту и излучается обратно в космос в виде инфракрасных лучей. При этом чистая атмосфера прозрачна для инфракрасных лучей, а атмосфера, содержащая пары воды, углекислый газ и некоторые другие газы, поглощает инфракрасные лучи, благодаря чему воздух нагревается. Парниковые газы выполняют функцию стеклянного покрытия поверхности земли в парнике
Основными парниковыми газами являются: водяной пар – 36 70% вклад его в парн эффект; СО 2 от 9 26%; метан 4 9%, оксиды азота 5% озон 3 7%. Атмосферные концентрации СО 2 и метана увелич. на 31 и 148% соответственно по сравнению с 18 веком.
РАЗРУШЕНИЕ ОЗОНОВОГО ЭКРАНА Наряду с видимым светом Солнце излучает также ультрафиолетовые волны. Особую опасность представляет коротковолновая часть жесткое ультрафиолетовое излучение. Все живое на Земле защищено от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как свыше 99 % его поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 км. Озоновый слой сильно разряжен. На 1 млн молекул воздуха 1 молекула озона. Если уплотнить все молекулы озона, то слой его будет составлять 2 3 мм. Озон образуется в стратосфере из молекулярного кислорода путем присоединения к нему атомарного кислорода. (180 240 нм) O 2+O* O 3 В настоящее время работает 40 озонометрических станций в России. Результаты измерений обрабатываются и публикуются международным центром озоновых данных в Канаде.
Для человека опасен недостаток уф лучей так и избыток уф излучения. Страдает иммунная система, кожа, глаза, рак кожи. Особенно большому риску подвержены белые в северном полушарии. Установлена зависимость между раком кожи и уф излучением. Сокращение озонового слоя на 1% означает появление 100 тыс. заболеваний катаракты глаз и 10 тыс. рака кожи. Недостаток УФ причины истощения организма. В появлении озоновых дыр виноваты: • Природные циклы • Антропогенное загрязнение стратосферы Озоноразрушающими молекулами считаются фреоны.
Механизм действия фреонов следующий: Попадая в верхние слои атмосферы, эти инертные у поверхности Земли вещества становятся активными, так как под воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в их молекулах нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона выбивает из нее 1 атом. При этом озон превращается в кислород. Хлор же, временно соединившись с кислородом, опять оказывается свободным и способен снова реагировать. Его активности хватает для разрушения десятков тысяч молекул озона. CCl 3 F →hν CCl 2+Cl Cl +O 3→Cl. O+O 2 1 атом Сl способен уничтожить 100 тыс. молекул озона. Через 60 70 лет это может привести к сокращению озона на 25%
Процессы образования озонового слоя и его разрушение происходят при наличии в стратосфере даже малых количеств соединений оксидов азота, водорода, хлора или брома, так как в их присутствии фотохимические реакции разрушения озона приобретают каталитический характер. Отрицательно воздействуют на озоновый слой и сверхзвуковые самолеты (выбрасывающие в огромных количествах при полете оксиды азота).
КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ Кислотными называют любые атмосферные осадки дожди, туманы, снег, кислотность которых выше нормальной. Кислотные свойства среды определяются ионами водорода (Н+). Чем больше концентрация водородных ионов в растворе, тем выше его кислотность. Чистый дождь без антропогенного вмешательства имеет р. Н=5, 6 5, 7 р. Н. Кислотные осадки – р. Н ниже 5, 5.
В Лондоне 1952 году кислотный туман, получивший название гороховый суп за 4 дня убил 4 тыс. жителей. Частицы смога раздражали легкие, человека потрясал кашель, смерть. р. Н – 1. 6
Скачать презентацию Антропогенное преобразование атмосферы На сжигание добытого угля и
атмосфера 1.pptx