Реферат на тему:

Людина і атмосфера

ПЛАН

1. Атмосфера, її роль в кругообігу речовин та енергії в природі.

2. Джерела забруднення, забруднювачі повітряного басейну, їх вплив на
здоров’я людей.

3. Проблеми збереження теплового балансу та стратосферного озону.

4. Заходи по запобіганню атмосферних забруднень.

1. Атмосфера, її роль в кругообігу речовин та енергії в природі

Атмосфера – газова оболонка Землі, формування якої відбувалось в
результаті геологічної еволюції і безперервної діяльності живих
організмів. Склад сучасної атмосфери знаходиться в стані динамічної
рівноваги, яка підтримується живими організмами, Світовим океаном,
геохімічними явищами як природного, так і антропогенного походження
глобального масштабу.

Атмосфера ділиться та три основні частини: нижню – тропосферу; середню –
стратосферу і верхню – іоносферу.

Тропосфера характеризується наступними параметрами:

— висотою від 10-12 км над полюсами і до 16-18 км над екватором,
повторюючи тим форму Землі.

— в ній зосереджено: близько 80% маси повітря, основна маса атмосферних
домішок, більша частина водяної пари; характеризується пониженням
температур з підняттям на висоту, з градієнтом 60 С на 1 км, характерна
нестійкість температури, відмінності вологи і тиску.

Стратосфера поширена до висоти 60 км. Температура в ній майже постійна
по вертикалі. На висоті 20-25 км розташований шар з підвищеною
концентрацією озону (озоновий шар). Вона розріджена, з незначним вмістом
вологи.

Іоносфера простежується на висоті до 2000 км. Вона поділяється на
мезосферу і термосферу. Повітря знаходиться в ній в іонізованому стані.

Для атмосфери характерні просторові переміщення повітряних мас,
турбулентна циркуляція, конвективні потоки і т.і. Газовий склад
атмосфери неоднорідний за висотою. Водночас в тропосфері він залишається
відносно постійним.

Маса атмосфери складає 1/1000000 маси Землі. Однак її роль і значення в
житті планети є надзвичайно важливі.

Захисні функції атмосфери проявляються з одного боку в екрануванні
земної поверхні від попадання на неї різноманітних космічних тіл
(метеорів, метеоритного пилу), більшість яких згоряє в щільних шарах
атмосфери.

Озон, який присутній в повітрі поблизу земної поверхні має концентрацію
в середньому 10-6 %. Він утворюється в верхніх шарах атмосфери із
атомарного кисню в результаті фотохімічної реакції під впливом сонячної
радіації, яка викликає дисоціацію молекул кисню. Він поглинає частину
інфрачервоного випромінювання Землі. Завдяки цьому він затримує близько
20% теплового випромінювання Землі; регулюючи глобальний температурний
баланс. Водночас стратосферний озон виконує роль фільтру для космічної
та сонячної радіації, надійно захищаючи живі організми від надмірного
ультрафіолетового проміння.

Кліматорегулюючі функції атмосфери проявляються в регуляції нею основних
кліматичних параметрів: температури, вологості, тиску, швидкості і
напрямку вітру. Завдяки атмосферній регуляції основних кліматичних
параметрів на Землі представлені різноманітні кліматичні пояси і погодні
умови. Присутність атмосфери істотно нівелює добові і сезонні контрасти
температур біля земної поверхні. Циркуляція атмосфери виступає одним із
провідних кліматоутворюючих чинників.

Атмосфера регулює інтенсивність протікання процесів кругообігу речовин і
енергії, кожен з яких проходить атмосферну стадію. В залежності від
прозорості атмосфери регулюється процес поступлення до земної поверхні
сонячних променів.

Іони, які утворились в атмосфері під дією земного радіаційного
випромінювання і космічних променів, позитивно впливають на живі
організми.

Атмосфера – невід’ємна складова частина середовища існування живих
організмів. Повітря насичує воду і пронизує ґрунти і гірські породи.
Води насичені атмосферними газами, вони присутні в ґрунтах і гірських
породах.

Атмосферні гази: кисень, вуглекислий газ і азот приймають безпосередню
участь в біохімічних циклах і є важливими чинниками функціонування
різноманітних екосистем.

2. Джерела забруднення, забруднювачі повітряного басейну, їх вплив на
здоров’я людей

Повітряна оболонка містить в собі значну кількість небажаних домішок.
Найчистішою є атмосфера над океанською поверхнею, високо в горах,
найзабрудненнішою є атмосфера біля джерел природного чи антропогенного
походження.

За походженням атмосфери забруднення поділяють на природне і штучне; за
хімічним дисперсним складом – на газове і аерозольне; за дією на
організм, навколишнє середовище і матеріальні цінності – на позитивне і
негативне.

Природне забруднення атмосфери. До природних джерел атмосферного
забруднення відносять пилові бурі, виверження вулканів, космічний пил і
т. і. Продукти природного забруднення атмосфери на 3/4 складені із
неорганічних речовин. Це продукти вивітрювання гірських порід, частинки
грунтів, попіл, сіль і т.ін.

В атмосфері Землі присутні різноманітні органічні домішки, які є
продуктами життєдіяльності організмів. Це вуглеводні спирти, органічні
кислоти, ефіри, альдегіди. Фітогенні хімічно активні газоподібні
продукти виділення отримали назву атмовітамінів. Вони використовуються
багатьма організмами для життєвих потреб. Органічні речовини, які згубно
діють на бактерії, мікроорганізми, гриби отримали назву фітонциди.

Щорічне поступлення в атмосферу морських солей оцінюється від 0,700 до
1,5 млрд. т, винесення ґрунтового пилу – 7-700 млн.т. Утворення
аерозолей внаслідок лісових пожеж – 35-360 млн.т. Сумарно від усіх
джерел в атмосферу поступає до 2,3 млрд. т. аерозолей природного
походження.

Штучне забруднення атмосфери є результатом діяльності промислових
підприємств, транспортних засобів, утилізації побутових відходів.
Атмосферні забруднювачі поділяють на первинні, які безпосередньо
поступають в атмосферу, і вторинні, які є продуктом перетворення
первинних. Так сірчистий газ окислюється до сірчаного ангідріду, який
при взаємодії з водяною парою утворює сірчану кислоту. Подібним чином в
результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між
забрудннючими речовинами і компонентами атмосфери утворюються вторинні
забруднювачі.

Основним джерелом штучного забруднення атмосфери є промислові
підприємства, транспортні засоби, підприємтва комунального сектора,
сільського господарства.

Серед галузей промисловості головними джерелами атмосферних забруднень
виступають: елекроенергетика (27%), металургія (26%), будівельна
індустрія (13%). Підприємства теплоенергетики, металургічних і хімічних
галузей, котельні установки споживають щороку близько 70% твердого і
рідкого палива, яке видобувається. В результаті їх діяльності в
атмосферу виділяються наступні газові викиди:

– вуглекислий газ (СО2) – продукти згорання палива, яких щорічно
потрапляє в атмосферу понад 2 млрд. т. Нешкідливий для людського
організму, використовується в побуті, господарських цілях. Особливу
небезпеку створює вуглекислий газ, затримуючи теплове випромінювання в
приземному шарі атмосфери. Ця властивість вуглекислоти в атмосфері
отримала назву парникового або оранжерейного ефекту;

– чадний газ (СО) – продукт неповного згорання палива. В повітря
потрапляє з автомобільними викидами (60%), викидами промислових
підприємств, при спалюванні твердих відходів, при лісових пожежах.
Щороку його поступає в атмосферу близько 250 млн. т. Значна частина його
поглинається ґрунтовими мікроорганізмами. Газ без запаху, кольору,
смаку. При значних концентраціях в закритих приміщеннях вступає в
реакцію з гемоглобіном крові, витісняючи кисень і може призвести до
кисневого голодування організму, його загибелі;

– сірчистий газ (SO2) виділяється при спалюванні вугілля, переробці
сірчистих руд, горінні органічних решток і т.і. Обсяги річних викидів в
атмосферу складають близько 200 млн.т. Окислення сірчаного ангідріда
відбувається про фотохімічних і каталітичних реакціях. Формується
аерозоль або розчин в дощовій воді, який підкислює ґрунти, водойми,
прискорює корозію металів, загострює захворювання дихальних шляхів
людини;

– оксиди азоту (N2O, NO2, NO) утворюються при згоранні палива,
виробництві добрив, кислот, віскозного шовку, целулоїду. Щороку в
атмосферу від індустріальних джерел поступає близько 20 млн.т азотистих
сполук;

– сполуки хлору поступають в атмосферу від підприємств хімічної
промисловості, виробництва пестицидів, органічних барвників,
гідролізного спирту, соди, соляної кислоти. Токсичність хлору для рослин
і тварин визначається його концентрацією і формуванням відповідних
сполук;

– сполуки фтору виділяються в атмосферу підприємствами по виробництву
алюмінію, сталі, емалей, скла, кераміки, фосфоритних добрив. Сполуки
фтору характеризуються особливо сильним токсичним ефектом. Надмірна
концентрація фтористих сполук в кормах викликає хронічну інтоксикацію
тварин, яку називають флуроозом. Дуже чутливими до сполук фтору є
комахи.

Важливим джерелом атмосферних забруднень є транспортні засоби всіх
видів.

Середньостатистичний автомобіль за рік пробігу забирає з атмосфери 4,35
т кисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53 кг оксиду вуглецю,
0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів азоту. Наприкінці ХХ століття у
світі нараховувалось близько 1 млрд. автомобілів.

Автомобільні викиди – це суміш близько 200 речовин, серед яких альдегіди
з різким запахом і сильною подразливою дією, канцерогенні речовини, які
можуть викликати ракові захворювання та інші.

Основними джерелами забруднення повітряного простору над сільськими
районами є тваринницькі і птахокомплекси, агрохімічні склади, сховища
протравленого насіння, поля з внесеними на них отрутохімікатами і
мінеральними добривами.

Розподіл газоподібних забруднень є нерівномірним над різними регіонами
земної кулі. За оцінками спеціалістів над акваторією світового океану –
0,1%; над сільською місцевістю – 1%, над містами 19,9%, і 86% над
крупними промисловими районами сумарної їх кількості в атмосфері. Склад
молекулярних компонентів в атмосфері Землі зображено в табл. №2.

До атмосферних забруднень відносять: аерозольне, шумове, електомагнітне,
радіаційне забруднення.

Аерозольне забруднення. Аерозолі – це тверді чи рідкі мікроскопічні
частини, що знаходяться у завислому стані в атмосфері. Тверді компоненти
аерозолей техногенного походження – це продукти діяльності теплових
електростанцій, збагачувальних фабрик, металургійних, магнезитових,
цементних, сажових заводів. Промислові відвали також є постійним
джерелом аерозольного забруднення. Вони відрізняються великою
різноманітністю хімічного складу. Розрізняють пасивні та активні
аерозолі в залежності від їх дії на організм людини. Пасивні аерозолі
акумулюються на стінках органів дихання і можуть викликати ряд
захворювань при певних концентраціях. Активні аерозолі залучаються до
процесу кровообігу і є більш небезпечними для людського організму, тому
що можуть викликати різноманітні захворювання, потрапляючи в клітини
організму людини.

За певних погодних умов в приземних шарах атмосфери відбуваються
особливо значні скупчення газоподібних і аерозольних домішок, які
отримали назву смогів.

Розрізняють туманний та фотохімічні смоги.

Туманний смог (лондонського типу) формується в приокеанічних кліматичних
областях, коли наявні тумани затримують в собі газові та аерозольні
викиди, утворюючи високу концентрацію забруднювачів як первинного, так і
вторинного походження.

Фотохімічний смог (лос-анджелеського типу) формується в тропічних
областях посушливого клімату з частою сонячною антициклональною погодою.
В результаті фотохімічних реакцій утворюються багатокомпонентні суміші
газів і аерозольних частинок первинного і вторинного походження (озон,
оксиди азоту, сірки, органічні перекиси) – фотооксидантів.

Смоги вкрай небезпечні за своєю фізіологічною дією для органів дихання,
кровоносної системи.

До специфічних атмосферних забруднень належить радіаційне –
радіоактивними аерозолями, які поступають в атмосферу з ядерними
вибухами, аваріями на об’єктах атомної енергетики, утилізації і
переробки відпрацьованого ядерного палива, військових конфліктах і т.і.

Продукти радіоактивного забруднення в залежності від часу з моменту
викиду до моменту осідання поділяють на три типи:

1. Ближні або локальні випадання відносно більших радіоактивних частин
під дією сили тяжіння на протязі 1-2 діб. Вважають, що при наземних
ядерних вибухах на локальні припадає до 80% радіоактивності.

2. Проміжні або тропосферні випадання представлені дрібними аерозольними
частинками, які формуються на висотах 11-16 км. На них припадає до 5%
радіоактивності.

3. Глобальні або стратосферні випадання найдрібніших радіоактивних
частинок потрапляють в стратосферу на висоту до 30 км. До 70% їх випадає
з дощами.

В подальшому атмосферна радіація поступає в ґрунти, водні розчини, живі
організми.

Радіоактивні забруднення викликають ракові захворювання та захворювання
генетичного апарату людини.

Шумове забруднення атмосфери – одна з форм хвильового, фізичного
забруднення, адаптація організму до нього є неможливою. Інтенсивність
шумового забруднення (тиску) вимірюється в децибелах (дБ). Шуми
інтенсивністю 30-80 дБ не наносять шкоди людському організму. Водночас
шуми інтенсивністю 85 дБ і більше призводять до фізіологічних і
психологічних негативних наслідків на нервову систему, сон, емоції,
працездатність.

Особливою шумопоглинаючою здатністю наділені рослини. Насадження клена,
тополі, липи поглинають від 10 до 20 дБ звукових сигналів. Густа жива
загорожа здатна зменшити шум автотраси у 10 разів.

Електромагнітне забруднення особливо відчутне в умовах міських поселень,
де рівень електромагнітних полів в сотні раз перевищує рівень природних
полів. Напруга електромагнітних полів (ЕМП) в 1000 в/м викликає
несприятливий вплив ЕМП на людський організм, який проявляється у
порушенні нервової системи, ендокринного апарату, обмінних процесів.

3. Проблеми збереження теплового балансу та стратосферного озону

Динамічна рівновага атмосфери в системі взаємопов’язаних і
взаємообумовлених складових Землі порушується господарською діяльністю
людей. І для атмосфери сьогодні характерний ряд проблем, вирішення яких
потребує планетарних цілеспрямованих програм і рішень.

Проблема стратосферного озону полягає в тому, що починаючи з 70-х років
наукова громадськість почала розуміти реальність загрози руйнування
озонового шару, найбільша концентрація якого зосереджена на висоті 20-24
км.

Основну руйнівну силу для молекул озону складають сполуки хлору,
найбільш поширені з яких хлорфторвуглеводи (фреони). Ці сполуки є дуже
стійкими і в формі аерозолей можуть перебувати у завислому стані
декілька десятків років.

Сl + O3 – ClO + O2

ClO + O – Cl + O2

Атом хлору і молекула ClO є каталізаторами, а гинуть при цьому атоми О і
молекули O3. При цьому швидкість розпаду озону на одну молекулу Cl або
ClO є досить високою.

Озон руйнується і в результаті фотохімічних реакцій:

O3 + NO – NO2 + O2

NO2 + O – NO + O2

Оксиди азоту (продукти викиди авіації) є каталізаторами процесів, а
молекула O3 і атом О при цьому зникають.

Руйнування озону можливе при протіканні каталітичних реакцій за участю
водню:

ОН + O3 – НО2 + O2

НО2 + О – ОН + О2

При цьому знову ж таки руйнуються молекула О3 і атом О.

Реальність загрози руйнації озонового екрану привела до появи з кінця
70-х років ряду міжнародних проектів і організацій. В 1977 році створено
спеціальний координаційний комітет ЮНЕП з озонового шару.

В 1986 році проведена І міжнародна конференція з питань впливу озону на
здоров’я людей.

В 1997 році прийнятий Монреальський протокол, згідно якого до 1998 року
використання хлорфторвуглеводів повинно зменшитись у два рази.

До проблем, які пов’язані з глобальними змінами атмосферних процесів, чи
її складників необхідно віднести:

– проблему порушення газового балансу атмосфери і тісно пов’язану з нею
проблему порушення теплового балансу Землі;

– проблему росту погодних аномалій та інші.

Їх виникнення пов’язують з надмірною антропогенізацією глобальних
природних процесів і порушення господарською діяльністю рівноваги між
основними компонетами нашої планети.

4.Заходи по запобіганню атмосферних забруднень

Серед системи заходів спрямованих на запобігання атмосферних забруднень,
виділяють декілька основних груп: до першої групи відносять заходи,
спрямовані на скорочення валових викидів забруднювачів в атмосферу. Це
заходи технічного, економічного і юридичного характеру: вдосконалення
технологічних процесів промислових підприємств; орієнтація на екологічно
безпечні джерела виробництва електроенергії (вітрові-, геліо-,
припливні-, гідроелектростанції); покращення карбюрації палива, перехід
транспортних засобів на екологічно безпечні види палива.

Для захисту атмосферного повітря від забруднень автотранспортом велике
значення мають заходи по плануванню та розбудові міських поселень.
Зокрема озеленення автомагістралей, зонування жилих масивів, створення
різнорівневих транспортних розв’язок, кільцевих доріг, використання
підземного простору для розміщення автостоянок, гаражів, створення
швидкісних автомагістралей, санітарно-захисних зон.

До заходів економічного характеру спрямованих на скорочення викидів в
атмосферу належать: встановлення економічних санкцій (плата за викиди,
плата за надмірні викиди, штрафи за заподіяння шкоди навколишньому
середовищу); формування екологічних бірж, в рамках яких можна придбати
чи продати право на додаткові викиди забруднюючих речовин в атмосферу;
розробка заходів по стимулюванню впровадження нових технологічних
процесів.

Групу заходів юридичного характеру представляють законодачі акти про
охорону та використання атмосферного повітря. До них належать міжнародна
конвенція ООН про зміну клімату (1992р.), а також ряд законодавчих актів
державного рівня: закон України “Про атмосферне повітря” від
16.10.1992р., Положення про порядок видачі дозволів на викиди
забруднювачів в атмосферу (Постанова Кабінету Мінінстрів України від
29.5.1996р.), Інструкція про порядок розробки, встановлення, перегляду
та доведення лімітів викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря
(Наказ Мінекобезпеки України від 28.6.1996р.) і т.і.

Другу групу заходів складають ті, які направлені на зменшення
концентрації забруднюючих речовин в границях промислових вузлів,
центрів, агломерацій. До них відносять заходи з планування
розосередження, деконцентрації шкідливих виробництв по території.

До третьої групи заходів по запобіганню атмосферним забрудненням
належать екологоосвітні та екологовиховні. Формування складових
екологічної культури населення дозволяє впорядкувати побутове
забруднення повітряного середовища, з розумінням відноситись до
запровадження повітряноочисних заходів на робочих місях, в установах,
організаціях і підприємтсвах.

Література:

1. Агесс Пьер. Ключи к екологии. – Л.: Гидрометиздат, 1982. – 87 с.

2. Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон: сенсации и реальность. –
Л.: Гидрометиздат, 1999. – 120 с

3. Михеев А.В. и др. Охрана природы. – Москва: Просвещение, 1987. –
с.57-77.

4. Монин А.С., Шишков Н.А. глобальные экологические проблемы. Серия:
Науки о Земле. М.: Знание, №6, 1991, с.6-24.

5. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. – М.: Высшая
школа, 1987.

6. Петрянов И.В. Сутугин А.Г. Вездесущие аерозоли. М.: Педагогика. 1989.

7. Сытник К.М., Брайон А.В. и др. Биосфера. Экология. Охрана природы. –
К.: Наукова думка, 1987. – С. 67-71, 390-402, 430-437, 442-445, 452-460.

8. Трофимчук А., Трофимова И. Погоду делает Эль-Ниньйо.// Зеркало
недели. №3, 2001р.

9. Юдасин Л. С. Энергетика: проблемы и надежды. М.: Проствещение, 1990.

Похожие записи