Розділ 5 ПРИРОДНІ ТА АНТРОПОГЕННІ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ

Скачати 1.62 Mb.

Назва	Розділ 5 ПРИРОДНІ ТА АНТРОПОГЕННІ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ
Сторінка	5/13
Дата	19.04.2013
Розмір	1.62 Mb.
Тип	Документи

bibl.com.ua > Туризм > Документи

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

6.2. КЛАСИФІКАЦІЯ ЗАБРУДНЕНЬ АТМОСФЕРИ

За агрегатним станом забруднювальні речовини поділяють на газуваті, рідкі, тверді та змішані. Промислові викиди в атмосферу також поділяють:

за організацією відведення й контролю – на організовані і неорганізовані;

за температурою викидних газів – нагріті, температура яких вища від температури атмосферного повітря, та холодні;
за локалізацією – в основному, допоміжному та підсобному виробництвах;
за ознаками очищення – викиди без очищення (організовані і неорганізовані) та після очищення (організовані). Під очищенням газу розуміють відокремлення від газового потоку або переведення в нешкідливий стан забруднювальних речовин.

Організований промисловий викид – це викид, який надходить в атмосферу через спеціально споруджені газоходи. Неорганізованим називають промисловий викид, що надходить в атмосферу у вигляді неспрямованих потоків газу внаслідок порушення герметичності обладнання, відсутності або незадовільної роботи обладнання для відсмоктування газу в місцях завантаження, вивантаження та зберігання продукту, а також через повітряні ліхтарі цехових приміщень.

Промислові викиди в атмосферу поділяють на первинні й вторинні. Первинні – це викиди, що надходять в атмосферу безпосередньо від джерела, вторинні є продуктами первинних, але можуть бути токсичнішими й небезпечнішими, ніж первинні (наприклад, перетворення деяких речовин у результаті фотохімічного окиснення). Всі існуючі джерела забруднення атмосферного повітря можна розподілити на природні та штучні, або антропогенні: (див. схему на с. 79, табл. 6.1).

Космічний пил утворюється під час згоряння метеоритів. Природний пил є постійною складовою частиною земної атмосфери. Він складається з дрібних завислих у повітрі часточок розміром 10^-4-10^-3 см, які мають органічне або неорганічне походження. Пил утворюється під час вивітрювання гірських порід і ґрунту, виверження вулканів, пожеж у лісах, степах і торфовищах, випаровування з поверхні морів та океанів, а також аеропланктоном, бактеріями, спорами рослин, цвільовими та іншими грибами, продуктами гниття, бродіння й розкладання тварин і рослин.

Атмосферний пил сприяє конденсації водяної пари і, таким чином, утворенню псадів, поглинає пряму сонячну радіацію і захищає організми від сонячного опромінення. Біологічне розкладання, що включає життєдіяльність ґрунтових бактерій, сприяє утворенню гідрогенсульфіду, аміаку, вуглеводнів, оксидів нітрогену й карбону.

Усі джерела забруднення атмосферного повітря промисловими викидами можна класифікувати за такими ознаками:

за призначенням: технологічні, що складаються з хвостових газів після вловлювання на установках, продування апаратів та повітряних витяжок; вентиляційні викиди – місцеві відсмоктування від обладнання та загальнообмінна витяжка;
за місцем розташування: незатінені, або високі, що знаходяться в зоні недеформованого вітрового потоку (високі труби і точкові джерела, що видаляють забруднення на висоту, більшу від висоти будівлі в 2,5 раза); затінені, або низькі, розташовані на висоті, меншій у 2,5 раза від висоти будівлі; наземні, розміщені близько до земної поверхні (відкрито розташоване обладнання, каналізаційні колодязі, пролиті токсичні речовини і скиди відходів виробництва);
за геометричною формою: точкові (труби, шахти, дахові вентилятори), лінійні (аераційні ліхтарі, відкриті вікна, близько розташовані витяжні шахти й факели);
за режимом роботи: безперервні і періодичної дії, залпові та миттєві. Залпові викиди можливі під час аварій, спалювання швидкогорючих відходів виробництва на спеціальних площадках знищення. Миттєві викиди забруднення викидаються впродовж часток секунди інколи на значну висоту. Вони трапляються під час підривних робіт і аварій;
за місцем розташування: внутрішньоплощеві, коли викинуті в атмосферне повітря забруднення залишаються у високій концентрації на території промислової зони, тоді як у житлових районах забруднень не спостерігається; позаплощеві, коли вони можуть спричинювати значні забруднення повітря на території житлового району.

6.3. ЕКОЛОГІЧНИЙ ВПЛИВ ЗАБРУДНЕНЬ АТМОСФЕРИ

Атмосферне повітря є одним з основних природних ресурсів, без якого людина може прожити лише кілька хвилин, тоді як без їжі – до 70 діб. В організмі людини немає органів, які б забезпечували запас кисню хоч на невеликий проміжок часу, тому її організм змушений постійно і безперервно споживати свіже повітря для підтримання процесів життєдіяльності. Зміна хімічних і фізичних властивостей повітря може порушувати гомеостаз її організму, спричинюючи небажані негативні відхилення в здоров'ї.

Гігієнічне значення атмосфери полягає в забезпеченні процесів життєдіяльності киснем. У людини немає захисних механізмів, які б компенсували нестачу повітря, тому вона повинна постійно споживати в спокійному стані 8-10 л за одну хвилину, 500 л за годину і 12 000 л (15 кг) за добу свіжого повітря. При фізичних навантаженнях споживання повітря збільшується в десятки разів. Якщо в стані спокою людина за годину споживає 500 л кисню, то під час ходьби зі швидкістю 8 км/год – 5200 л (5 кг). Організм людини адаптувався до чистого повітря, тому він завжди потребує його в чистому вигляді зі сталими властивостями: хімічним складом, температурою, тиском, електричним станом, швидкістю руху та йонізацією.

Ступінь дисперсності твердих часточок, що містяться в повітрі, впливає як на їхні властивості (леткість, розчинність, електричні та оптичні властивості тощо), так і на глибину їх проникнення в органи дихання та затримку в легенях. Якщо розмір часточок становить більш як 10 мкм, вони осідають з наростаючою швидкістю зі збільшенням їх розмірів. Якщо їх розміри знаходяться в межах 0,1-10 мкм, то вони осідають зі сталою швидкістю. Часточки пилу розміром менш як 0,1 мкм зовсім не осідають і перебувають у постійному броунівському русі.

При надходженні до легенів часточки пилу затримуються на поверхні легеневої тканини, що спричинює їх накопичення, створюючи високу концентрацію токсичних речовин. Маючи велику активну поверхню, самі часточки не тільки мають негативний вплив, а й адсорбують на своїй поверхні велику кількість різних речовин (газів, золів тощо), що також спричинює накопичення токсинів та їх негативну дію на організм. Особливо це небезпечно в разі накопичення радіоактивних і канцерогенних речовин та важких металів. Налічується до 400 канцерогенних речовин, серед яких найбільш активними і дуже небезпечними є бензпірен, дибензантрацен, діоксини та ін.

Радіоміметичні речовини так само, як і йонізуюче випромінювання, пригнічують поділ клітин, викликають злоякісні переродження і мутації. До них належать сполуки, що містять хлоретилову
г

рупу -СН₂СН₂Сl (іприт), метилтіооксигрупу -О-SО₃СН₂, епоксидну та

етиленімідну групи. Характерною особливістю цих речовин є здатність зв'язуватися з

білками. В організм вони потрапляють у вигляді золів (туманів) або сорбуючись на аеродисперсіях.

Аеродисперсії змінюють клімат, особливо освітленість. Вплив аеродисперсій визначається їх кількістю, дисперсністю, хімічним складом та іншими фізико-хімічними властивостями. Чим менші розміри часточок, тим слабкіше вони затримуються. В альвеолах легенів найкраще затримуються часточки розміром близько 1 мкм. Гігроскопічні часточки здатні коагулювати і збільшувати свої розміри. Поглиблене дихання, наприклад, під час значних фізичних навантажень, збільшує ступінь затримання пилу в легенях. Часточки неправильної форми осідають повільніше. Легше сорбуються в легенях часточки сферичної форми. Часточки з гострими гранями можуть спричинювати мікротравми дихального епітелію, порушувати його бар'єрну функцію, сприяти проникненню мікроорганізмів та розвитку пневмоконіозів.

Більшість твердих часточок несуть на собі негативний або позитивний заряд, що посилює їх здатність затримуватися в легенях. Від хімічних властивостей пилу залежить їхня біологічна активність, зокрема алергенні властивості, фіброгенність, подразнювальна дія тощо. До особливо агресивних фіброгенних речовин належить оксид силіцію (IV), здатний викликати фіброз легенів. На поверхні дихальних шляхів оксид силіцію (IV) утворює силікатну кислоту, яка спричинює силікоз. Шкідливим є пил з кислотними або лужними властивостями, оскільки він зумовлює зміну рН і порушує роботу епітелію. Пил з алергенними властивостями (пил борошна, соломи, льону, бавовни, шовку, шерсті, фруктів, хрому) призводить до появи бронхіальної астми.

Якщо часточки пилу сорбували гази, то вони погано змочуються і слабко коагулюють. Пил може сорбувати також отруйні гази і за певних умов їх десорбувати, спричинюючи отруєння. У разі сорбції пилом кисню він стає легкозаймистим і може викликати вибух. Вибухонебезпечність пилу залежить від його концентрації, дисперсності, вологості, наявності летких сполук тощо. Найнебезпечнішим є органічний пил.

Пил може спричинювати захворювання на туберкульоз, сибірку (легенева форма) у робітників, що займаються заготівлею шерсті. Зерновий пил містить спори різних грибів, у тому числі збудників актиномікозу. Якщо атмосфера забруднена пилом, легені незадовільно вентилюються і стають сприйнятливими до різних легеневих захворювань. Пил може призводити до атрофії та ерозії слизової оболонки носа й носоглотки, катару бронхів, трахеї, загострення туберкульозу легенів, нападів бронхіальної астми. Пил може сорбувати й нести на собі канцерогенні, мутагенні, токсичні та радіоміметичні речовини.

Забруднення атмосферного повітря призводить до погіршення санітарно-гігієнічних показників: збільшується частота туманів, зменшується видимість і прозорість для ультрафіолетового випромінювання, погіршуються санітарно-побутові умови життя населення, спостерігається негативний вплив на розвиток рослин та організм людини. Тумани збільшують охолоджуваність тіла, гнітюче впливають на настрій та самопочуття людей. Збільшення кількості пилу в атмосфері зменшує її прозорість і видимість. Пил і сажа проникають у помешкання, забруднюючи їх. Це призводить до того, що мешканці менше провітрюють свої помешкання, а отже, менше споживають свіжого повітря. Забруднення споруд і будинків попелом, сажею та смолами призводить до того, що сірчисті сполуки руйнують будівельні матеріали і зумовлюють корозію металів.

Забруднення атмосфери вражають фруктові дерева, ліси, сільськогосподарські культури та трав'яний покрив. Для рослин особливо небезпечними є сірчистий газ, хлор, фтор, пил і смолисті речовини. Отруйні гази токсично діють на протоплазму рослинних клітин, сірчистий газ пригнічує процеси фотосинтезу. Пил і сажа закупорюють продихи клітин рослин, ускладнюють доступ сонячних променів до хлоропластів. У лісах, які задимлюються промисловими підприємствами, зникають бджоли, птахи та звірі.

6.4. ТРАНСФОРМАЦІЯ ЗАБРУДНЕНЬ В АТМОСФЕРІ

Атмосферне повітря завдяки нерівномірному нагріванню сонячним промінням у різних широтах, особливо між полярними й екваторіальними зонами, інтенсивно циркулює. Циркуляція повітря усереднює склад компонентів у ньому та сприяє переміщенню водяної пари з океанів у континентальні райони і забруднень на великі відстані. Крім переміщення забруднень відбуваються їх різноманітні хімічні перетворення. В атмосфері під дією йонізуючих випромінювань відбуваються фотохімічні процеси з утворенням оксидів нітрогену, озону та ін. Озон утворюється у повітрі під впливом УФ-випромінювання з довжиною хвилі 253 нм, а оксид нітрогену – до 100 нм. Поверхні Землі досягають лише промені з довжиною хвилі близько 290 нм. При цьому можливе перетворення оксиду нітрогену (II) на оксид нітрогену (IV), утворення та накопичення озону в атмосфері тощо. Під час взаємодії вуглеводнів з озоном або атомарним оксигеном утворюються вільні пероксидні високоактивні речовини, здатні вступати в реакцію з оксидами нітрогену та іншими сполуками і утворювати складні комплексні сполуки з окиснювальними властивостями – оксиданти. Під дією сонячної радіації утворюються електронно-збуджені молекули: А + hv → А*, відбувається дезактивація за рахунок флуоресценції: А* → А + hv та дезактивація шляхом зіткнення з іншими молекулами: A* + Q → A + Q' також дисоціація: А* → В + С (hv – енергія фотона, випромінюваного Сонцем; v – частота, пов'язана з певним фотоном; h = 6,62 ∙ 10^-34 Дж ∙ с – стала Планка).

Хімічні перетворення в тропосфері й стратосфері ініціюються продуктами фотолізу молекул О₃, О₂, Н₂О, N₂O і NO₂. В атмосфері на висоті 80 км і вище утворюється атомарний оксиген: О₂ + hv → 2O, який утворює озон: О + О₂ + М₂ → О₃ + 2М, де М – речовина, що приймає надлишок енергії. Озон зазнає фотохімічної дисоціації: О₃ + hv → О₂ + О.

Оксиди нітрогену антропогенного походження здебільшого потрапляють в атмосферу у вигляді NO. Далі відбуваються такі перетворення:

2NO + О₂ → 2NO₂; NO₂ + hv → NO + О; О₃ + NO → NO₂ + O₂.
Можливі й інші численні реакції за участю речовин, що містять кисень і азот:

О + NO₂ → NO + O₂;

О + NO₂ + M → NO₃ + M;

О + NO + M → NO₂ + M;

NO₃ + NO → 2NO₂;

2NO₂ + O₃ → N₂O₅ + O₂;

NO₃ + NO₂ + M → N₂O₅ + M.

Далі утворюється нітратна кислота:

4NO₂ + 2Н₂О + О₂ → 4HNO₃.

Оксид нітрогену (IV) може гідролізуватися в газовій фазі:

3NO₂ + H₂O  2HNO₃ + NO.

Нітратна кислота реагує з йонами металів, утворюючи нітрати. Атомарний оксиген і озон можуть взаємодіяти з органічними сполуками з утворенням органічних і неорганічних вільних радикалів. Для олефінових вуглеводнів можливий перебіг реакції

О₃ + RСН = СНR → RСНО + RО* + НСО*,

де RО* і НСО* – вільні радикали. Утворений альдегід RСНО може зазнавати фотодисоціації за реакцією

RСНО + hv → R* + НСО*.
Крім альдегідів фотохімічно активні також кетони, пероксиди й ацилнітрати. Поглинаючи сонячну енергію, вони також утворюють пероксид-ні радикали:

R* + О₂ → ROO*.

Ці радикали здатні окиснювати NO до NO₂ за реакцією

ROO* + NO → NO₂ + RO*.

Може утворюватися також озон за реакцією пероксидних радикалів з киснем:

RОО* + О₂ → RО* + О₃.

Можливий перебіг й інших реакцій:

RСО₂* + NO → RCO* + NO₂;

RCO* + О₂ → RСО₃*;

RСО₂ + O₂ → RO₂* + CO₂;

RСО₃* + NO → NO₂ + RCO₂*;

RCO₃* + NO₂ → RCO₃NO₂;

RО* + NO → RONO;

RО* + RH → RОН + R*;

RH + О → R* + ОН.

Наявність вільних радикалів в атмосферному повітрі призводить до утворення смогу. Основними продуктами фотохімічних реакцій є альдегіди, кетони, оксиди карбону, органічні нітрати та оксиданти. Останні включають озон, оксид нітрогену (IV), сполуки типу пероксіацетилнітратів (ПАН) тощо. ПАН подразнює слизові оболонки дихальних шляхів і пошкоджує рослинність. Подразнювальною речовиною, що міститься в смозі, є також пероксибензоїлнітрат (ПБН).

За наявності NO₂ і SO₃ відбувається фотодисоціація NO₂ з утворенням атомарного оксигену й озону, а далі оксид сульфуру (IV) взаємодіє з атомарним оксигеном за реакцією SO₂ + О + М → SO₃ + М.

Сірчаний ангідрид, сполучаючись з парою води, утворює пароподібну сульфатну кислоту, при взаємодії з йонами металів – сульфати. У забрудненій атмосфері за одночасної наявності SO₃, NO, NO₂ та вуглеводнів, під час опромінення олефінів і ароматичних сполук утворюються значні кількості аерозолів. Кількість аерозолів зменшується з підвищенням відносної вологості повітря.

Атмосферні забруднення спричинюють гострі та хронічні отруєння, чинять метатоксичну й промоторну дію. Широко відомі випадки масових отруєнь людей внаслідок короткочасного підвищення рівня забруднення атмосферного повітря. У 1930 р. в Бельгії в долині річки Маас внаслідок виникнення токсичного туману захворіли тисячі людей, померло 60 чоловік. У 1948 р. в США в місті Донора захворіло 50 % населення (6 тис. чол.), 20 чоловік померли. У 1952 р. внаслідок утворення токсичного туману в Лондоні померло 4 тис. чоловік.

В разі утворення смогу різко збільшується забруднення повітря сажею й сірчистими сполуками, вуглеводнями, озоном та оксидами нітрогену. Утворенню смогу сприяє температурна інверсія, що настає в ясні сонячні дні при охолодженні землі за рахунок випромінювання. При цьому в безвітряну погоду всі забруднення поширюються в приповерхневому шарі. Під час смогу особливо потерпають і частіше гинуть люди з хронічними респіраторними та серцево-судинними захворюваннями.

Інтенсивне забруднення атмосфери внаслідок антропогенної діяльності призвело до глобальних екологічних криз, пов'язаних з потеплінням планети, появою кислотних дощів та руйнуванням озонового шару.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Схожі:

ДО АНТРОПОГЕННИХ НАВАНТАЖЕНЬ УРОК КАТЕГОРІЯ «ЗАБРУДНЕННЯ». ОСНОВНІ АНТРОПОГЕННІ ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА	План урока Слайд Атлантичного океану; вдосконалити практичні уміння характеризувати кліматичні умови океану, властивості водних мас, природні багатства,...
Поняття екологічної катастрофи. Екологічні катастрофи в історії Землі.... На деструкційна зміна умов навколишнього середовища глобального чи локального масштабу, яка пов'язана з нанесенням величезної шкоди...	Природні умови та природні ресурси. Природні умови європейських країн... Піренеї, Альпи, Апенніни, Балкани, Карпати. Давніми зруйнованими горами є Скандинавські, Уральські гори та Центральноєвропейський...
Уроках хімії. Тема: Повітря та його склад. Забруднення атмосфери Розкрити взаємозв'язок хімії, людини, природи. Показати, що головною причиною забруднення природи є людина. Виховати думку, що знання...	Поняття і зміст права власності на природні ресурси Право власності на природні ресурси — це інститут екологічного права, нормами якого регулюються суспільні відносини належності природних...
Тема: Природні лиха Головні дидактичні цілі Головні дидактичні цілі: дати уявлення учням про природні стихійні лиха; ознайомити з правилами безпечної поведінки рід час грізних...	Конвенція про захист чорного моря від забруднення (бухарестська конвенція) Протокол про захист морського середовища Чорного моря від забруднення з наземних джерел, 1992 рік
Тема роботи. Порівняння обсягів і структури забруднення міст України... Обладнання й матеріали: картка з таблицею для практичної роботи; карта України, робочий зошит	Конспект уроку Тема: ГЕОГРАФІЧНА ОБОЛОНКА ЗЕМЛІ ТА ПРИРОДНІ КОМПЛЕКСИ Навчальна cформувати в учнів поняття «географічна оболонка, природні комплекси», а також сформувати уявлення учням про географічну...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання