Материал: 3892

Отрицательное действие основных техногенных загрязнителей на атмосферу и человека

1)Оксиды серы (SO4, SO2) поступают в воздух в результате сжигания топлива. Основные источники загрязнения атмосферы данным оксидом энергетические установки, предприятия цветной металлургии и сернокислое производство. Менее значительные выбросы предприятий машиностроения, транспорта. Выбросы оксидов серы загрязняют воздух на значительных расстояниях от источника.Взаимодействуя с атмосферой и влагой, оксиды серы образуют кислотные осадки, которые оказывают как прямое повреждающее действие на биоту, так и косвенное, закисляя почвы и водоемы.При закислении почвы снижается доступность для растений питательных веществ (Ca, Mg, Mn) и плодородие почвы. Закисление уменьшает скорость разложения органических остатков, поскольку для жизнедеятельности большинства бактерий и грибов необходима нейтральная среда: снижается продуктивность азотфиксирующих бактерий, что приводит

кограничению поступления связанного азота в растения и торможению их роста.

На человека оксиды серы действуют уже в малых концентрациях (2030 мг/м3), создавая неприятный вкус во рту, вызывая жжение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, увеличивают смертность от сердечнососудистых заболеваний, способствуют возникновению бронхитов, астмы.

2)Оксидыазота(NO, NO2, NO3).Из веществ, поступающих в атмосферный воздух городов с антропогенными выбросами, наиболее часто встречаемыми соединениями являются оксид и диоксид азота. Концентрации

NO3 и некоторых других оксидов незначительны, и обычно их не принимают во внимание. Оксиды азота и особенно диоксид азота являются главными составляющими загрязнения атмосферного воздуха городов. Оксиды азота образуются, в основном, в процессе сгорания органического топлива при высоких температурах (выше 1000°С) и затем в атмосфере

трансформируются в NO2. Значительное количество оксидов азота производится тепловыми электростанциями, металлургическими предприятиями, крупными и мелкими котельными и автотранспортом. Существуют естественные источники оксидов азота - бактериальная активность в почве, грозы, извержения вулканов. Все оксиды азота физиологически активны, относятся к третьему классу опасности. Оксид

азота N2O обладает наркозным эффектом. Оксид азота NO ˗ сильный яд, оказывающий влияние на центральную нервную систему, а также вызывающий поражение крови за счёт связывания гемоглобина. Относительно высокой токсичностью (при концентрации выше 0,05 мг/л)

обладает и оксид азота NO2. Он раздражает дыхательные пути и угнетает аэробное окисление в легочной ткани, что приводит к развитию токсического отёка легких. Для болеющих астмой и аналогичных больных повышается риск отрицательных легочных эффектов при содержании диоксида азота значительно меньшем, чем тот, на который не наблюдается реакция у

11

здоровых людей. Оксиды азота могут отрицательно влиять на здоровье сами по себе и в комбинации с другими загрязняющими веществами.

3)Оксиды углерода (СО ˗ угарный газ, СО2 ˗ углекислый газ). Образуются при сжигании любого органического сырья без поступления кислорода или воздуха. Накопление оксидов углерода в атмосфере приводит

ксозданию парникового эффекта на планете, который ведет к значительным климатическим изменениям. Ядовитый газ человек вдыхает вместе с воздухом. Маленькие дозы газа отравления не вызывают. Отрицательное влияние оксида углерода на человека проявляется сначала легкими головными болями, одышкой, аритмией. Затем – сильными, пульсирующими болями в висках, приливами жара и гиперемией, приступами тошноты, слабостью в руках, рвотой, обмороками, потерей плода беременными, нарушением координации движения. При сильном отравлении – галлюцинациями, нарушением мышления и речи, общей слабостью, конвульсиями, слабым пульсом, комой, угнетением дыхания, летальным исходом.

4)Метан (СН4). Увеличение содержания метана в атмосфере способствует усилению парникового эффекта, так как метан интенсивно поглощает тепловое излучение Земли в инфракрасной области спектра на длине волны 7,66 мкм. Метан занимает второе место после углекислого газа по эффективности поглощения теплового излучения Земли. Вклад метана в создание парникового эффекта составляет примерно 30% от величины, принятой для углекислого газа. С ростом содержания метана изменяются химические процессы в атмосфере, что может привести к ухудшению экологической ситуации на Земле.

5)Сероводород (Н2S) ˗ газ с неприятным характерным запахом. В промышленности этот газ является побочным продуктом переработки угля и нефти, процесса очистки сточных вод, производства красок, целлофана, сахара, вискозы и др. Этот газ тяжелее воздуха, поэтому может накапливаться в низинах, канавах, оврагах, ямах и даже в колодцах. В природе сероводород выделяется при разложении органики, им также богаты и вулканические газы, им могут быть насыщены и водные слои.

Сероводород в зависимости от концентрации оказывает как положительное, так и отрицательное действие на жизнедеятельность организма и его физиологические процессы. Попадая в организм, вещество окисляется и образует неорганические соединения. При вдыхании сероводород парализует обонятельные нервы, и человек перестаёт ощущать запах газа. Это часто приводит к сильным отравлениям из-за неспособности своевременно распознать и прекратить контакт с токсическим источником. При проникновении во внутренние среды организма, механизм токсического действия направлен на поражение нервной и кроветворной системы, костный мозг. Газ оказывает поражающее воздействие на слизистые оболочки. Из-за разрушения гемоглобина приводит к выраженной гипоксии (кислородное

12

голодание). Такое системное влияние нарушает функциональность всех органов.

6) Летучие соединения тяжелых металлов и пары ртути. В

результате промышленных и производственных процессов во внешнюю среду выбрасывается большое количество отходов, содержащих различные соединения тяжелых металлов (ТМ), которые являются токсичными для растений, животных и человека. Особую опасность представляет загрязнение биосферы такими металлами, как ртуть, мышьяк, кадмий и свинец. Значительное поступление некоторых ТМ в окружающую среду происходит при использовании их соединений в качестве ядохимикатов - пестицидов и удобрений. Большую тревогу в настоящее время вызывают огромные накопления осадков сточных вод (промышленных, бытовых и сельскохозяйственных), которые содержат много органических веществ, азота, фосфора и калия и могли бы считаться ценными органическими удобрениями.Опасными, т. е. действующими даже в малых концентрациях, следует считать также свинец, кадмий, таллий, бериллий, хром, барий, стронций. Несколько менее опасны марганец, литий, никель, цинк. Действие перечисленных ТМ на человека приводят к тяжелейшим отравлениям, которые могут заканчиваться летальными исходами.

Задание 1. Ознакомившись с представленными материалами, заполните предложенную таблицу.

Задание 2. Ответьте на предложенные вопросы.

1 .Перечислите основных загрязнителей атмосферы.

2.Опишите результаты загрязнения атмосферы оксидами серы и азота на представителей биосферы.

3.Назовите 2-3 главных виновника (промышленные комплексы, отрасли промышленности, сферы человеческой деятельности) локальных загрязнений атмосферы.

4.Назовите 2-3 главных виновника (промышленные комплексы, отрасли промышленности, сферы человеческой деятельности) глобального загрязнения атмосферы.

5.Объясните экологические последствия локальных загрязнений атмосферы.

6.Опишите экологические проблемы глобального загрязнения атмосферы.

13

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3 ОЦЕНКА УРОВНЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В

АТМОСФЕРУ

Промышленно-экономическое развитие сопровождается, как правило, ростом загрязнения окружающей среды. Большинство крупных городов характеризуются значительной концентрацией промышленных объектов на относительно незначительных территориях, что представляет опасность для здоровья людей. Одним из экологических факторов, оказывающих наиболее выраженное влияние на здоровье человека, является качество воздуха. Особую опасность в настоящее время представляют выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. Это обусловлено тем, что токсиканты поступают в человеческий организм в основном через дыхательные пути.

Для каждого из загрязняющих веществ существуют нормативы их выброса в атмосферу, которые не должны превышаться (ПДК, ПДВ, ВСВ). В случае превышения на предприятия накладываются штрафные санкции.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) ˗ утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) – это норматив выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха и других экологических нормативов.

Временно согласованный выброс (ВСВ) – это временный лимит выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для действующих стационарных источников выбросов с учетом качества атмосферного воздуха и социально-экономических условий развития соответствующей территории в целях поэтапного достижения установленного предельно допустимого выброса

Цель занятия: ознакомиться с методикой расчета оценкиуровня вредных веществ, выбрасываемых предприятиями в атмосферу.

Для промышленного предприятия, расположенного на ровной местности необходимо рассчитать следующие показатели:

1) рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к предприятию, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси.

14

2)определить расстояние от источника выброса, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ (по оси факела);

3)определить фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха и дать оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК);

4)определить опасную скорость ветра и рассчитать значения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на расстояниях 50м и 500м от источника выброса;

5)рассчитать предельно допустимый выброс вредного вещества.

Таблица 4.

Примечание. В таблице цифрами обозначены выбрасываемые вещества: 1 - оксид азота (NO); 2 - оксид углерода (CO); 3 - диоксид азота (NO2); 4 - диоксид серы (SO2).

э

Пример расчета задания.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См, мг/м3, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях определить по формуле:

15