Причины загрязнения воздуха. Что загрязняет воздух в городе? Какие вещества загрязняют воздух

Атмосфера - это то, чем мы дышим и с помощью чего существуем. Это оболочка Земли, что дает возможность развиваться всему живому. Но с каждым годом вопрос загрязнения атмосферы становится все острее.

Загрязнение атмосферы — это попадание во все ее слои (см. « ») продуктов и веществ, которые нарушают ее нормальное и привычное функционирование, приводят к иному исходу конечных реакций или увеличению тех или иных веществ (что также негативно влияет на состояние внутренней оболочки).

Особенно сильно чувствуется влияниечеловека и его деятельности на состояние биосферы. Принято выделять три вида загрязнений атмосферы:

• физические, которые включают в себя пыль, радиоволны, радиоактивные элементы, теплый воздух, шум и штучное колебание воздуха;
• биологические, в основе которых лежат микроорганизмы и бактерии, споры и вредоносные грибы, их продукты жизнедеятельности;
• химические — это то, что попадает в воздух через использование спреев, аэрозолей, примесей газов, а также продуктов их переработки, тяжелых металлов.

Становится понятно, что наша атмосфера ежесекундно чувствует влияние действий всего человечества, страдает от этого и выходит из строя, что, в свою очередь, сказывается на нашем самочувствии и здоровье.

Источники загрязнения атмосферы

Источники загрязнения атмосферы — это места, процессы и действия, которые влияют на состав, состояние и функционирование оболочки Земли. Все источники подобного рода разделяют на два вида:

• естественные или природные — те, которые происходят из-за процессов и реакций в природе, среди живых организмов без какого-либо вмешательства человека;
• антропогенные или можно еще найти понятие искусственных источников загрязнений. К ним относят все то, что негативно влияет на атмосферу вследствие действий человечества.

К наиболее распространенным природным источникам относят ветры, которые выдувают землю и песок, поднимая их в воздух, извержения вулканов, насекомые и растения, а также продукты их жизнедеятельности. Не менее опасными для атмосферы являются пожары, которые уничтожают растения и животных, почву, а продукты горения в видегазов и пыли попадают в воздух. Однако природа может самостоятельно регулировать все эти действия и восстанавливаться от их негативного влияния. Намного страшнее и опаснее влияниечеловека на состояние газовой оболочки.

К искусственным источникам относят бытовую и сельскохозяйственную деятельность, все видыпромышленных работ и, конечно же, транспорт во всех его проявлениях.

Все мы знаем о том, что промышленно-городские комплексы, предприятия выбрасывают в окружающую среду тонны веществ, которые там и остаются. К «тяжелой артиллерии» можно отнести металлургию, химические производства и добычу газа и нефти, которые «дарят» атмосфере серную пыль, бензол, окись углерода, аммиак и множество других веществ.

Еще одна проблема — это теплоэнергетика. Процесс сжигания определенного топлива чреват выделением продуктов горения. И это не только сажа, дым или пыль, сюда стоит зачислить еще и оксидыазота, бензопирен, углекислый газ. Отдельно стоит упомянуть и о переизбытке тепла, которое выделяется как от работы электростанций всех видов, так и от многих других видов деятельности человека, аварийных выбросов с разных заводов, техногенных катастроф..

Одним из главных загрязнителей нашей планеты является транспорт, а в некоторых странах он занимает первое место по индексу выбросов в воздух вредных веществ. Железнодорожные перевозки, самолеты, корабли вносят свою долю в плохое состояние биосферы, однако несомненным лидером является автомобильный транспорт.

Транспортныесредства, передвигаясь, способствуют попаданию большого количества выхлопных газов от переработки топлива двигателями, пыли и твердых частиц на шинах и кузовах в нижние шары земной оболочки. А тепло, которое выделяется от автомобилей в большом городе, приравнивается к работе большой угольной электростанции. Ну и нельзя не вспомнить о шумовом загрязнении, которое распространяют все виды транспортных средств на планете.

Последствия загрязнения атмосферы

Атмосфера — это место, где происходят все основные процессы на планете, поэтому последствия ее загрязнения будут ощутимы для всех.

В первую очередь эти проблемы отобразятся на состоянии человека, ведь все твердые частицы, пыль, угарный газ, диоксид кремния и оксиды азота попадают в воздух, которым мы дышим, а значит, и в наши легкие, кровь и слизистые оболочки.

Все эти факторы влияют на работу внутренних органов, слизистых оболочек, мутацию на клеточном уровне, снижение иммунитета, возрастание онкологических заболеваний.

Еще одним примером того, как негативно влияют на природу действия человека, является парниковый эффект. Его суть в том, что нижние слои оболочки земного шара нагреваются и теряют способность защищать нас от проникновения ультрафиолетового излучения. Чем это грозит? Тем, что средняя температура по всей планете уже повысилась на 0,6 градуса Цельсия в сравнении с прошлым столетием. Если так пойдет и далее, то кроме глобального потепления мы получим в результате растаявшие ледники, повышение уровня воды в Мировом океане и затопление районов, которые находятся вблизи больших водоемов.

Образование озоновых дыр в атмосфере — еще один масштабный пример того, как влияет загрязнение на ситуацию в мире. Озон — это шар атмосферы, который образуется на высоте 2000-25000 тысяч метров и состоит преимущественно из кислорода. Главная его задача — удерживать вредное излучение Солнца. В мелких порциях ультрафиолетовые лучи нужны живым организмам для прохождения процесса фотосинтеза и ряда других важных реакций, но в больших дозах они приводят к мутациям, снижении рождаемости и увеличении раковых болезней разной степени сложности.

Кислотные дожди — это любой вид осадков, которые содержат высокий уровень химических веществ (оксидысеры и азота преимущественно). Характер таких атмосферных явлений таков, что они могут привести к гибели растительности, насекомых, рыбы при разных концентрациях вредных веществ, уменьшать количество урожаев, ухудшать состояние здоровья всего живого.

Смог — еще один фактор влияния загрязнителей на атмосферу. Это слой пыли, газа, химических веществ, которые в газообразном (аэрозольном) состоянии нависают над определенной местностью. Чем это грозит нам? В этих грязевых облаках собираются частички от переработки топлива, выбросы промышленных производств, тяжелые металлы и вредные микроорганизмы. Влажная среда окисляет их и способствует размножению и разнообразным реакциям. Смог может стать причиной заболеваний органов дыхания и крови, конъюнктивита, приглушения работы нервной системы и даже смерти.

Пути решения проблемы загрязнения воздуха

Загрязнение атмосферы — глобальная и масштабная проблема, которая касается каждого живущего на планете. Для защиты газовой оболочки от вредных поступлений применяют такие методы борьбы:

• абсорбциональный — мера по борьбе с поступлением негативных частиц, суть которой в поглощении их специальными фильтрами. Эти установки имеют небольшие габариты и просты в установке, а суть их в том, что они изготавливаются из тех материалов, которые отлично впитывают и удерживают вредные испарения;
• окисление характеризуется сжиганием в воздухе ненужного состава, однако имеет и побочное действие — образование углекислого газа как продукта горения;
• каталитический способ подразумевает превращение газов в твердые частицы. Этот вариант решения проблем достаточно действенный, но дорогой и энергозатратный;
• механический способ подразумевает очистку воздуха в специальных установках. Зарекомендовал себя как низкоэффективный и дорогой в обслуживании;
• самый новый и действенный — электроогневой, вследствие которого газ поступает в специальные установки, где на него воздействует

Загрязнение атмосферы Земли

Что такое загрязнение атмосферы? Пожалуй проще всего ответить на этот вопрос так: загрязнение атмосферы это привнесение в атмосферный воздух чужеродных для его состава веществ либо изменение соотношения газов в его составе.

По характеру источника загрязнения загрязнение атмосферы может быть естественным и антропогенным или искусственным.

Естественное загрязнение как правило не зависит от хозяйственной деятельности человека. К источникам естественного загрязнения атмосферы можно отнести: извержения вулканов либо излияния магмы, которые поставляют сотни тонн серы, хлора и зольных частиц, лесные и степные пожары, являющиеся основными поставщиками угарного газа, пыльные бури либо выдувание верхних почвенных горизонтов, биологические загрязнения, например, пыльцу растений и микроорганизмы, загрязнение газом радоном, который образуется в результате распада в земной коре и по трещинам выходит на поверхность, загрязнение метаном - побочным продуктом при переваривании пищи крупными животными, космическую пыль. Стоит отметить, что на интенсивность некоторых источников естественного загрязнения атмосферы прямо воздействует человек. Например, обезлесение, принявшее в XX и XXI веке угрожающие масштабы, приводит к заметному увеличению числа пыльных бурь, увеличению площади пустынь и антропогенных пустошей. Рост же влияния биологических источников загрязнения атмосферы Земли связан со всё более увеличивающейся численностью домашних животных и людей, оставляющих миллионы тонн естественных отходов.

В отличии от естественных источников загрязнения, которые имеют место быть и без вмешательства человека, антропогенные источники загрязнения атмосферы прямо связаны с хозяйственной деятельностью человека. Соответственно чем эта хозяйственная деятельность интенсивнее, тем их вклад в общее загрязнение атмосферы выше.

Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на 3 большие группы.

К первой из них относятся практически все виды современного транспорта: автомобильный, железнодорожный, воздушный, морской и речной,- это т.н. транспортные загрязнители. Трубопроводный транспорт из этого списка исключен, т.к. считается экологически безопасным, с отсутствием потерь грузов в процессе транспортировки при полной механизации и автоматизации трудоёмких погрузочно-разгрузочных работ.

Ко второй группе источников искусственного загрязнения можно отнести все промышленные предприятия, осуществляющие выбросы при технологическом процессе либо отоплении. Это промышленные загрязнители.

Наконец, к третьей группе - бытовым загрязнителям - можно отнести жилые дома, т.к. жильцы, проживающие в этих самых домах часто сжигают топливо и способствуют формированию тысяч тонн бытовых отходов, которые затем сжигаются либо перерабатываются, что приводит к загрязнению атмосферного воздуха метаном, который в обычных условиях не токсичен, но способен образовывать взрывоопасные смеси и кроме того удушающе действует в замкнутом пространстве. В развивающихся странах с низким уровнем жизни и использованием для обогрева жилиц древесины, соломы или навоза именно бытовые загрязнители являются основными.

В отдельную группу антропогенных источников загрязнения атмосферы можно выделить военные загрязнители, т.е. все полигоны, ядерные и испытательные центры. Именно эти объекты ответственны за радиоактивное и токсическое заражение воздуха на больших территориях.

Антропогенные загрязнители неоднородны по своему составу и потому делятся на: механические, в качестве примера которых можно привести пыль, химические, отличающиеся от механических тем, что могут вступать в химические реакции и радиоактивные, т.е. частицы, способные ионизировать вещество.

Кроме деления по источнику загрязнения существует деление по характеру загрязнителя, в зависимости от которого загрязнение атмосферы может быть:

Физическим, которое в свою очередь подразделяется на механическое, радиоактивное, электромагнитное, шумовое и тепловое. Механическое загрязнение приводит к увеличению содержания в атмосферном воздухе пыли и твёрдых взвешенных частиц, что в свою очередь нарушает естественный ход атмосферных процессов. Радиоактивное способствует накоплению в воздухе изотопов и пронизыванию его радиоактивным излучением. К электромагнитному загрязнению можно отнести радиоволны. К шумовому - как громкие звуки, так и низкочастотные, не улавливаемые человеческим ухом, колебания. И, наконец, тепловое загрязнение приводит к повышению температуры воздуха в пределах источника этого типа загрязнения.

Химическим, к которому относят загрязнение атмосферы вредными газами и аэрозолями.

Биологическим, ярким примером которого является загрязнение воздуха спорами грибов и бактерий, вирусами и продуктами их жизнедеятельности.

По происхождению загрязнители воздуха, и антропогенные, и естественные, могут быть поделены на первичные и вторичные. Первые поступают в воздух непосредственно от источника загрязнения. К ним относятся, например, угарный газ и оксиды азота, поступающие в атмосферу с выхлопными газами автомобилей, пыль, источниками происхождения которой могут быть вулканические взрывы и пожары, диоксид серы, содержащийся в выбросах тепловых электростанций. Вторичные загрязнители воздуха образуются при взаимодействии первичных загрязнителей с прочими химическими веществами, с воздухом либо друг с другом. В качестве примера таких загрязнителей можно привести озон, образующийся в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

Основными первичными загрязнителями атмосферного воздуха сегодня являются:

Оксиды углерода: окись углерода (СО) или монооксид углерода и двуокись углерода (СО 2 ) или углекислый газ.

Окись углерода, называемая также из-за своих особенностей угарным газом образуется при неполном сжигании топлива: угля, природного газа, нефти или дров, чаще всего при недостатке кислорода и при низких температурах. Источниками загрязнения земной атмосферы окисью углерода являются: автомобильный транспорт, частные дома, промышленные объекты. Ежегодно в атмосферу от антропогенных источников поступает до 1250 млн. тонн этого вещества.

Угарный газ чрезвычайно опасен: при растворении в крови человека он образует прочные комплексные соединения с гемоглобином блокируя поступление кислорода в кровь.

Углекислый газ поступает в атмосферу при вулканических извержениях, разложении органического вещества и хозяйственной деятельности человека, например, при производстве цемента или сжигании ископаемого топлива. При этом сегодня антропогенные источники вносят больший вклад в поступление углекислого газа в атмосферу чем все природные вместе взятые.

Стремительное увеличение содержания углекислого газа приводит к нарастающему и неконтролируемому парниковому эффекту, могущему привести к непредсказуемым последствиям. Климатические данные по Шпицбергену и станции Литтл-Америка на шельфовом леднике Росса в Антарктиде свидетельствуют о повышении средних годовых температур примерно за 50-летний период соответственно на 5° и 2,5° С, что может быть связано с увеличением содержания углекислого газа на 10%. А ведь в ближайшие 100 лет при сохранении нынешних темпов поступления углекислого газа его содержание в земной атмосфере увеличится вдвое, что вполне может повысить общую глобальную температуру приземного воздуха на 1,5-4° С.

Кроме нарастающего парникового эффекта рост доли углекислого газа приводит к изменению хода выпадения осадков в разных климатических областях, повышению температуры верхнего слоя воды таянию морских и материковых льдов, сокращению площади пахотных земель, вымиранию отдельных видов растений и животных.

Вторыми по распространенности загрязняющими атмосферу веществами являются углеводороды. Углеводороды объединяют чрезвычайно разнообразные вещества включающие от 11 до 13 атомов углерода и содержащиеся в несгоревшем бензине, чистящих жидкостях, растворителях и т.д. Под воздействием солнечной радиации углеводороды взаимодействуют с прочими загрязняющими веществами, подвергаясь окислению, полимеризации, с образованием новых химических соединений: перекисных соединений, свободных радикалов. При соединении углеводородов с оксидами серы и азота образуются аэрозольные частицы, могущие при определенных условиях создавать фотохимические туманы с высокой долей загрязняющих веществ.

Наиболее опасным среди углеводородов является бензопирен, являющийся сильным канцерогеном. Бензопирен накапливается в организме, вызывая лейкемию и повышая риск врожденных уродств.

Альдегиды - это целый класс органических соединений, оказывающих общетоксическое, раздражающее и нейротоксическое действие на организмы человека и животных. Основными источниками поступления альдегидов в атмосферу являются выхлопные газы автомобилей, содержащие несгоревшие частицы топлива.

Воздействие альдегидов на человека крайне неблагоприятное. Так, самый распространённый из альдегидов - формальдегид - вызывает раздражение глаз, носоглотки, насморк, кашель, затруднение дыхания. Особенно он опасен для детей.

В развитых странах и крупных урбанизированных центрах развивающихся стран среди загрязнителей атмосферы Земли велика доля оксидов или окислов азота: монооксида азота NO и диоксида азота NO 2 . Образуются они при всех процессах горения и при производстве азотных удобрений, азотной кислоты и нитратов, анилиновых красителей, нитросоединений, искусственного шелка и целлулоида. В развитых странах основным источником их поступления являются выбросы автомобилей. Общее количество поступающих от антропогенных источников окислов азота составляет примерно 65 млн. тонн в год.

Оксиды азоты оказывают негативное воздействие на рост растений. Вызывают заболевания дыхательных путей, приводят к затруднению дыхания, повышают вероятность вирусных заболеваний и возникновение злокачественных новообразований. У детей часто вызывают кислородное голодание тканей. Отмечена также их важная роль в формировании кислотных дождей. Так, в Европе они составляют до 50% вредных веществ выпавших на поверхность с кислотными дождями.

В результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений образуется озон, являющийся одним из наиболее токсичных загрязнителей атмосферного воздуха. Является основной составляющей фотохимического смога, который приводит к развитию глазных и лёгочных заболеваний, провоцирует головные боли, кашель и т.д..

При сжигании содержащих серу ископаемых видов топлива образуется диоксид серы или сернистый ангидрид. Основным источником поступления этого загрязнителя являются тепловые электростанции работающие на угле и предприятия по переработке сернистых руд. Часть сернистого ангидрида поступает в атмосферу при сжигании органики на горнорудных отвалах. Ежегодно от всех источников загрязнения поступает более 190 млн. тонн этого вещества, которое является наиболее важным в процессе формирования кислотных дождей. Наиболее крупным источником загрязнения являются США, предприятия которых ответственны за 65% общемировых выбросов сернистого ангидрида.

При окислении диоксида серы кислородом воздуха образуется треокись серы или серный ангидрид. Основными источниками поступления серного ангидрида в атмосферу Земли являются предприятия черной и цветной металлургии.

Серный ангидрид представляет собой аэрозоль, который при взаимодействии с обычной водой образует раствор серной кислоты. При выпадении раствора на поверхность почвы с кислотными дождями происходит её окисление, при попадании на металлические поверхности - ускоряется коррозия. Но наибольшую опасность серная кислота представляет для жизни и здоровья человека, обостряя заболевания дыхательных путей.

Вместе с двумя рассмотренными выше оксидами серы в атмосферу также часто поступают сероводород и сероуглерод. Первый при взаимодействии с кислородом образует раствор диоксида серы, второй при взаимодействии с треокисью серы образует диоксид серы и серооксид углерода. Кроме металлургических предприятий важными источниками поступления сероводорода и сероуглерода являются также предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.

Свинец содержится в этилированном бензине, соответственно основными источниками его поступления в атмосферу являются выхлопные газы автомобилей. Важными источниками его поступления являются также металлургические, химические, оборонные и деревоперерабатывающие предприятия, тепловые электростанции и мусоросжигательные заводы.

Свинец способен накапливаться в тканях животных, вызывая тяжёлые специфические заболевания. Особенно опасен тетраэтилсвинец, входящий в качестве присадки в состав этилированного бензина. Он очень токсичен и поражает практически все органы и ткани, задерживая умственное развитие и часто приводя к смерти. Столь пагубное воздействие тетраэтилсвинца на организм не могло не вызвать беспокойство экологических и медицинских организаций развитых стран. Потому сегодня производство этилированного бензина запрещено в Европе, США и Японии.

Кроме того большое количество свинца в виде оксидов аккумулируется верхним слоем почвы. Для примера: слой почвы толщиной 1 метр на 1 гектаре накапливает до 500-600 тонн этого ядовитого металла. Такая почва становится непригодной для ведения сельскохозяйственной деятельности и соответственно выводит из оборота зараженный участок земли.

Цинк поступает в атмосферу с металлической пылью при плавке этого металла. Отравление парами оксида цинка приводит к малокровию, задержке роста, бесплодию.

Кадмий попадает в воздух при сжигании горючих полезных ископаемых, мусора, а также при производстве стали. Оксид кадмия является крайне ядовитым веществом. Непродолжительное вдыхание его паров способно привести к тяжелым поражениям организма.

Источниками присутствия хрома в нижних слоях атмосферы являются промышленные выбросы предприятий по его добыче, переработке и применению, сжигание минерального топлива. Превышение ПДК хрома в воздухе приводит к различным, в том числе онкологическим заболеваниям. В-первую очередь хром поражает почки, печень и поджелудочную железу. Относится к веществам 1 класса опасности.

Аммиак попадает в воздух при уборке, хранении и использовании азота, при вымывании удобрений из сельскохозяйственных земель. Соответственно производят его крупные животноводческие и фермерские хозяйства. По физиологическому действию на организм аммиак относится к группе веществ удушающего и нейротропного действия, способных при ингаляционном поражении вызвать токсический отёк лёгких и тяжёлое поражение нервной системы.

Фтор поступает в атмосферный воздух с промышленными выбросами заводов по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Обладает токсическим эффектом. Соединения же фтора - сильные канцерогены.

Соединения хлора попадают от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере присутствуют примеси с молекулами хлора, так и пары соляной кислоты.

Основными источниками поступления в атмосферу технологической пыли являются добыча полезных ископаемых, тепловые электростанции, сжигание твердого ископаемого топлива в быту, изготовление цемента и выплавка чугуна. Суммарно от этих источников выбрасывается до 170 млн. тонн пыли в год, что составляет около 10% от общего количества пылевых частиц поступающих в атмосферу ото всех источников: и природных, и антропогенных.

Пыль антропогенного происхождения делится на 4 больших класса:

К первому классу относят механическую пыль, образующуюся при измельчении продуктов при разнообразных технологических процессах.

Ко второму - возгоны, образующиеся при конденсации паров вещества в результате охлаждения газов, пропускаемых через технологические устройства.

Третий класс объединяет все виды летучих зол - несгораемых остатков топлива.

К последнему четвёртому классу относится промышленная сажа - входящий в состав выбросов промышленных предприятий твёрдый высокодисперсный углерод, образующийся при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Частицы пыли являются ядрами конденсации и способствуют увеличению облачности. В свою очередь это приводит к уменьшению солнечной радиации, приходящей к поверхности Земли, что негативно сказывается на росте и развитии растений.

Кроме того значительное содержание мелких пылевых частиц в воздухе провоцирует болезни сердца, нарушает нормальную работу легких и способно вызывать рак.

Радиоактивные частицы являются сравнительно новым источником загрязнения земной атмосферы. Появляются при ядерных взрывах, производстве термоядерного оружия, работе атомных электростанций и экспериментальных реакторов, при авариях на предприятиях, использующих либо производящих радиоактивные вещества и топливо.

Радиоактивное загрязнение чрезвычайно опасно: радионуклиды накапливаются в организме, вызывая многочисленные мутации и приводят к возникновению у человека лучевой болезни.

По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно от причин связанных с загрязнением воздуха в мире умирают более 2,5 млн. человек, из которых 1,5 млн. смертей связаны с загрязнением воздуха внутри помещений.

Загрязнение воздуха способствует развитию болезней сердца и эмфиземы легких, усугубляет астму и вызывает сильные аллергические реакции, значительно увеличивает младенческую смертность. В результате многие люди вынуждены пропускать учебные часы либо брать больничный. Продолжительность жизни в крупных городах, где загрязнение атмосферного воздуха особенно значительно, снижается в среднем на 9 месяцев.

Отмечена связь сильного загрязнения воздуха с ростом числа инсультов. Особенно заметна она в развивающихся странах.

Но наиболее негативные последствия вызывают аварии на промышленных объектах с выбросом многих тонн загрязняющих воздух веществ, могущие в течение короткого промежутка времени послужить причиной смерти десятков, сотен, а в отдельных случаях и тысяч людей. Пожалуй самой известной и масштабной такой аварией Бхопальская катастрофа. В результате аварийного выброс паров метилизоцианата на химическом заводе Union Carbide в индийском городе Бхопал погибли более 25.000 человек, а еще от 150000 до 600000 пострадали,причем многие стали инвалидами. Известны случаи массовой гибели людей от воздействия смога: Великий смог в Лондоне 4 декабря 1952 года, при котором погибло более 4000 человек, и при случайных бактериологических заражениях гражданского населения: авария 1979 года под Свердловском (СССР), когда от заражения спорами сибирской язвы погибли несколько сотен мирных жителей.

Известно, что без пищи человек может прожить больше одного месяца, без воды - только несколько дней, а вот без воздуха - всего лишь пару минут. Так он необходим нашему организму! Поэтому вопрос о том, как защитить воздух от загрязнения, должен занимать первоочередное место среди проблем ученых, политиков, государственных деятелей и чиновников всех стран. Чтобы не убить себя, человечество должно принять срочные меры по предотвращению этого загрязнения. Заботиться о чистоте окружающей среды обязаны и граждане любой страны. Это только кажется, что от нас практически ничего не зависит. Есть надежда, что совместными усилиями все мы сможем защитить воздух от загрязнения, животных от - исчезновения, леса - от вырубки.

Атмосфера Земли

Земля - единственная из известных современной науке планет, на которой существует жизнь, что стало возможным благодаря атмосфере. Она и обеспечивает наше существование. Атмосфера - это в первую очередь воздух, который должен быть пригодным для дыхания людей и животных, не содержащим вредные примеси и вещества. Как защитить воздух от загрязнения? Это очень важный вопрос, который предстоит решить в ближайшем будущем.

Деятельность человека

В последние столетия мы нередко ведем себя крайне неразумно. Полезные ископаемые бездарно транжирятся. Леса вырубаются. Реки осушаются. В результате нарушается природный баланс, планета постепенно становится непригодной для жизни. То же происходит и с воздухом. Он постоянно загрязняется всяческими попадающими в атмосферу. Химические соединения, содержащиеся в аэрозолях и антифризах, разрушают Земли, грозя глобальным потеплением и катастрофами, связанными с этим. Как защитить воздух от загрязнения, чтобы жизнь на планете продолжалась?

Основные причины актуальной проблемы

• Газообразные отходы заводов и фабрик, в бессчетном объеме выбрасываемые в атмосферу. Ранее это происходило вообще бесконтрольно. А на базе отходов предприятий, загрязнявших окружающую среду, можно было организовывать целые заводы по их переработке (как это делают сейчас, например, в Японии).
• Автомобили. Сжигаемый бензин и дизельное топливо образуют которые улетучиваются в атмосферу, серьезно загрязняя ее. А если при этом учесть, что в некоторых странах на каждую среднестатистическую семью приходится по два-три авто, можно представить глобальность рассматриваемой проблемы.
• Сжигание угля и нефти в теплоэлектростанциях. Электричество, конечно же, крайне необходимо для жизнедеятельности человека, но добывать его подобным способом - настоящее варварство. При сжигании топлива образуется множество вредных выбросов, сильно загрязняющих воздух. Все примеси поднимаются в воздух с дымом, концентрируются в тучах, проливаются на почву в виде От этого в значительной мере страдают деревья, которые предназначаются для очищения кислорода.

Как защитить воздух от загрязнения?

Меры по предотвращению сложившейся катастрофической ситуации давно разработаны учеными. Остается только следовать предписываемым правилам. Человечество уже получило серьезные предупреждения от самой природы. Особенно в последние годы окружающий мир буквально кричит людям о том, что потребительское отношение к планете необходимо изменить, иначе - смерть всего живого. Что нужно делать? Как защитить воздух от загрязнения (картинки нашей удивительной природы представлены ниже)?

По мнению специалистов-экологов, такие меры поспособствуют значительному улучшению сложившейся ситуации.

Приведенные в статье материалы могут быть использованы на уроке по теме «Как защитить воздух от загрязнения» (3 класс).

Перед человечеством стоит масштабная задача - сохранение воздушной оболочки, защищающей планету. Федеральный закон не случайно называет этот газовый слой «жизненно важным» компонентом, ведь газовая оболочка содержит воздух, который необходим нам для жизни. К сожалению, не все компоненты полезны и безопасны для здоровья. Причиной этого становится серьезная экологическая проблема - загрязнение атмосферы.

Источники загрязнения

Все процессы, происходящие на планете, оставляют свои следы в газовой оболочке. Неправильно думать, что загрязнение атмосферы началось после того, как человеческая цивилизация открыла для себя промышленные производства. Сегодня ученые точно знают, что защитная оболочка загрязнялась практически все время: первоначально - из-за естественных причин, впоследствии к ним добавились искусственные (антропогенные) причины.

Естественными источниками загрязнения атмосферы становятся природные явления, которые происходят независимо от участия или желания человека.

К ним относятся последствия:

• природных пожаров;
• вулканических извержений;
• песчаных и пыльных бурь.

Кроме того, воздух загрязняется разнообразными выделениями, которые появляются в результате жизнедеятельности растений и животных: пыльца, экскременты и т.п.

Антропогенные источники вызваны человеческой деятельностью, научными и промышленными достижениями.

Разновидности антропогенных источников:

• транспортные выхлопы;
• выбросы промышленных предприятий;
• использование химикатов в сельской промышленности.

Загрязнение воздуха производят не только крупные или мелкие производства. Каждый из нас является антропогенным источником загрязнения атмосферы. Ведь в быту мы используем большое количество веществ, относящихся к бытовой химии (синтетических моющих средств, аэрозолей, спреев и т.п.), которые после применения надолго остаются в атмосфере. Большой проблемой, требующей серьезного отношения, является также бытовой мусор, количество которого постоянно увеличивается.

Разнообразие антропогенных источников позволяет классифицировать их, взяв за основу вид, который имеет загрязнение.

К биологическим загрязнителям воздуха относят многочисленные микробы, грибы и вирусы, являющиеся источниками инфекционных заболеваний.

В группу химических загрязнителей входят различные химические вещества (оксиды азота и углерода, аммиак, металлы из группы тяжелых и т.п.).

Физическими загрязнителями являются физические процессы, сопровождающие работу механизмов (шум, вибрация, появление электромагнитных волн, тепловой выброс и т.п.).

Вещества, загрязняющие атмосферу

Большой вред наносят атмосфере вещества, которые появляются при сгорании разных материалов.

К основным загрязнителям воздуха относятся:

• углеводороды, имеющие газообразное состояние (метан и т.п.);
• азотные соединения (оксид, аммиак);
• соединения на основе серы (диоксид - серный ангидрид, триоксид - сернистый ангидрид);
• соединения на основе углерода (монооксид - угарный газ, диоксид - углекислый газ).

Кроме того, загрязняют атмосферу работающие двигатели и механизмы. При их использовании в воздух попадают частицы тяжелых металлов, а результатами атомного производства и проводимых разными странами испытаний ядерного оружия является выброс в атмосферу радиоактивных веществ.

Скопление в атмосфере большого количества загрязняющих веществ может вызвать отравление, привести к тяжелому заболеванию, изменить климат.

Как определяется степень загрязнения воздуха

В повседневной жизни мы не всегда можем своевременно определить, насколько безопасным является воздух за окном. Не все загрязнители имеют запах, в некоторых случаях люди не связывают плохое самочувствие с состоянием газового слоя.

Постоянный контроль за качеством воздуха осуществляют специалисты-экологи.

В своей работе они руководствуются установленными нормами:

• стандартным индексом загрязненности (СИ);
• индексом загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для получения показателя СИ делают замеры содержания вредных примесей, загрязняющих воздух. Затем максимальный замер делят на предельно допустимую концентрацию (ПДК).

При расчете ИЗА используют следующие данные:

• коэффициент, показывающий степень вредности загрязняющих веществ;
• среднегодовая концентрация данного вещества;
• предельно допустимая за 24 часа концентрация.

Еще один важный показатель, который используется при мониторинге загрязнения атмосферы, связан с наибольшей повторяемостью(НП) превышения ПДК. НП учитывает, как часто за месяц или за год количество примесей превышало ПДК.

Загрязнение воздуха в конкретной местности определяется по уровню ИЗА:

• до 5 - загрязнение низкого уровня;
• 5 - 6 - повышенное загрязнение;
• от 7 до 13 - высокое загрязнение;
• 14 и более - очень высокое загрязнение.

Стандартный индекс (СИ) определяет загрязнение атмосферы в процентах:

• до 20% - повышенный уровень;
• от 20 до 40% - высокий уровень;
• более 40% - очень высокий уровень.

Последствия для человека

Скопление в воздухе загрязняющих веществ выше ПДК и загрязнение атмосферы повышенного уровня можно заметить невооруженным глазом, без использования специальных приборов.

Смог из дыма и частиц сажи, висящий над городом, специфические запахи, образование налета на различных поверхностях - лишь некоторые заметные проявления того, что произошло загрязнение атмосферы.

Глобальными проявлениями становятся:

• разрушение защитного слоя озона в атмосфере планеты:
• выпадение осадков, содержащих большое количество вредных примесей - «кислотных дождей»;
• изменения климата, вызванные создавшимся «парниковым» эффектом.

Все это ведет к нарушению условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека.

Загрязнение воздушных масс становится причиной недомогания, от него снижается работоспособность, появляются головные боли, скачки давления, снижается иммунитет человека.

Негативная реакция организма, возникновение или обострение заболеваний, на борьбу с которыми уходит длительное время, также становятся опасными последствиями атмосферных загрязнений.

Смог затрудняет доступ солнечных лучей, тем самым лишает людей ультрафиолета, приводит к возникновению рахита, авитаминоза.

Пыль, сажа, частицы твердых металлов при вдыхании попадают в дыхательную систему человека. Раздражение органов дыхания становится причиной бронхиальной астмы, бронхитов и других заболеваний.

Из-за канцерогенов , попадающих в воздух в качестве отходов при сжигании топлива, развиваются онкологические заболевания.

Меры по предотвращению загрязнения

Человечество смогло осознать, что дальнейшее загрязнение атмосферы приведут к экологическому кризису и станет губительным для планеты. Поэтому ученые разных стран занимаются разработкой мер по снижению и предотвращению загрязнений.

Основные направления деятельности по сохранению атмосферного слоя

• Снижение отходов промышленной деятельности

Современное производство невозможно без серьезной очистки выбросов, являющихся отходами индустриальной деятельности. Многоуровневая система фильтров предотвращает попадание в воздух вредных примесей, снижает их негативное воздействие и предотвратит загрязнене окружающей среды.

Сегодня ученые работают над созданием такой системы очистки, которая обеспечит максимальную фильтрацию и благоприятную атмосферу при минимальной себестоимости.

• Качественная утилизация мусора

Количество мусора, которым наполняет воздух сам человек, может значительно снизиться при его вторичной переработке. Несколько раз можно использовать не только бумагу, металл или стекло. Найдены способы неоднократной переработки различных пластиков. Результатом вторичной переработки становится снижение объемов работы мусоросжигающих заводов и производимых ими выбросов.

Основной проблемой переработки является раздельный сбор мусора, на который перешли в настоящее время лишь отдельные страны.

• Переход на альтернативное топливо

Сегодня альтернативное топливо иногда воспринимается как научная задача, не имеющая практического применения. Однако оно все решительнее входит в разные сферы деятельности. Доказано, что ветряки и солнечные батареи способны обеспечить энергией, биотопливо уже используется в общественном транспорте ряда стран, обеспечивая экологическую безопасность.

• Минимализация использования химикатов

Понизить загрязнение атмосферы могут работники сельскохозяйственной промышленности. В борьбе за объемы полученного урожая они применяют различные химические препараты, которые накапливаются в почве, разрушают ее, попадают в воздух и насыщают его вредными веществами.

• Забота о «зеленых легких» планеты

Зеленые насаждения (леса, лесополосы, парки и скверы) выполняют важную функцию естественного очищения воздушного слоя. Рациональное использование и отказ от непродуманных вырубок леса, сохранение и создание новых лесополос вокруг промышленных предприятий, увеличение парковых зон в городской черте поможет сохранить воздух чистым и свежим.

Передавая приятные ощущения, полученные в каком-либо определенном месте, многие люди часто упоминают, что там была «хорошая атмосфера». Создать приятную атмосферу в ограниченном пространстве человек научился. Благоприятная атмосфера на планете - это необходимое условие для жизни каждого человека. Поэтому борьба с загрязнением воздуха является общей задачей всего человечества.

По данным Всемирной организации здравоохранения, около двух миллионов человек умирают от воздействия загрязненного воздуха каждый год. Загрязнение воздуха является огромной проблемой не только для людей, живущих в смоге переполненных городов: посредством таких факторов, как глобальное потепление и разрушение озонового слоя, она имеет потенциал, чтобы влиять на нас всех.

Воздух позволяет нашей живой планете дышать. Воздух - это смесь газов, которая заполняет атмосферу, давая жизнь растениям и животным. Воздух почти полностью состоит из двух газов (78 % азота и 21 % кислорода), с некоторыми другими газами (например, углекислый газ и аргон), присутствующих в совершенно ничтожных количествах. Мы можем дышать обычным воздухом в течение всего дня без каких-либо негативных последствий, поэтому можно использовать данный факт для определения загрязнения воздуха.

Загрязнением воздуха является газ (или жидкость или твердое вещество, рассеяное по обычному воздуху) поступивший в достаточно большом количестве, который может нанести вред здоровью людей, животных, растений или убить их, остановить в росте, вызвать повреждения или нарушения других аспектов окружающей среды (например, разрушение зданий), или вызвать какие-то другие неблагоприятные явления (ограниченная видимость, неприятный запах).

Как и загрязнение воды и почвы, это количество (или концентрации) химических веществ в воздухе, обуславливает разницу между "безобидным воздухом" и "загрязненным". Углекислый газ (CO2), например, присутствует в воздухе вокруг вас в типичном концентрации менее 0,05 %, а вдыхание его обычно не причиняет вреда (вы вдыхаете его в течение всего дня), но воздух с чрезвычайно высокой концентрацией двуокиси углерода (например, 5-10 %) является токсичным и может убить вас в считанные минуты.

Поскольку земная атмосфера очень турбулентная, многие из нас живут в ветреных странах, где загрязнение воздуха рассеивается довольно быстро. В менее просвещенные времена появилось мнение о том, что если они построить высокие дымовые трубы, ветер развеет их дым, и загрязнение воздуха не будет проблемой. Однако проблема заключается в том, что на Земле намного меньше места, чем мы думаем и загрязнения окружающей среды не всегда исчезают.

Природные загрязнения воздуха

Когда мы думаем о загрязнении воздуха, мы склонны думать, что это проблема, которую люди вызывают по незнанию или глупости. Это, безусловно так, однако лишь время от времени. Тем не менее, важно помнить, что некоторые виды загрязнения воздуха осуществляется естественным путем. Лесные пожары, извержения вулканов, и газы, выделяющиеся в результате радиоактивного распада горных пород внутри Земли - это лишь три примера природного загрязнения воздуха, которые имеют чрезвычайно разрушительные последствия для людей и планеты.

Лесные пожары (которые часто начинаются естественно) могут произвести огромные участки дыма, которые распространяются на многие километры над соседними городами, странами и континентами. Гигантские вулканические извержения могут выбрасывать столько пыли в атмосферу, что они блокируют значительное количество солнечного света и обуславливают охлаждение планеты в течение года или больше. Радиоактивные породы при их распаде могут быть источником газа радона, который может накапливаться в подвалах зданий и оказывать серьезные негативные последствиями для здоровья людей.

Все эти примеры серьезного загрязнения воздуха, которые происходят без участия людей, хотя мы можем адаптироваться к природным загрязнением воздуха, и попытаться уменьшить либо остановить его мы не можем. Для остальной части этой статьи мы будем рассматривать только "неестественным" виды загрязнений: проблемы, с которыми люди вызывают и те, которые мы можем решить.

Топ-десять газов в загрязнении воздуха

Любой газ может квалифицироваться как загрязнитель окружающей среды, если его концентрация достигла больших значений вред. Теоретически это означает, что существуют десятки различных газов – загрязнителей. На практике около десятка разных веществ вызывают наибольшее беспокойство:

Каковы причины загрязнения воздуха?

Все процессы, которые включают в себя сжигание вещей, использование бытовых и промышленных химических веществ (вещества, которые вызывают химические реакции и могут выделять токсичные газы в процессе), либо производят большое количество пыли, имеют потенциал для формирования загрязнения воздуха. Несколько веков назад причину большинства загрязнение воздуха было легко определить: это были грязные заводы, а также промышленная революция. На сегодняшний день, когда приняты более жесткие законы, касающиеся загрязнения воздуха и повышается экологическая осведомленность населения, сделать это гораздо сложнее, хотя и не невозможно.

Где же берутся тогда современные загрязнения воздуха? До сих пор крупнейшим виновником является транспорт, хотя мощности заводов и фабрик продолжают вносить существенный вклад. Теперь давайте посмотрим поближе на три основных источника загрязнения воздуха.

Автотранспорт

На сегодняшний день существует около полумиллиарда автомобилей на дорогах, в среднем по одному на каждые два человека. Практически все они работают на бензиновых и дизельных двигателях, которые сжигают нефть, чтобы освободить энергию. Нефть состоит из углеводородов (большие молекулы построены из водорода и углерода), и теоретически, сжигая их при достаточном количестве кислорода, должны образовываться такие безвредные вещества, как углекислый газ и вода. Но на практике топливо не являются чистыми углеводородами. В результате выбросы из двигателей содержат большое количество загрязнителей, в частности, твердые частицы (сажа разных размеров), монооксид углерода (CO, ядовитый газ), оксиды азота (NO x), летучие органические соединения (ЛОС), а также свинец и косвенно производят озон. Смешайте эту вредную смесь и активизируйте её солнечным светом, и вы получите иногда коричневатый, иногда голубоватый туман (смога), который может существовать над городами в течение нескольких дней подряд.

Смог

Смог (комбинация слов дым и туман) образуется, когда солнечный свет действует на смесь загрязняющих газов, таких как оксиды серы и азота, несгоревших углеводородов и оксида углерода, поэтому его иногда называют фотохимический смог (поскольку химические реакции вызываются энергией света). Одним из самых вредных компонентов смога является озон, который может вызвать серьезные затруднения дыхания и даже смерть. Когда смог богат озоном, она, как правило, голубоватого цвета. В противном случае он будет коричневого цвета.

Хотя смог может образоваться в любом город, эта проблема особо актуальна в таких местах, как Лос-Анджелес, где местный климат (под влиянием океана и соседних гор) регулярно вызывает температурные инверсии. Как правило, воздух становится холоднее, чем выше он поднимается, а при инверсии температуры происходит обратное: слой теплого воздуха находится вверху, а холодного – ближе к земле. Во многом из-за большого количества транспорта, от смога страдают многие из самых оживленных городов мира, включая Афины, Пекин, Мехико, Милан и Токио.

Электростанции

Возобновляемые источники энергии, такие как солнечные батареи и ветряные турбины помогают нам получить часть энергии каждый год, но подавляющее большинство электроэнергии (около 70 процентов в Соединенных Штатах, например) по-прежнему производится за счет сжигания ископаемых видов топлива, таких как уголь, газ, и нефть, в основном на обычных электростанциях. Так же, как и автомобильные двигатели, энергетические установки теоретически должны производить углекислый газ и воду, но на практике, электростанции производят целый ряд загрязняющих веществ, в частности, диоксид серы, оксиды азота, твердые частицы. Они также выпускают огромное количество углекислого газа, который является основной причиной глобального потепления и изменения климата, когда он поднимается и накапливается в атмосфере.

Промышленные заводы и фабрики

Промышленные предприятия, которые производят такие металлы, как алюминий и сталь, перерабатывают нефть, производят цемент, синтезируют пластик, или выпускают другие химические вещества, относятся к числу тех, которые являются источниками загрязнения воздуха. Большинство заводов загрязняют атмосферный воздух небольшими количествами вредных веществ постоянно в течение длительного периода времени, и последствия загрязнения носят кумулятивный характер. Иногда промышленные предприятия выбрасывают огромные количества загрязняющих веществ в очень короткий промежуток времени.

Другие причины загрязнения воздуха

Несмотря на выбросы транспорта, электростанции, промышленные и химические заводы производят большинство искусственных загрязнений воздуха. Также на эту проблему влияют и многие другие факторы. В некоторых частях мира люди по-прежнему полагаются на сжигание древесного топлива для приготовления пищи и отопления, что вызывает загрязнение воздуха внутри помещений, которое может серьезно навредить здоровью его жителей (солнечные печи являются одним из путей решения этой проблемы). В некоторых районах мусор сжигается, а не перерабатывается или подлежит захоронению, что также может производить значительное загрязнение воздуха.

Какие последствия имеет загрязнение воздуха?

Загрязнение воздуха может нанести вред здоровью людей и животных, повреждению сельскохозяйственных культур или остановить их в росте, и сделать наш мир неприятным и непривлекательным множеством других способов.

Здоровье человека

Иногда связь между загрязнением воздуха и здоровьем человека очевидна, как например, в Лондоне в 1952 году, когда в результате смога, вызванного сжиганием угля в домашних печах и угольных электростанциях, погибло около 4000 человек. В других случаях, эту связь определить гораздо сложнее сделать. По некоторым оценкам, 10-20 % раковых заболеваний вызвано загрязнением воздуха, но развитие рака может занять много времени, и доказать прямую связь с определенного вида загрязнения воздуха и данным заболеванием очень сложно.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение атмосферного воздуха является одной из основных причин смерти в мире: по этой причине около двух миллионов человек преждевременно умирают каждый год. Многие из этих смертей происходят в развивающихся странах (более полумиллиона только в Индии), но богатые промышленно развитые страны также страдают: в Соединенных Штатах, например, около 41 000 человек в год, умирают рано из-за загрязнения воздуха.

Сельскохозяйственные эффекты

20-й век охарактеризовался огромным ростом промышленного сельского хозяйства, использованием удобрений, пестицидов и т.д., которые использовались для того, чтобы увеличить урожай и накормить постоянно растущее население мира. Известно, что загрязнение воздуха (совместно с загрязнением воды) может серьезно повлиять на рост растений. В растениях, которые растут рядом с шоссе, можно легко найти остатки химических веществ (все от токсичных тяжелых металлов, таких как свинец, и других химических веществ). В то же время, огромное увеличение выбросов углекислого газа в атмосфере в настоящее время, глобальное потепление и изменение климата, как ожидается, окажет решающее влияние на сельское хозяйство в мире (снижение урожайности в некоторых местах, но потенциально повышение урожайности в другом месте).