Методические указания к практическому занятию № 1

Локальное и глобальное техногенное загрязнение атмосферы

Цель занятия:

Рассмотрение роли техногенных воздействий на одну из глобальных геосфер (атмосферу) в зависимости от разных факторов

1 Общая характеристика загрязнений атмосферы.

Атмосфера всегда содержит определённое количество примесей, поступающих от
естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли); туман, дымы и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхожде­ния; различные продукты растительного, животного и микробиологического происхожде­ния и др.

Естественные источники загрязнений бывают либо распределёнными, например выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с тече­нием времени.

Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в зонах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 века в промышленности применялось 19 химических элементов, то в середине века промышленное производство стало использовать около 50 элементов, а в 70-х годах - практически все элементы таблицы Менделеева. Это сказалось на составе промышленных выбросов и привело к качественно новому загрязнению атмосферы, в частности, аэрозолями тяжелых и редких металлов, синтетическими соединениями, не существующими и не образующимися в природе, радиоактивными„канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.

2 Перечень основных техногенных загрязнителей;

физические и химиче­ские свойства некоторых из них:

– оксиды серы и азота,

- углекислый и угарный газы,

- метан, сероводород сероуглерод,

- органические газы нефтяного происхождения, (лёгкие углеводородные фрак­ции, меркаптаны и др.),

- хлорфторуглеводороды (фреоны и др.),

- ароматические полициклические углеводороды (ПАУ – бенз/а/пирены, диок­сины),

- летучие соединения тяжелых металлов и пары ртути,

- аэрозоли,

- химическая и физическая устойчивость загрязнителей атмосферы к окисле­нию, распаду, соединению с парами воды,

- тенденции к подъему в верхние слои земной атмосферы или накоплению в её приземных слоях, осаждению.

Напомним свойства некоторых соединений, которые находятся в атмосфере.

Оксид углерода СО. Бесцветный не имеющий запаха газ. Воздействует на нервную и сердечно-сосуди­стую системы, вызывает удушье.

Оксиды азота NхОx. В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота N0₂ - бесцветный не имею­щий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Особенно опас­ны оксиды азота в городах, где они, взаимодействуя с углеводородами выхлопных газов, обра­зуют фотохимический туман - смог.

Углеводороды (пары бензина, пентан, гексан) обладаютнаркотическим действием, в малых концентрациях вызывают головную боль, головокружение.
Альдегиды. При длительном воздействии на человека альдегиды вызывают раздра­жение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, головную боль, бессонницу.

Соединения свинца. Под их действием нарушается синтез гемоглобина, возникают заболева­ния дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы.Особенно опасны для детей дошкольного возраста.

Совместное обсуждение:

Обзор физических и химических свойств перечисленных газов для получения вывода о возможности:

- их устойчивого существования в атмосфере,

- времени и расстояния их миграции,

-локального или глобального накопления,

-воздействия на ОС, биосферу, человека и иных экологических по­следствий

2 Обзор причин и основных виновников загрязнения атмосферы в ло­кальном и глобальном масштабах:

- общий обзор и сравнение составов выбросов различных промышлен­ных комплек­сов (металлургического, химического, нефтяного), энергетиче­ского, транспорт­ного, агропромышленного, рекреационного и коммунальной сферы,

- объемы техногенных выбросов, их суммарная концентрация или отдельных ком­понентов;

- примерный рейтинг причин (виновников) глобальных загрязнений: в энергетиче­ский комплекс - металлургический комплекс - химический комплекс - транспортный комплекс - промышленные комплексы - аграрный комплекс - ком­мунальный сектор;

- примерный рейтинг причин (виновников) локальных загрязнений: в пределах промышленных и селитебных зон: автотранспорт - промышленные комплексы - энергетика - коммунальный сектор,

- главные загрязнители глобальной атмосферы: США, Китай, Индия, Россия, Индоне­зия, Бразилия, Великобритания, ФРГ, Канада, Франция.

3 Последствия локального и глобального загрязнения атмосферы:

Последствия локального загрязнения атмосферы:

- деградация ОПС в пределах техногенных и селитебных зон и в прилегающих рай­онах;

- ухудшение качества условий жизни, рост заболеваемости населения. снижение продолжительности жизни, продуктивности агропрома,

- вторичное загрязнение гидросферы (особенно речной и подземной), почв, флоры и фауны,

- экономические ущербы в промышленной и социальной сферах.

Последствия глобального загрязнения атмосферы:

- деградация ОПС в пределах всей планеты, на всех континентах и Мирового океана вследствие атмосферных переносов загрязнителей и их выпадения на поверх­ность земли и гидросферы,

- ухудшение качества условий жизни, рост заболеваемости населения. снижение про­должительности жизни, продуктивности агропрома во всех государствах,

- вторичное загрязнение и усиление деградации всей планетарной гидросферы и особенно Мирового океана, почв и биосферы в целом;

- экономические ущербы в промышленной и социальной сферах всего человече­ского сообщества,

- резкое усиление флюктуаций погоды во всех регионах и изменение глобального климата в целом, подъём уровня Мирового океана, затопление прибрежных районов континентов.

Совместное обсуждение:

1 Вывод о необходимости изучения поведения всех потенциальных загрязни­телей окружающей среды и расчета возможных объемов выбросов в атмо­сферу и их концентраций по всем техногенным объектам, а также разработка - определения критериев качества атмосферы и методов их измерения и кон­троля.

2 Вывод о целесообразности разработки и внедрения инженерных, техниче­ских и технологических методов по уменьшению выбросов в атмосферу её за­грязнителей.

3 Обоснованность формирования государственного законодательства и от­раслевых документов по охране атмосферы.

Неизбежность и целесообразность заключения международных конвенций по охране и защите глобальной атмосферы от загрязнения.

Вопросы для подготовки к практической работе и проверки

усвоения её материалов и результатов обсуждения:

1.Перечислите основных загрязнителей (газы и аэрозоли) атмосферы;

3. Какие физические и химические свойств конкретных загрязнителей способ­ствуют, или препятствуют, их локальному накоплению в атмосфере?

4. Какие физические и химические свойств конкретных загрязнителей способ­ствуют, или препятствуют, их глобальному накоплению в атмосфере?

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

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

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

8. Какие государства являются основными загрязнителями глобальной атмо­сферы и почему?

Объясните экологические последствия локальных загрязнений атмосферы.

Опишите экологические проблемы глобального загрязнения атмосферы.

Литература: 1-4, 9, 10, 22, 23, 28