Единый центр дистанционного образования

Заочное дистанционное образование
с получением государственного диплома
через Internet

Консультации о поступлении

  Региональная экономика    контакты    Биография    Карта сайта  

Источник

рефераты

Тема: «Качество атмосферного воздуха и его контроль»

 

Содержание:

Введение………………………………………………………………………….…3

1.        Загрязнение атмосферы……………………………………………….……..4

2.        Меры по предотвращению загрязнения и охране атмосферного воздуха…9

3.        Правовые основы охраны атмосферного воздуха…………………………11

4.        Организация наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха……………………………………………………………………...13

5.        Автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды………………………………………………………………………..19

Заключение………………………………………………………………………..22

Список литературы……………………………………………………………….23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические про­блемы современности — «парниковый эффект», нарушение озо­нового слоя, выпадение кислотных дождей, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Охрана атмосферного воздуха — ключевая проблема оздо­ровления окружающей природной среды. Атмосферный воз­дух занимает особое положение среди других компонентов био­сферы. Значение его для всего живого на Земле невозможно переоценить. Человек может находиться без пищи пять недель, без воды — пять дней, а без воздуха всего лишь пять минут. При этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклонение от нормы опасно для здоровья.

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно хо­лодного Космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадка­ми, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли и т. д. Однако в современных условиях возможности природных сис­тем самоочищения атмосферы серьезно подорваны, Под мас­сированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические по­следствия, в том числе и глобального характера. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

 

1. Загрязнение атмосферы

Источники загрязнения атмосферы могут быть естественными и искусственными. Естественными источниками загрязнения атмо­сферы служат извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бу­ри, процессы выветривания, разложение органических веществ.

К искусственным (антропогенным) источникам загрязнения ат­мосферы относятся промышленные и теплоэнергетические пред­приятия, транспорт, системы отопления жилищ, сельское хозяйст­во, бытовые отходы.

Естественные источники загрязнения атмосферы представляют собой такие грозные явления природы, как извержения вулканов и пыльные бури. Обычно они имеют катастрофический характер. При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное коли­чество газов, паров воды, твердых частиц, пепла и пыли. После пре­кращения извержения общий баланс газов в атмосфере постепенно восстанавливается. Так, в результате извержения вулкана Кракатау в 1883 г. в атмосферу было выброшено около 150 млрд т пыли и пеп­ла. Мелкие пылевые частицы держались в верхних слоях атмосфе­ры в течение нескольких лет.

При извержении вулканов происходит тепловое загрязнение ат­мосферы, так как в воздух выбрасываются сильно нагретые веще­ства. Температура их, в том числе паров и газов, такова, что они сжигают все на своем пути.

Существенно загрязняют атмосферу крупные лесные пожары. Ча­ще всего они возникают в засушливые годы. В России наиболее опас­ны пожары в Сибири, на Дальнем Востоке, на Урале, в Республике Ко­ми.

Пыльные бури возникают в связи с переносом сильным ветром поднятых с земной поверхности частиц почвы. Сильные ветры -смерчи и ураганы - поднимают в воздух и крупные обломки пород, но долго в воздухе они не держатся. При сильных пыльных бурях в атмосферный воздух поднимается до 50 млн т пыли. Причинами пыльных бурь являются засуха, суховеи, провоцируют их интенсив­ная распашка, выпас скота, уничтожение лесов и кустарников. Наи­более часто возникают пыльные бури в степных, полупустынных и пустынных районах.

Искусственные источники загрязнения наиболее опасны для атмо­сферы. Они способствуют поступлению в атмосферный воздух ино­родных, не свойственных естественным условиям газов и веществ. По агрегатному состоянию все загрязняющие вещества антропоген­ного происхождения подразделяются на твердые, жидкие и газооб­разные, причем последние составляют около 90% от общей массы вы­брасываемых в атмосферу искусственных загрязняющих веществ.

Проблема загрязнения воздуха не нова. Более двух столетий серь­езные опасения вызывает загрязнение воздуха в крупных промыш­ленных центрах многих европейских стран. Однако длительное вре­мя эти загрязнения носили локальный характер. В то время, когда промышленных предприятий, заводов и фабрик было немного, дым и копоть загрязняли сравнительно небольшие участки атмосферы и легко разбавлялись массой чистого воздуха. Однако быстрый рост промышленности и транспорта в XX в. привел к тому, что выбро­шенные в воздух вещества не успевают рассеяться к моменту по­ступления в атмосферу новой порции загрязнения. Их концентра­ция увеличивается, и они становятся причиной вредных и даже фа­тальных последствий для биосферы.

Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах и городских агломерациях значительно выше, чем на прилегающих территориях.

Особое место среди источников загрязнения атмосферы занима­ет химическая промышленность. Для химической промышленности ха­рактерна высокая концентрация предприятий, что создает повы­шенное загрязнение окружающей среды. Вещества, выделяемые в атмосферу, могут вступать в химические реакции друг с другом, об­разуя высокотоксичные соединения. Часто образуется озон в концентрациях, во много раз превосходящих нормальный его уровень в воздухе у поверхности Земли, что опасно для жизни растений, жи­вотных и человека.

С выхлопными газами в воздух попадают угарный газ, оксиды азота, углеводороды, свинец и его соединения. Поступление свинца и его соединений в воздух связано с тем, что к дизельному топливу и бензину для снижения детонации и повышения КПД двигателей вну­треннего сгорания добавляется тетраэтилсвинец. Известно, что городской воздух содержит свинца в 20 раз больше, чем деревенский, и в 2000 раз больше, чем морской.

Серьезные последствия имеет загрязнение воздуха хлорфторметанами, или фреонами. Широкое использование фреонов в холодиль­ных установках, в производстве аэрозольных баллонов приводит к по­явлению их на больших высотах, в стратосфере и мезосфере. Выска­зываются опасения относительно возможности взаимодействия озо­на с галогенами, которые выделяются из фреонов под действием ультрафиолетового излучения.

Радиоактивное загрязнение атмосферы особенно опасно для лю­дей, животных и растений. Источники радиоактивного загрязнения в основном техногенного происхождения. Это экспериментальные взрывы атомных, водородных и нейтронных бомб; различные про­изводства, связанные с изготовлением термоядерного оружия; атом­ные реакторы и электростанции; предприятия, где используются радиоактивные вещества; станции по дезактивации радиоактивных отходов; захоронения отходов атомных предприятий и установок; аварии или утечки на предприятиях, где производится и использу­ется ядерное топливо. Естественные источники радиоактивного за­грязнения атмосферы связаны с выходами на поверхность урановых руд и горных пород, имеющих повышенную природную радиоак­тивность (граниты, гранодиориты, пегматиты).

Радиоактивное загрязнение атмосферы чрезвычайно опасно, так как радионуклиды с воздухом попадают в организм и поражают жизненно важные органы человека. Его влияние сказывается не только на ныне живущих поколениях, но и на их потомках из-за появления многочисленных мутаций. Не существует такой малой дозы ионизирующего излучения, которая была бы абсолютно безо­пасна для человека, растений и животных. Даже в районах умерен­ного радиоактивного загрязнения увеличивается число людей, за­болевших лейкозами.

Различного рода утечки и неконтролируемые выбросы на пред­приятиях незначительно изменяют радиологическую обстановку и носят обычно локальный характер.

К зонам радиоактивного загрязнения отнесено 14 субъектов Рос­сийской Федерации: Белгородская, Брянская, Воронежская, Калуж­ская, Курская, Ленинградская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Рязанская, Тамбовская, Тульская, Ульяновская области, Республи­ка Мордовия.

Радиоактивные вещества распространяются не только воздуш­ным путем. В миграции радиоактивных элементов большую роль играют цепи питания: из воды эти элементы поглощаются планк­тоном, который служит пищей для рыб, они, в свою очередь, поеда­ются хищными рыбами, рыбоядными птицами и зверями и т.д.

Смоги, кислотные дожди, разрушение озонового слоя. Крупней­шие города мира страдают от смогов (от англ. smoke - дым +fog -туман). Принято различать смог лондонского и лос-анджелесского (фотохимического) типов.

Причинами образования смога лондонского типа служат высо­кие концентрации в воздухе сернистого газа, пылевых частиц и ту­мана. Главным источником загрязнения атмосферы служат продук­ты сжигания угля и мазута.

В настоящее время смог представляет большую опасность для жителей многих городов. При фотохимическом смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домаш­ние животные. У людей этот смог вызывает раздражение глаз, сли­зистых оболочек носа и горла, появляются симптомы удушья, обо­стряются хронические легочные и сердечно-сосудистые заболева­ния. Смог оказывает вредное влияние на растения (многие из них погибают), способствует коррозии строительных материалов, рас­трескиванию лакокрасочных покрытий, резиновых и синтетичес­ких изделий, вызывает порчу одежды. Из-за плохой видимости на­рушается работа транспорта, увеличивается число аварий.

Важнейшим загрязнителем городского воздуха является диоксид серы, который образуется при сгорании угля и некоторых видов неф­ти, содержащих серу. Диоксид серы - один из наиболее опасных для растений загрязнителей атмосферы. Выпадая на землю, так называемые кис­лотные дожди губят растения, нарушают естественные процессы в на­земных и водных экосистемах за счет изменения кислотности (рН).

Тепловое, шумовое и другие виды загрязнения атмосферы. В про­мышленных центрах и крупных городах атмосфера подвергается тепловому загрязнению в связи с тем, что в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух. Температура выбросов обычно выше средней многолетней температуры приземного слоя воздуха

Другим видом загрязнения атмосферы в городах является шумо­вое. Шум стал фактором социального значения. Слабые шумы до 30 дБ (шелест листвы, тихая музыка, шум прибоя) действуют на че­ловека успокаивающе. Шум в 90-120 дБ (от автотранспорта, метро, реактивных самолетов, строительных механизмов и даже музыки в дискотеках) воспринимается как грохот. Такие шумы раздражают, разрушают нервные клетки, приводят к возникновению опасных пси­хических заболеваний. От длительного воздействия шума возникают нарушения и потеря слуха, патологические изменения в вегетативной нервной системе, расстройство периферического кровообращения, гипертония. Шум в 80 дБ снижает работоспособность, увеличивает ко­лебания артериального давления, резко ухудшает ориентацию в про­странстве и восприятие происходящего.

Не следует игнорировать своеобразную электромагнитную фор­му загрязнения атмосферного воздуха. Действие электромагнитно­го поля на человека, животных и растения в настоящее время пло­хо изучено и часто служит причиной домыслов и предположений. Оно связано с работой приборов и оборудования, вырабатывающих электрические и магнитные поля. В настоящее время проводятся специальные медико-биологические исследования, направленные на выявление влияния таких полей на здоровье человека.

 

 

 

2. Меры по предотвращению загрязнения и охране атмосферного воздуха

Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы служат: разработка и внедрение очистных фильтров на предприятиях, использование экологически безопасных источни­ков энергии, безотходной технологии производства, борьба с вы­хлопными газами автомобилей, озеленение городов и поселков.

Очистные фильтры являются основным средством борьбы с про­мышленным загрязнением атмосферы. Промышленные выбросы в атмосферу очищаются путем пропускания их через различные филь­тры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Такими способами улавливаются пыль, копоть, пары и газы.

Эффективность работы очистных сооружений зависит от физи­ко-химических свойств загрязнителей и от совершенства применя­емых методов и аппаратов.

Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмо­сферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогор­ского металлургического комбината обеспечивает санитарную очи­стку и получение дополнительно многих тысяч тонн дешевой сер­ной кислоты.

Безотходная технология производства. Решить проблему охра­ны атмосферы только с помощью очистных сооружений невозмож­но. Необходимо применение комплекса мероприятий и прежде все­го внедрение в промышленную практику безотходных технологий.

Безотходная технология эффективна в том случае, если она стро­ится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отхо­ды одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цик­личное безотходное промышленное производство, сопоставимое с Циклическими процессами в биосфере, - это будущее промышлен­ности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения - пе­реход на новые экологически безопасные источники энергии. Например, строительство электростанций, использующих энергию при­ливов и отливов, тепло недр, применение гелиоустановок и ветряных двигателей для получения электроэнергии.

Защита воздуха от выхлопных газов автомобилей. Частные ре­шения этой проблемы - установка фильтров для очистки выхлоп­ных газов и дожигающих углеводороды устройств, замена содержа­щих свинец антидетонаторных добавок, такая организация движе­ния транспорта, которая уменьшает и исключает частую смену ре­жимов работы двигателей: создание дорожных развязок, расшире­ние дорожного полотна, строительство переходов и т. д. Кардиналь­но проблема может быть решена при замене двигателей внутренне­го сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается замена бензина дру­гими видами горючего, например смесью различных спиртов. Пер­спективны газобаллонные автомобили.

Озеленение городов и промышленных центров. Зеленые насажде­ния за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углеро­да и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарни­ков оседает до 72 % взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60 % ди­оксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержит­ся пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площа­дях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере ре­гулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, принося­щий огромный вред здоровью людей.

Для поддержания чистоты воздуха большое значение имеет пла­нировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны от­деляться от жилых кварталов буферной зоной, состоящей из зеленых на­саждений. Следует учитывать направление основных ветров (розы вет­ров), рельеф местности и наличие водоемов. Лучше располагать жи­лые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участ­ках. Промышленные зоны необходимо помещать вдали от жилых кварталов или за пределами города.

 

3. Правовые основы охраны атмосферного воздуха

Рациональное использование атмосферы определяется законода­тельными и нормативными правовыми актами. В них регламенти­руются условия и ограничения при различных видах производственной деятельности людей, которые сводят к минимуму вероятность загрязнения атмосферы.

Основными законодательными и нормативными правовыми ак­тами природоохранной деятельности служат:

-        Воздушный кодекс Российской Федерации, в котором особые требования предъявляются к состоянию полетной техники в части снижения загрязнения атмосферы;

-        Федеральный закон «Об уничтожении химического оружия» устанавливает правовые основы проведения комплекса работ по обеспечению защиты окружающей среды, в том числе атмосферы, при наземных способах уничтожения химических веществ;

-        Уголовный кодекс (1997) - имеет ряд статей, касающихся атом­ной промышленности, содержит определение «экологические пре­ступления»;

-        Федеральный закон «О радиационной безопасности населения».В целях его реализации Правительством РФ был принят ряд поста­новлений, предотвращающих загрязнение атмосферы и касающих­ся правил размещения радиоактивных веществ и радиоактивных от­ходов, их хранения и перевозки;

-        Федеральный закон «Об использовании атомной энергии».В феврале 1997 г. в него внесены изменения и дополнения;

-        В России утвержден ряд ГОСТов, которые регламентируют нормы выбросов в атмосферу, рекомендуют методы измерений со­держания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ, правила размещения пунктов наблюдения, состав, частоту и программы на­блюдений. Разработан ГОСТ терминов и определений, имеющих отношение к охране атмосферного воздуха, к составу загрязняю­щих веществ по токсичности.

Основными документами, регулирующими охрану и рациональ­ное использование атмосферного воздуха, служат ГОСТы ряда «Ох­рана природы. Атмосфера»:

-        Нормы и методы измерений содержания окиси углерода и уг­леводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями;

-        Нормы и методы измерений дымности отработанных газов тракторных и комбайновых дизелей;

-        Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;

-        Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями;

-        Правила контроля качества воздуха населенных пунктов;

-        Инструкция о порядке рассмотрения, согласования и эксперти­зы  воздухоохранных мероприятий и выдаче разрешений на выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Кроме общегосударственной нормативной базы, регулирующей глобальные вопросы охраны атмосферы и ее рациональное использование, государственное природопользование регулируется также в каждом субъекте Федерации. Это обеспечивается нормативными документами на уровне области или республики Российской Федера­ции и сопровождается соответствующими санкциями и экономичес­кими рычагами. Рациональное природопользование контролирует­ся государственными комитетами экологии и природных ресурсов, комитетами по геологии и использованию недр, территориальными комитетами государственного мониторинга геологической среды.

Важным элементом рационального использования атмосферы и охраны ее от загрязнения является система слежения (мониторинг) за составом и качеством атмосферного воздуха.

 

 

 

 

 

 

4. Организация наблюдений и контроля загрязнения

атмосферного воздуха

В крупных промышленных центрах степень загрязнения атмосферного воздуха может в ряде случаев превысить санитарно-гигиенические нормативы. Характер временной и пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе определяется большим числом разнообразных факторов. Знание закономерностей формирования уровней загрязнения атмосферного воздуха, тенденций их изменений является крайне необходимым для обеспечения требуемой чистоты воздушного бассейна. Основой для выявления закономерностей служат наблюдения за состоянием загрязнения воздушного бассейна.

От возможностей и качества проводимых наблюдений зависит эффективность всех воздухо-охранных мероприятий.

Служба наблюдений и контроля за состоянием атмосферного воздуха, как следует из названия, состоит из двух частей, или систем: наблюдений (мониторинга) и контроля. Первая система обеспечивает наблюдение за качеством атмосферного воздуха в городах, населенных пунктах и территориях, расположенных вне зоны влияния конкретных источников загрязнения. Вторая система обеспечивает контроль источников загрязнения и регулирование выбросов вредных веществ в атмосферу.

Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся в районах интенсивного антропогенного воздействия (в городах, промышленных и агропромышленных центрах и т.д.) и в районах, удаленных от источников загрязнения (в фоновых районах).

Сеть фоновых станций, расположенная на территории нашей страны, включена в Глобальную систему мониторинга окружающей среды (ГСМОС), функционирующую в соответствии с программой ООН по проблемам окружающей среды (ЮНЕП) под эгидой ЮНЕП. Информация, получаемая с фоновых станций, позволяет оценивать состояние и тенденции глобальных изменений загрязнения атмосферного воздуха. Фоновые наблюдения проводятся также с помощью научно-исследовательских судов в морях и океанах.

При наблюдении за фоновыми уровнями загрязнения атмосферного воздуха разрабатываются модели переноса примесей, и определяется роль в процессах переноса гидрометеорологических и техногенных факторов. На фоновых станциях исследуются и уточняются: критерии создания сети наблюдений, перечни контролируемых примесей, методики контроля и обработки данных измерений, способы обмена информацией и приборами, методы международного сотрудничества. Так, например, по международным соглашениям станция базисного и регионального мониторинга должна размещаться на расстоянии 40-60 км от крупных источников загрязнения с подветренной стороны. На территориях, примыкающих к станции, в радиусе 40-400 км не должен изменяться характер деятельности человека. Было также установлено, что пробы воздуха должны отбираться на высоте не менее 10 м над поверхностью растительности.

На станциях фонового мониторинга наблюдение за качеством атмосферного воздуха осуществляется по физическим, химическим и биологическим показателям.

Необходимость организации контроля загрязнения атмосферного воздуха в зоне интенсивного антропогенного воздействия определяется предварительными экспериментальными (в течение 1-2 лет) и теоретическими исследованиями с использованием методов математического и физического моделирования. Такой подход позволяет оценить степень загрязнения той или иной примесью атмосферного воздуха в городе или любом другом населенном пункте, где имеются стационарные и передвижные источники выбросов вредных веществ.

Обычно расположение источников выбросов и их параметры известны или их можно определить. Зная метеорологические параметры, в том числе "розу ветров" можно с использованием математических и физических моделей рассчитать поля концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе для любой ситуации. Но адекватность принятых моделей реальным ситуациям все равно должна проверяться экспериментально.

Для получения репрезентативной информации о пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха, нужно предварительно провести обследование метеорологических условий и характера пространственной и временной изменчивости загрязнения воздуха с помощью передвижных средств. Для этого чаще всего используется передвижная лаборатория, производящая отбор, а иногда и анализ проб воздуха во время остановок. Такой метод обследования называется рекогносцировочным. Он находит достаточно широкое применение за рубежом.

Если обнаруживается, что существует вероятность роста концентрации примеси выше установленных нормативов, то за содержанием такой примеси в выявленной зоне следует установить наблюдение. Если же такой вероятности нет и отсутствуют перспективы развития промышленности, энергетики и автотранспорта, установление стационарных постов наблюдений за состоянием атмосферного воздуха нецелесообразно. Такой вывод не распространяется на организацию наблюдений за фоновым уровнем загрязнения воздуха вне населенных пунктов.

Установив степень загрязнения атмосферного воздуха всеми примесями выбрасываемыми суще



Новости

Институт Менеджмента, Экономики и Инноваций начинает набор на курсы повышения квалификации!
подробнее   >>>
 

Уважемые студенты АНО ВПО ИМЭиИ!
подробнее   >>>
 

Начинается набор на курсы повышения квалификации!
подробнее   >>>
 

Приглашаем принять участие в конференциях!
Приглашаем принять участие в конференциях!
подробнее   >>>
 

Поздравляем с Днем науки!
Поздравляем с Днем науки!
подробнее   >>>
 


все новости...

Реклама

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом