Загрязнение атмосферы

Загрязнение атмосферы

Выполнила: ученица 11-Б класса МОУ СОШ № 31 г. Новочеркасска Ефимова Юлия.

Содержание

1. Источники загрязнения атмосферы…...... 2. Виды загрязнений……………………………. 3. Поступление в атмосферу ( тонн / год) некоторых компонентов, естественного и промышленного происхождения……………… 4. Транспортные загрязнения………………... 4.1 Наземные транспорт……………………. 4.2 Авиация и ракетоносители……………. 5. Химические загрязнения……………………. 6. Бытовые загрязнения……………………….

Поступление в атмосферу ( тонн / год) некоторых компонентов,

естественного и промышленного происхождения.

Озон

2*109

Незначительные

Двуокись углерода

7*1010

1,5*1010

Окись углерода

---

2*108

Сернистый газ

1,42*108

7,3*107

Соединения азота

1,4*109

1,5*107

Взвешенные в-ва

(770…2200)*106

(960…2615)*106

Компонент

Естественное

Промышленное

Транспортные загрязнения

Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха поступают от энергетических установок, работающих на углеводородном топливе (бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, уголь, природный газ и другие). Количество загрязнения определяется составом, объемом сжигаемого топлива и организацией процесса сгорания. Основными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Доля загрязнения атмосферы от газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) и ракетных двигателей (РД) пока незначительна, поскольку их применение в городах и промышленных центрах ограничено. В местах активного использования ГТДУ и РД (аэродромы, испытательные станции, стартовые площадки) загрязнения, поступающие в атмосферу от этих источников сопоставимы с загрязнениями от ДВС и ТЭС, обслуживающих эти объекты. Основные компоненты, выбрасываемые в атмосферу при сжигании различных видов топлива в двигателях всех видов, - нетоксичные диоксид углерода СО2 и водяной пар Н2О. Однако кроме них в атмосферу выбрасываются и вредные вещества, такие как оксид углерода, оксиды серы, азота, соединения свинца, сажа, углеводороды, в том числе канцерогенный бензапирен С20Н12, несгоревшие частицы топлива и т.п.

Аэрозоли

Оксиды серы

Оксиды азота

Углеводороды

Оксиды углерода

1,1

0,4

6,6

6,4

61,9

0,1

0,0

0,1

0,2

1,0

0,1

0,1

0,7

0,2

0,3

0,6

0,3

0,2

0,5

1,5

Основными загрязняющими веществами, содержание которых в атмосфере регламентируется стандартами, углеводороды(HC), а также сероводород(H2S), являются: диоксид серы(SO2), оксиды азота(NO и NO2), оксид углерода(CO), газообразные сероуглерод(CS2),аммиак(NH3),различные галогеносодержащие газы. Загрязнение окружающей среды выбросами двигателей внутреннего сгорания привлекают всё более пристальное внимание в последние годы из-за возросшей угрозы здоровью человека. Сравнительная характеристика основных выбросов различных транспортных средств, как источников загрязнения, приведена в таблице.

Транспортное средство

Самолёты

Железнодорожный транспорт

Морской транспорт

Автотранспорт

1. Наземный транспорт

Автотранспорт является источником загрязнения атмосферы, количество автомашин непрерывно растет (диаг. 1.1), особенно в крупных городах; а вместе с этим растет валовой выброс вредных продуктов в атмосферу. Токсическими выбросами ДВС являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсических примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает ~45% СnHn от их общего выброса. Исследования состава отработавших газов ДВС показывают, что в них содержится несколько десятков компонентов, основные из которых приведены в табл. 1.1. Диоксид серы образуется в отработавших газах в том случае, когда сера содержится в исходном топливе (дизельное топливо).

Анализ данных данных приведенных в таблице 1.1, показывает, что

наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет большего выброса СО, Nox, CnHm и др. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу, которая в чистом виде не токсична. Однако частицы сажи несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе и канцерогенных. Саж может длительное время находиться во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая тем самым время воздействия токсических веществ на человека.

Компоненты

Компоненты

Содержание компонента, об. доли, %

Содержание компонента, об. доли, %

Примечание

Примечание

Карбюраторные ДВС

Дизельные ДВС

N2 O2 H2O (пары) CO2 H2 CO NOx CnHm Альдегиды Сажа Бензапирен

74 – 77 0,3 – 8 3,0 – 5,5 5,0 - 12,0 0 - 5,0 0,5 - 12,0 До 0,8 0,2 - 3,0 До 0,2 мг/л 0-0,04 г/м3 10-20 мкг/м3

76 – 78 2-18 0,5-4,0 1,0-10,0 - 0,01-0,50 0,0002-0,5 0,009-0,5 0,001-0,09 мг/л 0,01-1,1 г/м3 до 10 мкг/м3

Нетоксичен Токсичен

Валовые выбросы вредных веществ автомобильным транспортом России

(тогда еще СССР) составляют, млн. т/год: Автомобили: 1960 г. 1970 г. 1980 г. Грузовые. . . . . . . . . . . 9,05 18,99 30,63 Легковые. . . . . . . . . . . . 0,82 1,3 4,23 Автобусы. . . . . . . . . . . 0,65 2,1 4,16 Всего: 10,52 22,39 39,02 Мировым парком автомобилей с ДВС ежегодно выбрасывается, млн. т: оксида углерода – 260 летучих углеводородов – 40 оксидов азота – 20. Доля участия автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха крупных городов мира составляет, %: Оксид углерода Оксиды Азота Углеводороды Москва 96,3 32,6 64,4 Санкт-Петербург 88,1 31,7 79 Токио 99 33 95 Нью-Йорк 97 31 63

2. Авиация и ракетоносители

Со

NOx

CnHm

0.56 n*

87.9

0.7

9.8

0.83 n

2.3

1.5

0.3

0.90 n

--

4.4

--

Содержание г/кг топлива

Содержание г/кг топлива

Содержание г/кг топлива

Как следует из таблицы высокие концентрации СО и CnHm характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).

Число оборотов двигателя

Число оборотов двигателя

N – номинальное число оборотов двигателя

Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными

установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NOx, OH и др. При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм). В двигателях космического корабля «Шатл» сжигается как жидкое так и твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы, но большей частью в тропосферу.

Атмосферный слой

Атмосферный слой

Высота, км

Высота, км

Продукты сгорания, кг

Продукты сгорания, кг

Продукты сгорания, кг

Продукты сгорания, кг

Продукты сгорания, кг

Продукты сгорания, кг

Продукты сгорания, кг

HCl

Cl

NO

CO

CO2

H2O (пар)

Al2O3

Приземный слой

0 – 0,5

24666

2741

1697

131

55075

46674

39284

Тропосфера

0,5 - 13

78517

9657

4618

839

172570

152677

26385

Стратосфера

13 - 50

59732

11727

239

2189

147684

146393

110304

Нижняя мезосфера

50 - 67

0

0

0

0

0

15542

0

Мезосфера - термосфера

67

0

0

0

0

0

119045

0

Химические загрязнение

Главный химический загрязнитель атмосферы — сернистый газ (SO2), выделяющийся при сжигании каменного угля, сланцев, нефти, при выплавке железа, меди, производстве серной кислоты и др. Сернистый газ служит причиной выпадения кислотных дождей. При высокой концентрации сернистого газа, пыли, дыма во влажную тихую погоду в промышленных районах возникает белый, или влажный, смог — ядовитый туман, резко ухудшающий условия жизни людей. В Лондоне во время такого смога из-за обострения легочных и сердечных заболеваний с 5 по 9 декабря 1952 г. умерло на 4000 человек больше, чем обычно. Под воздействием интенсивного солнечного излучения химические вещества, выбрасываемые в атмосферу промышленными предприятия­ми и транспортом, могут вступать в реакции друг с другом, образуя вы­сокотоксичные соединения. Такой вид смога получил название фотохи­мического. Самое опасное загрязнение атмосферы и всей окружающей среды — радиоактивное. Оно представляет угрозу для здоровья и жизни людей, животных и растений не только ныне живущих поколений, но и их по­томков из-за появления многочисленных мутационных уродств. Послед­ствия такого мутагенного влияния на растения, животных и человека изу­чены еще плохо и труднопредсказуемы. В районах умеренного радиоак­тивного загрязнения увеличивается число людей, заболевших лейкозами. Источниками радиоактивного загрязнения служат эксперименталь­ные взрывы атомных и водородных бомб. Радиоактивные вещества выде­ляются н атмосферу при изготовлении ядерного оружия, атомными реак­торами электростанций, при дезактивации радиоактивных отходов и др. Сейчас стало понятно, что не существует такой малой дозы ионизи­рующего излучения, которая была бы безопасна.

Бытовые загрязнение

Серьезные отрицательные последствия для человека и других живых организмов влечет за собой загрязнение воздуха хлорфторметанами. или фреонами (CFCl3, CF2Cl2). Их используют в холодильных установках, в производстве полупроводников и аэрозольных баллончиков. Утечка фреонов приводит к появлению их у тонкого озонового слоя в стратосфере, расположенного на высоте 20—50 км. Толщина этого очень небольшая: 2 мм на экваторе и 4 мм у полюсов при нормаль- условиях. Максимальная концентрация озона здесь 8 частей на миллион частей других газов.

Используемая литература

1. 130 000 рефератов и курсовых (диск). 2. Основы экологии 10(11) класс. Н.М Чернова, В.М Галушин, В.М. Константинов. Дрофа 2005.

20

Высота, км

Давление, мбар

80 60

40