Аэрозольное загрязнение атмосферы.

Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозольное загрязнение атмосферы.

Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки.

Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения (20, с. 87).

Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.

Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава.

Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже – оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. (см. Приложение 2).

Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях (5, с. 54).

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы – искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.

Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (1250 – 1300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 12 тыс. куб. м условного оксида углерода и более 1150 тонн пыли (11, с. 74).

Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.

Основные технологические процессы этих производств – измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды – насыщенные и ненасыщенные, включающие от 11 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией (4, с. 53).

В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц.

1.3 Фотохимический туман (смог)

При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.

Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует движению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх.

В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее не известного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения.

В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами (9, с. 98).

Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой.

При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота в диоксид.

Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона.

Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты.

Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги – нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки.

По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Источник: https://cyberpedia.su/14x76bf.html

Что такое аэрозольное загрязнение и как оно влияет на экологию?

Аэрозольное загрязнение атмосферы.

Влияние антропогенных аэрозолей на состояние окружающей среды изучено не до конца. Они различаются по структуре и свойствам, из-за чего нельзя точно оценить масштаб их вредного воздействия. Их содержание в атмосфере Земли растет с каждым годом.

Аэрозоли и их виды в атмосфере

Аэрозоли – это мельчайшие частицы вещества в твердом или жидком состоянии, распространенные в газообразной (дисперсной) среде. Их размеры – 2-10⁻⁷ мм. Твердые молекулы аэрозолей образуют дым или пыль, а жидкие – туман. Мелкие частицы создаются при разрушении твердых или жидких тел: распылении, дроблении, горении, а после – попадают в атмосферу.

Двухфазные аэрозоли состоят из концентрата (выталкиваемые пары) и пропеллента, а трехфазные – только из концентрата.

Физические и химические свойства аэрозолей

Аэрозоли невязки, пробег их молекул в 4-7 раз превышает собственный размер.

Внутри частиц аэрозолей в атмосфере наблюдается броуновское движение – хаотичное движение молекул и частиц, вызываемое повышением окружающей температуры.

Атомы заряжены ионами, но из-за разреженности в газовой среде заряд может меняться от положительного к отрицательному. Агрегатное состояние аэрозолей постоянно подвергается изменению из-за броуновского движения внутри.

Источники аэрозольного загрязнения

Извержения вулканов, торнадо, почвенная эрозия вызывают естественное аэрозольное загрязнение. Эти явления составляют 70-80% всех аэрозольных выбросов на планете. Их воздействие нельзя назвать отрицательным, так как большинство выбрасываемых частиц неопасны, не приносят вреда атмосфере.

Антропогенные (искусственные) отходы – это не основной источник аэрозольных загрязнений, но их воздействие на среду серьезнее. Тепловые электростанции, угольные, металлургические, цементные предприятия представляют наибольшую опасность. Выбрасываемые ими частицы – это оксиды магния, марганца, цинка, углерод, кремний. При попадании в стратосферу эти вещества разрушают озоновый слой.

На заводах по производству строительных материалов – цемента, асбеста – при шлифовке, измельчении, химической обработке выделяется пыль и прочие вредные частицы, провоцирующие аэрозольные загрязнения.

Пыль косвенно влияет на климат: она блокирует прохождение солнечных лучей и участвует в формировании облаков, выступая ядрами конденсата.

Источник антропогенного аэрозольного загрязнения – добыча минеральных ресурсов и полезных ископаемых. Во время работы в шахтах и горнодобывающих бассейнах выделяются ядовитые газы и пыль, которая оседает в верхних слоях атмосферы.

Причина этого губительного воздействия — применение в промышленной деятельности взрывных устройств, после действия которых выбрасывается до 3 тыс. куб. м углерода и 200 тыс. куб. м пыли.

Аэрозольное загрязнение атмосферы создают и отходы от самолетов и других воздушных судов.

Автомагистрали с некачественным покрытием имеют свойство испарять в атмосферу вредные ацетальдегид и акролеин. Токсичные вещества выбрасываются из-за высокой напряженности на дорогах и несоответствия придорожных территорий правилам градостроительства и обустройства.

Список химических элементов, которые приносят вред нижними и верхним слоям атмосферы Земли:

  • ароматические углеводороды — арены;
  • соли, образованные на основе кислот (сульфиты, нитриты, карбонаты);
  • оксиды металлов;
  • асбест.

Эти вещества появляются в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих и обогатительных заводах.

Негативное воздействие на естественную среду

Антропогенные выбросы аэрозолей существенно изменяют природу и климат на территориях, где большая концентрация промышленных заводов и предприятий.

Аэрозольные частицы в воздухе активно формируют облака, из-за чего влажность и количество осадков в одних регионах повышается, а в других снижается. Это приводит к заболачиванию территорий или засухе.

Оба последствия отрицательны для развития промышленности.

Учеными из американского университета штата Мериленд было установлено, что в промышленных районах концентрация грозовых и дождевых облаков в 2 раза превышает норму. Здесь портится погода, ухудшаются климат и условия проживания людей. По мнению ученых, нужно ставить под жесткий контроль работу заводов и ограничить выбросы серы, углеводорода и азота в атмосферу.

Отражение загрязнения на здоровье человека

Аэрозольное загрязнение в основном распространено вокруг больших промышленных центров. В этих районах заметно наблюдается изменение климатической ситуации. Зимой в воздухе часто сгущается туман, значительно увеличивается влажность. Эти факторы отрицательно влияют на здоровье людей.

Одна из важных причин ухудшения физического состояния человека – загрязнение воздуха.

Ядовитые частицы, содержащиеся в атмосфере, с кислородом попадают в организм и блокируют работу легких. Из-за этого формируются патологии, передающиеся по наследству, вследствие чего ухудшается здоровье нации.

Особенно пагубно влияет загрязненная аэрозолями атмосфера на состояние беременных женщин, так как уже на ранних стадиях онтогенеза у младенца появляются токсические отравления.

В перинатальном периоде плацента подвержена воздействию внешних факторов: в нее могут попасть до 600 видов вредных химических веществ, если они оказываются в организме матери. Они нарушают здоровье будущего ребенка, химизируют внутреннюю среду эмбриона.

Аэрозольное загрязнение атмосферы способно вызвать преждевременные роды, развить у ребенка гипотрофию, значительно снизить или увеличить вес младенца. Эти признаки были выявлены экспериментально у детенышей животных.

Пагубное воздействие на здоровье детей до 1 года оказывает концентрация диоксида азота. Это вещество нарушает работу органов дыхания (легких, бронхов, трахеи), вызывает сердечно-сосудистые заболевания.

Загрязнение атмосферы частицами аэрозолей вызывает болезни у взрослых и детей:

  1. Психические расстройства — инсомния, гиперсомния, болезнь Альцгеймера, личностные расстройства.
  2. Нарушения в пищеварительной системе — дизентерия, сальмонеллез, холера.
  3. Кожные заболевания — дерматиты, раны, шелушение, сухость кожи.
  4. Патология в функционировании миндалин и аденоидов.
  5. Близорукость, дальнозоркость.
  6. Аэрогенное загрязнение вызывает аллергическую реакцию у 40 % населения. Она проявляется в повышении температуры тела, забитости носовых пазух, покраснении кожи, слезоточивости.

Канцерогены металлов — никеля, хрома, кадмия — способны вызвать рак легких, спровоцировать образование злокачественных опухолей на коже, развитие патологий кровеносной и лимфатической системы.

Антропогенные факторы оказывают заметное влияние на состояние нижних и верхних слоев атмосферы. Увеличивается концентрация сульфатов и нитратов, которые приводят к ухудшению здоровья целых наций, развитию патологий и экологическим катастрофам. Распространение аэрозолей, производимых людьми, должно быть сокращено в значительной степени, чтобы предупредить будущие проблемы человечества.

Источник: https://musorish.ru/aerozolnoe-zagryaznenie-atmosfery/

Book for ucheba
Добавить комментарий