Тема 9. Атмосферный воздух – природный ресурс

Изучая эту тему студенту, необходимо вспомнить строение атмосферы, химический состав атмосферного воздуха, роль каждого элемента в функционировании биосферы и жизнедеятельности человека. Следует изучить основные загрязнители атмосферного воздуха, их классификацию, влияние загрязнений на природный комплекс и здоровье человека, мероприятия по снижению загрязнений. Необходимо обратить внимание на последствия загрязнений: парниковый эффект, озоновые дыры, кислотные дожди, смог.

Базовые знания

На долю автотранспорта в ряде регионов приходится свыше 50% общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе в Пензенской области— 70%, в Санкт-Петербурге — 71%, в Воронежской области — 77%, в Краснодарском крае — 87%, в Москве — 88%.

Загрязнение воздуха подвижными источниками транспорта.Загрязнение происходит в результате сжигания топлива. Химический состав выбросов зависит от вида и качества топлива, технологии производства, способа сжигания в двигателе и его технического состояния. Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и "холостой ход" двигателя, когда в атмосферу выбрасываются загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс на нагрузочных режимах. Отработавшие газы ДВС содержат около 200 компонентов. Период их существования длится от нескольких минут до 4 -5 лет. По химиче­скому составу и свойствам, а также характеру воздействия на организм человека их объединяют в группы.

Первая группа. В нее входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород, водяной пар, углекислый газ и другие естественные компонен­ты атмосферного воздуха. В этой группе заслуживает внимания угле­кислый газ (СО₂), содержание которого в отработавших газах в настоя­щее время не нормируется, однако, вопрос об этом ставится в связи с особой ролью СО₂ в "парниковом эффекте".

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. Оно обусловлено его способностью вступать в реакцию с гемоглобином крови, приводя к образованию карбоксигемоглобина, который не связывает кислород. При очень больших дозах угарного газа (свыше 1 %) наступают потеря сознания и смерть.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом N0 -оксид азота и N0₂ - диоксид азота. Он тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств. При контакте диоксида азота с влажной поверхностью (слизистые оболочки глаз, носа, бронхов) обра­зуются азотная и азотистая кислоты, раздражающие слизистые оболочки и поражающие альвеолярную ткань легких. При высоких концентрациях оксидов азота (0,004 - 0,008 %) возникают астматические проявления и отек легких.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа С_хН_у. В отработавших газах углеводородов всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе,

Углеводороды токсичны и оказывают неблагоприятное воздействие насердечно-сосудистую систему человека и канцерогенны. Канцерогены - это вещества, способствующие возникновению и развитию злокачественных новообразований.

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты - фотооксиданты, являющиеся основой "смога" (от англ. smoke - дым и fog - туман). Главным токсичным компонентом смога является озон.

Пятая группа. Ее составляют альдегиды, в основном формальдегид, акролеин и уксусный альдегид. Они раздражает слизистые оболочки человека, дыхательные пути, поражает центральную нервную систему.

Шестая группа. В нее выделяют сажу и другие дисперсные частицы. Сажа не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути. Создавая дымный шлейф за транспортным средством, сажа ухудшает видимость на дорогах.

Седьмая группа. Представляет собой сернистые соединения - такие неорганические газы, как сернистый ангидрид, сероводород, которые появляются в составе отработавших газов двигателей, если используется топливо с повышенным содержанием серы. Наличие серы усиливает токсич­ность отработавших газов дизелей и является причиной появления в них вредных сернистых соединений. Оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки горла, носа, глаз человека, могут привести к нарушению угле­водного и белкового обмена и угнетению окислительных процессов, при высокой концентрации (свыше 0,01 %) - к отравлению организма.

Восьмая группа. Компоненты этой группы - свинец и его соедине­ния - встречаются в отработавших газах карбюраторных автомобилей только при использовании этилированного бензина, имеющего в своем составе присадку, повышающую октановое число. Вместе с отработавшими газами свинец выбра­сывается в окружающее пространство и оседает вблизи дорог. В придорожном пространстве примерно 50 % выбросов свинца в виде микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности.

Таблица 5. Изменения в атмосфере под воздействием примесей антропогенного происхождения

	Основные примеси в атмосфере
	СО2	СН4	NOx	SO2	O3	фреоны
Парниковый эффект	+	+			+	+
Разрушение озонового слоя						+
Кислотные дожди			+	+
Фотохимический смог			+		+
Пониженная видимость			+	+
Ослабление самоочищающей способности			_	_

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные слои и свойства атмосферы.

2. Какова роль в биосфере кислорода, азота, углекислого газа, озона?

3. Перечислите основные источники загрязнения атмосферного воздуха в глобальном масштабе.

4. Каковы основные источники загрязнения атмосферного воздуха?

4. Какова доля влияния автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы в мире, в нашей стране, в нашем регионе?

5. Перечислите предприятия, вносящие вклад в химическое загрязнение окружающей среды.

6. Какие виды опасностей проявляются при транспортных операциях с опасными грузами?

7. Для чего необходимо учитывать химические свойства загрязняющих веществ?

8. Назовите основные задачи труб промышленного предприятия.

9. Каким законам подчиняется распространение в атмосфере выбрасываемых из труб и вентиляционных устройств промышленных выбросов?

10. Что оказывает влияние на процесс рассеивания выбросов в атмосфере?

11. Для какого слоя атмосферы производится расчет рассеивания загрязняющих веществ?

12. В чем заключается роль санитарно-защитных зон в системе охраны здоровья человека?

13. Правила обустройства санитарно-защитной зоны.

14. Какова роль зеленых растений в системе охраны атмосферного воздуха?

15. В чем сущность «парникового эффекта»?

16. Почему возникают «озоновые дыры»? Какие химические соединения разрушают озон? Мероприятия по защите озонового слоя.

17. Почему возникают кислотные дожди и в чем проявляется их вредоносное значение?

18. Как образуется смог и какие виды смога Вы знаете?

19.Почему до сих пор не перешли на использование водорода, солнечной энергии в автомобильном транспорте?