تأثير المؤسسات الصناعية على الغلاف الجوي تلوث الغلاف الجوي. الشوائب مشكلة بيئية عالمية. الصناعات الملوثة للجو
التغيير في تكوين الغاز في الغلاف الجوي هو نتيجة مزيج من الظواهر الطبيعية في الطبيعة والأنشطة البشرية. لكن أي من هذه العمليات يسود في الوقت الحاضر؟ من أجل معرفة ذلك ، نوضح أولاً ما يلوث الهواء. خضع تكوينها الثابت نسبيًا لتقلبات كبيرة خلال السنوات الأخيرة. دعونا نلقي نظرة على المشاكل الرئيسية للتحكم في الانبعاثات ونظافة الهواء باستخدام مثال هذا العمل في المدن.
هل يتغير تكوين الغلاف الجوي؟
الوقوف بجانب كومة قمامة مشتعلة هو نفسه في الشارع الأكثر تعرضًا للغاز في المدينة. يكمن خطر أول أكسيد الكربون في أنه يربط الهيموجلوبين بالدم. لم يعد الكربوكسي هيموغلوبين الناتج قادرًا على توصيل الأكسجين إلى الخلايا. المواد الأخرى التي تلوث الهواء الجوي يمكن أن تسبب اضطراب في القصبات الهوائية والرئتين ، والتسمم ، وتفاقم الأمراض المزمنة. على سبيل المثال ، عندما يتم استنشاق أول أكسيد الكربون ، يعمل القلب بحمل متزايد ، حيث لا يتم توفير كمية كافية من الأكسجين للأنسجة. في هذه الحالة ، قد تتفاقم أمراض القلب والأوعية الدموية. الخطر الأكبر هو الجمع بين أول أكسيد الكربون والملوثات في الانبعاثات الصناعية والنقل.
معايير تركيز الملوثات
تأتي الانبعاثات الضارة من مصانع معالجة المعادن والفحم والنفط والغاز ومنشآت الطاقة وصناعات البناء والمرافق. التلوث الإشعاعي من انفجارات تشيرنوبيل محطة للطاقة النوويةومحطات الطاقة النووية في اليابان انتشرت في نطاق عالمي. هناك زيادة في محتوى أكاسيد الكربون والكبريت والنيتروجين والفريونات والانبعاثات المشعة والخطرة الأخرى في أجزاء مختلفة من كوكبنا. في بعض الأحيان توجد السموم بعيدًا عن المكان الذي توجد فيه الشركات التي تلوث الهواء. إن الوضع الذي نشأ هو مشكلة مقلقة ويصعب حلها عالميًا للبشرية.
في عام 1973 ، اقترحت اللجنة المختصة في منظمة الصحة العالمية (WHO) معايير لتقييم جودة الهواء الجوي في المدن. وجد الخبراء أن حالة صحة الإنسان تتراوح ما بين 15-20٪ تعتمد على الظروف البيئية. بناءً على العديد من الدراسات في القرن العشرين ، تم تحديد المستويات المقبولة من الملوثات الرئيسية غير الضارة بالسكان. على سبيل المثال ، يجب أن يكون متوسط التركيز السنوي للجسيمات العالقة في الهواء 40 ميكروغرام / م 3. يجب ألا يزيد محتوى أكاسيد الكبريت عن 60 ميكروجرام / م 3 سنويًا. بالنسبة لأول أكسيد الكربون ، فإن المقابل متوسط- 10 مجم / م 3 لمدة 8 ساعات.
ما هي التركيزات القصوى المسموح بها (MAC)؟
وافق مرسوم كبير الأطباء الصحيين للدولة في الاتحاد الروسي على المعيار الصحي لمحتوى ما يقرب من 600 مركب ضار في جو المستوطنات. الملوثات في الهواء ، والتي يشير الامتثال لها إلى عدم وجود آثار ضارة على الناس والظروف الصحية. تحدد المواصفة القياسية فئات الخطر للمركبات ، وحجم محتواها في الهواء (مجم / م 3). يتم تحديث هذه المؤشرات عندما تتوافر بيانات جديدة عن سمية كل مادة على حدة. لكن هذا ليس كل شيء. تحتوي الوثيقة على قائمة من 38 مادة تم فرض حظر على إطلاقها بسبب نشاطها البيولوجي المرتفع.
كيف يتم تنفيذ سيطرة الدولة في مجال حماية الهواء الجوي؟
تؤدي التغييرات البشرية في تكوين الهواء إلى عواقب سلبية على الاقتصاد وتدهور الصحة وتقصير متوسط العمر المتوقع للناس. إن مشاكل زيادة دخول المركبات الضارة إلى الغلاف الجوي هي مصدر قلق لكل من الحكومات وسلطات الولايات والبلديات والجمهور والناس العاديين.
تنص تشريعات العديد من البلدان على ما قبل البدء في البناء وإعادة الإعمار وتحديث جميع المرافق الاقتصادية تقريبًا. يتم تقنين الملوثات في الهواء ، ويجري اتخاذ تدابير لحماية الغلاف الجوي. تتم معالجة قضايا تقليل العبء البشري المنشأ على البيئة ، وتقليل انبعاثات وتصريف الملوثات. تبنت روسيا قوانين فيدرالية بشأن الحماية بيئةوالهواء الجوي والقوانين التشريعية والتنظيمية الأخرى التي تنظم الأنشطة في المجال البيئي. يتم تنفيذ الرقابة البيئية للدولة ، والملوثات محدودة ، ويتم تنظيم الانبعاثات.
ما هو PVD؟
يجب على الشركات التي تلوث الهواء إجراء جرد لمصادر المركبات الضارة التي تدخل الهواء. عادة ، يجد هذا العمل استمراره المنطقي عند تحديد الحاجة للحصول على هذا المستند مرتبط بتنظيم الحمل التكنولوجي على الهواء الجوي. بناءً على المعلومات الواردة في MPE ، تتلقى الشركة تصريحًا لإطلاق الملوثات في الغلاف الجوي. تُستخدم البيانات المتعلقة بالانبعاثات التنظيمية لحساب المدفوعات مقابل التأثير البيئي السلبي.
إذا لم يكن هناك حجم MPE وتصريح ، فبالنسبة للانبعاثات من مصادر التلوث الواقعة على أراضي منشأة صناعية أو صناعة أخرى ، تدفع الشركات 2 ، 5 ، 10 أضعاف. تقنين الملوثات في الهواء يؤدي إلى تقليل التأثير السلبي على الغلاف الجوي. هناك حافز اقتصادي لاتخاذ تدابير لحماية الطبيعة من دخول المركبات الأجنبية إليها.
تتراكم رسوم التلوث من الشركات المحلية و السلطات الاتحاديةالسلطات في الصناديق البيئية التي تم إنشاؤها خصيصًا للميزانية. تنفق الموارد المالية على الأنشطة البيئية.
كيف يتم تنظيف الهواء وحمايته في المنشآت الصناعية وغيرها؟
يتم تنقية الهواء الملوث طرق مختلفة. يتم تثبيت المرشحات على أنابيب بيوت الغلايات ومؤسسات المعالجة ، وهناك منشآت محاصرة للغبار والغاز. من خلال استخدام التحلل الحراري والأكسدة ، يتم تحويل بعض المواد السامة إلى مركبات غير ضارة. يتم التقاط الغازات الضارة في الانبعاثات من خلال طرق التكثيف ، وتستخدم المواد الماصة لامتصاص الشوائب ، ومحفزات للتنقية.
ترتبط آفاق الأنشطة في مجال حماية الهواء بالعمل على الحد من إطلاق الملوثات في الغلاف الجوي. من الضروري تطوير التحكم المختبري للانبعاثات الضارة في المدن ، على الطرق السريعة المزدحمة. يجب أن يستمر العمل في إدخال أنظمة حجز الجسيمات الصلبة من المخاليط الغازية في المؤسسات. تبحث عن رخيصة الأجهزة الحديثةلتنقية الانبعاثات من الهباء الجوي والغازات السامة. في مجال سيطرة الدولة ، يلزم زيادة عدد الوظائف لفحص وتعديل سمية غازات عوادم السيارات. يجب تحويل مؤسسات صناعة الطاقة والسيارات إلى أنواع أقل ضررًا ، من وجهة نظر البيئة ، أنواع الوقود (على سبيل المثال ، غاز طبيعيوالوقود الحيوي). عندما يتم حرقها ، يتم إطلاق كميات أقل من الملوثات الصلبة والسائلة.
ما الدور الذي تلعبه المساحات الخضراء في تنقية الهواء؟
من الصعب المبالغة في تقدير مساهمة النباتات في تجديد احتياطيات الأكسجين على الأرض ، لالتقاط التلوث. يطلق على الغابات اسم "الذهب الأخضر" ، "رئتا الكوكب" لقدرة الأوراق على التمثيل الضوئي. تتكون هذه العملية من امتصاص ثاني أكسيد الكربون والماء ، وتكوين الأكسجين والنشا في الضوء. تطلق النباتات مبيدات نباتية في الهواء - وهي مواد لها تأثير ضار على الميكروبات المسببة للأمراض.
تعد زيادة مساحة المساحات الخضراء في المدن من أهم الإجراءات البيئية. تزرع الأشجار والشجيرات والأعشاب والزهور في باحات المنازل والمتنزهات والساحات وعلى طول الطرق. تنسيق أراضي المدارس والمستشفيات والمنشآت الصناعية.
لقد وجد العلماء أن النباتات مثل الحور والزيزفون وعباد الشمس تمتص الغبار والمواد الغازية الضارة من انبعاثات الشركات وعوادم النقل أفضل من ذلك كله. تنتج المزارع الصنوبرية معظم مبيدات النبات. الهواء في غابات الصنوبر والتنوب والعرعر نظيف للغاية وشفاء.
هناك نوعان من المصادر الرئيسية لتلوث الهواء: طبيعي وبشري.
المصدر الطبيعي هو البراكين والعواصف الترابية والتجوية وحرائق الغابات وعمليات تحلل النباتات والحيوانات.
بشرية المنشأ ، وتنقسم بشكل أساسي إلى ثلاثة مصادر رئيسية لتلوث الهواء: الصناعة ، والغلايات المنزلية ، والنقل. تختلف حصة كل من هذه المصادر في إجمالي تلوث الهواء بشكل كبير من مكان إلى آخر.
من المقبول عمومًا الآن أن الإنتاج الصناعي يلوث الهواء أكثر من غيره. مصادر التلوث هي محطات الطاقة الحرارية ، التي تنبعث ، مع الدخان ، ثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون في الهواء ؛ المؤسسات المعدنية ، وخاصة المعادن غير الحديدية ، التي تنبعث منها أكاسيد النيتروجين ، وكبريتيد الهيدروجين ، والكلور ، والفلور ، والأمونيا ، ومركبات الفوسفور ، وجزيئات ومركبات الزئبق والزرنيخ في الهواء ؛ مصانع الكيماويات والاسمنت. تدخل الغازات الضارة إلى الهواء نتيجة احتراق الوقود للاحتياجات الصناعية والتدفئة المنزلية والنقل والاحتراق ومعالجة النفايات المنزلية والصناعية.
وفقًا للعلماء (1990) ، كل عام في العالم نتيجة للأنشطة البشرية ، 25.5 مليار طن من أكاسيد الكربون ، 190 مليون طن من أكاسيد الكبريت ، 65 مليون طن من أكاسيد النيتروجين ، 1.4 مليون طن من أكاسيد النيتروجين تدخل الغلاف الجوي. مركبات الكربون الكلورية فلورية (الفريونات) ، ومركبات الرصاص العضوية ، والهيدروكربونات ، بما في ذلك المواد المسببة للسرطان (المسببة للسرطان) حماية الغلاف الجوي من التلوث الصناعي. / إد. إس كالفيرت وجي إنجلوند. - م: "علم المعادن" ، 1991. ، ص. 7 ..
تدخل الملوثات الجوية الأكثر شيوعًا بشكل أساسي في شكلين: إما في شكل جزيئات معلقة (الهباء الجوي) أو في شكل غازات. بالكتلة ، حصة الأسد - 80-90 بالمائة - من جميع الانبعاثات في الغلاف الجوي بسبب الأنشطة البشرية هي انبعاثات غازية. هناك ثلاثة مصادر رئيسية للتلوث الغازي: احتراق المواد القابلة للاحتراق ، عمليات الإنتاج الصناعي والمصادر الطبيعية.
النظر في الشوائب الضارة الرئيسية من أصل الإنسان Grushko Ya.M. المركبات العضوية الضارة في الانبعاثات الصناعية في الغلاف الجوي. - لينينغراد: "كيمياء" ، 1991. ، ص. 15-27 ..
- - أول أكسيد الكربون. يتم الحصول عليها عن طريق الاحتراق غير الكامل للمواد الكربونية. يدخل الهواء نتيجة حرق النفايات الصلبة ، مع غازات العادم والانبعاثات من المؤسسات الصناعية. ما لا يقل عن 1250 مليون طن من هذا الغاز يدخل الغلاف الجوي كل عام.أول أكسيد الكربون هو مركب يتفاعل بنشاط مع الأجزاء المكونة للغلاف الجوي ويساهم في زيادة درجة الحرارة على الكوكب وخلق ظاهرة الاحتباس الحراري.
- - ثاني أكسيد الكبريت. ينبعث أثناء احتراق الوقود المحتوي على الكبريت أو معالجة خامات الكبريت (حتى 170 مليون طن في السنة). يتم إطلاق جزء من مركبات الكبريت أثناء احتراق المخلفات العضوية في مقالب التعدين. في الولايات المتحدة وحدها ، بلغ إجمالي كمية ثاني أكسيد الكبريت المنبعثة في الغلاف الجوي 65٪ من الانبعاثات العالمية.
- - أنهيدريد الكبريت. يتشكل أثناء أكسدة ثاني أكسيد الكبريت. المنتج النهائي للتفاعل هو الهباء الجوي أو محلول حامض الكبريتيك في مياه الأمطار ، مما يؤدي إلى حموضة التربة ويزيد من تفاقم أمراض الجهاز التنفسي لدى الإنسان. ترسيب الهباء الجوي من حامض الكبريتيك من مشاعل الدخانلوحظت المؤسسات الكيميائية في الغطاء السحابي المنخفض والرطوبة العالية للهواء. تنمو ريش أوراق النباتات على مسافة أقل من 11 كم. من هذه المؤسسات ، عادة ما تكون منقطة بكثافة مع بقع نخرية صغيرة تتشكل في الأماكن التي استقرت فيها قطرات حامض الكبريتيك. تنبعث شركات استخلاص المعادن الحرارية من المعادن غير الحديدية والفلزية ، وكذلك محطات الطاقة الحرارية سنويًا عشرات الملايين من الأطنان من أنهيدريد الكبريت في الغلاف الجوي.
- - كبريتيد الهيدروجين وثاني كبريتيد الكربون. تدخل الغلاف الجوي بشكل منفصل أو مع مركبات الكبريت الأخرى. المصادر الرئيسية للانبعاثات هي شركات تصنيع الألياف الاصطناعية والسكر وفحم الكوك ومصافي النفط وحقول النفط. في الغلاف الجوي ، عند التفاعل مع الملوثات الأخرى ، فإنها تخضع لأكسدة بطيئة إلى أنهيدريد الكبريتيك.
- - أكاسيد النيتروجين. المصادر الرئيسية للانبعاثات هي الشركات المنتجة الأسمدة النيتروجينية، حامض النيتريك والنترات ، أصباغ الأنيلين ، مركبات النيترو ، حرير الفسكوز ، السليلويد. كمية أكاسيد النيتروجين التي تدخل الغلاف الجوي هي 20 مليون طن في السنة.
- - مركبات الفلور. مصادر التلوث هي الشركات المنتجة للألمنيوم والمينا والزجاج والسيراميك والصلب والأسمدة الفوسفاتية. تدخل المواد المحتوية على الفلور الغلاف الجوي في شكل مركبات غازية - فلوريد الهيدروجين أو غبار الصوديوم وفلوريد الكالسيوم. تتميز المركبات بتأثير سام. مشتقات الفلور هي مبيدات حشرية قوية.
- - مركبات الكلور. يدخلون الغلاف الجوي من الشركات الكيميائية التي تنتج حمض الهيدروكلوريك ، ومبيدات الآفات المحتوية على الكلور ، والأصباغ العضوية ، والكحول المائي ، والتبييض ، والصودا. في الغلاف الجوي ، توجد كمزيج من جزيئات الكلور وأبخرة حمض الهيدروكلوريك. يتم تحديد سمية الكلور حسب نوع المركبات وتركيزها. في صناعة المعادن ، أثناء صهر الحديد الخام ومعالجته إلى الفولاذ ، يتم إطلاق العديد من المعادن الثقيلة والغازات السامة في الغلاف الجوي. لذلك ، من حيث 1 طن من الحديد الزهر ، بالإضافة إلى 12.7 كجم. ثاني أكسيد الكبريت و 14.5 كيلو جرام من جزيئات الغبار والتي تحدد كمية مركبات الزرنيخ والفوسفور والأنتيمون والرصاص وبخار الزئبق والمعادن النادرة ومواد القطران وسيانيد الهيدروجين.
بالإضافة إلى الملوثات الغازية ، تدخل كمية كبيرة من الجسيمات إلى الغلاف الجوي. هذه هي الغبار والسخام والسخام. يشكل تلوث البيئة الطبيعية بالمعادن الثقيلة خطرا كبيرا. أصبح الرصاص والكادميوم والزئبق والنحاس والنيكل والزنك والكروم والفاناديوم مكونات ثابتة تقريبًا للهواء في المراكز الصناعية.
الهباء الجوي عبارة عن جزيئات صلبة أو سائلة معلقة في الهواء. تعتبر المكونات الصلبة للهباء الجوي في بعض الحالات خطيرة بشكل خاص على الكائنات الحية ، وتسببها في البشر أمراض معينة. في الغلاف الجوي ، يُنظر إلى تلوث الهباء الجوي على شكل دخان أو ضباب أو ضباب أو ضباب. يتكون جزء كبير من الهباء الجوي في الغلاف الجوي عندما تتفاعل الجسيمات الصلبة والسائلة مع بعضها البعض أو مع بخار الماء. متوسط الحجمجزيئات الهباء الجوي 1-5 ميكرون. يدخل حوالي 1 متر مكعب من الغلاف الجوي للأرض كل عام. كيلومترات من جزيئات الغبار ذات المنشأ الاصطناعي. يتم أيضًا تكوين عدد كبير من جزيئات الغبار أثناء أنشطة الإنتاج للأشخاص. ترد معلومات عن بعض مصادر الغبار من صنع الإنسان في الملحق 3.
المصادر الرئيسية لتلوث الهواء الهباء الاصطناعي هي محطات الطاقة الحرارية ،التي تستهلك الفحم عالي الرماد ومصانع التخصيب والمصانع المعدنية والأسمنت والمغنسيت وأسود الكربون. تتميز جزيئات الهباء الجوي من هذه المصادر بمجموعة متنوعة من التركيب الكيميائي. في أغلب الأحيان ، توجد مركبات السيليكون والكالسيوم والكربون في تركيبها ، وفي كثير من الأحيان - أكاسيد المعادن: الحديد والمغنيسيوم والمنغنيز والزنك والنحاس والنيكل والرصاص والأنتيمون والبزموت والسيلينيوم والزرنيخ والبريليوم والكادميوم والكروم والكوبالت والموليبدينوم والأسبستوس.
المصادر الدائمة لتلوث الهباء الجوي هي المقالب الصناعية - أكوام اصطناعية من المواد المعاد ترسيبها ، بشكل أساسي فوق الأعباء ، تتشكل أثناء التعدين أو من النفايات الناتجة عن الصناعات التحويلية ومحطات الطاقة الحرارية.
مصدر الغبار والغازات السامة هو التفجير الجماعي. لذلك ، نتيجة انفجار واحد متوسط الحجم (250-300 طن من المتفجرات) ، يتم إطلاق حوالي ألفي متر مكعب في الغلاف الجوي. م من أول أكسيد الكربون المشروط وأكثر من 150 طنا من الغبار.
يعد إنتاج الأسمنت ومواد البناء الأخرى أيضًا مصدرًا لتلوث الهواء بالغبار. العمليات التكنولوجية الرئيسية لهذه الصناعات هي طحن و المعالجة الكيميائيةدائمًا ما تكون المنتجات شبه المصنعة والمنتجات التي يتم الحصول عليها في تيارات الغاز الساخن مصحوبة بانبعاثات الغبار والمواد الضارة الأخرى في الغلاف الجوي.
ملوثات الهواء الرئيسية اليوم هي أول أكسيد الكربون و ثاني أكسيد الكبريت(الملحق 2).
لكن ، بالطبع ، يجب ألا ننسى الفريونات أو مركبات الكربون الكلورية فلورية. يعتبرها معظم العلماء سببًا لتشكيل ما يسمى بثقوب الأوزون في الغلاف الجوي. تستخدم الفريونات على نطاق واسع في الإنتاج وفي الحياة اليومية كمبردات وعوامل رغوة ومذيبات وكذلك في عبوات الأيروسول. وبالتحديد ، مع انخفاض محتوى الأوزون في الغلاف الجوي العلوي ، يعزو الأطباء زيادة في عدد سرطانات الجلد. من المعروف أن الأوزون الجوي يتكون نتيجة تفاعلات كيميائية ضوئية معقدة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس. على الرغم من صغر محتواها ، إلا أن أهميتها بالنسبة للمحيط الحيوي هائلة. امتصاص الأوزون الأشعة فوق البنفسجيةيحمي كل أشكال الحياة على الأرض من الموت. دخول الفريونات إلى الغلاف الجوي ، تحت تأثير الإشعاع الشمسي ، تتحلل إلى عدد من المركبات ، منها أكسيد الكلور الذي يدمر الأوزون بشكل مكثف.
مفهوم "موارد الغلاف الجوي"
الهواء الجوي كمورد.الهواء الجوي هو مزيج طبيعي من غازات الطبقة السطحية للغلاف الجوي خارج المباني السكنية والصناعية وغيرها ، والتي تطورت أثناء تطور كوكبنا. إنها واحدة من العناصر الحيوية الرئيسية عناصر مهمةطبيعة.
يؤدي هواء الغلاف الجوي عددًا من الوظائف البيئية المعقدة ، وهي:
1) ينظم النظام الحراري للأرض ، ويعزز إعادة توزيع الحرارة في جميع أنحاء العالم ؛
2) بمثابة مصدر لا غنى عنه للأكسجين الضروري لوجود جميع أشكال الحياة على الأرض. عند وصف الأهمية الخاصة للهواء في حياة الإنسان ، يتم التأكيد على أن الإنسان يمكن أن يعيش بدون هواء لبضع دقائق فقط ؛
3) هو موصل للطاقة الشمسية ، ويعمل كحماية ضد الإشعاع الكوني الضار ، ويشكل أساس الظروف المناخية والظروف الجوية على الأرض ؛
4) يتم استغلاله بشكل مكثف كوسيلة نقل ؛
5) ينقذ كل شيء يعيش على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية والأشعة الكونية المدمرة ؛
6) يحمي الأرض من مختلف الأجرام السماوية. الغالبية العظمى من النيازك لا تتجاوز حجم حبة البازلاء. بسرعة كبيرة (من 11 إلى 64 كم / ثانية) ، فإنها تصطدم بالغلاف الجوي للكوكب تحت تأثير جاذبية الأرض ، وتسخن بسبب الاحتكاك مع الهواء ، وعلى ارتفاع حوالي 60-70 كم تحترق في الغالب خارج؛
7) يحدد نظام الضوء للأرض ، فواصل أشعة الشمسإلى ملايين الأشعة الصغيرة ، ينثرها ويخلق تلك الإضاءة الموحدة التي اعتاد عليها الشخص ؛
8) هو الوسط الذي تنتشر فيه الأصوات. بدون هواء سيسود الصمت على الأرض.
9) لديه القدرة على التنقية الذاتية. يحدث عندما يتم غسل الهباء الجوي من الغلاف الجوي عن طريق الترسيب ، والخلط المضطرب في طبقة الهواء السطحية ، وترسب المواد الملوثة على سطح الأرض.
يحتوي الهواء الجوي والغلاف الجوي ككل على العديد من الخصائص البيئية والمفيدة اجتماعياً. على سبيل المثال ، يستخدم الهواء الجوي على نطاق واسع كمورد طبيعي في الاقتصاد الوطني. يتم إنتاج الأسمدة النيتروجينية المعدنية وحمض النيتريك وأملاحه من النيتروجين الجوي. يستخدم الأرجون والنيتروجين في الصناعات المعدنية والكيميائية والبتروكيماوية (لعدد من العمليات التكنولوجية). يتم الحصول على الأكسجين والهيدروجين أيضًا من الهواء الجوي.
تلوث الهواء الجوي من قبل المؤسسات الصناعية
يُفهم التلوث في البيئة على أنه تغيير غير مواتٍ في البيئة ، والذي ينتج كليًا أو جزئيًا عن النشاط البشري ، ويغير بشكل مباشر أو غير مباشر توزيع الطاقة الواردة ، ومستويات الإشعاع ، والخصائص الفيزيائية والكيميائية للبيئة وظروف الوجود من الكائنات الحية. يمكن أن تؤثر هذه التغييرات على الشخص بشكل مباشر أو من خلال الماء والطعام. يمكن أن تؤثر أيضًا على الشخص ، وتؤدي إلى تدهور خصائص الأشياء التي يستخدمها ، وظروف الراحة والعمل.
بدأ تلوث الهواء المكثف في القرن التاسع عشر بسبب التطور السريع للصناعة ، التي بدأت في استخدام الفحم كوقود رئيسي ، و نمو سريعمدن. لطالما عُرف دور الفحم في تلوث الهواء في أوروبا. ومع ذلك ، في القرن التاسع عشر ، كان أرخص أنواع الوقود وأكثرها تكلفة في أوروبا الغربية ، بما في ذلك بريطانيا العظمى.
لكن الفحم ليس المصدر الوحيد لتلوث الهواء. الآن تنبعث كمية هائلة من المواد الضارة في الغلاف الجوي كل عام ، وعلى الرغم من الجهود الكبيرة المبذولة في العالم لتقليل درجة تلوث الغلاف الجوي ، فهي موجودة في البلدان الرأسمالية المتقدمة. في الوقت نفسه ، لاحظ الباحثون أنه إذا كان هناك الآن 10 أضعاف الشوائب الضارة في الغلاف الجوي فوق المحيط أكثر من المحيط ، فإن هناك 150 ضعفًا في المدينة.
التأثير على جو شركات التعدين الحديدية وغير الحديدية.تشبع شركات الصناعة المعدنية الغلاف الجوي بالغبار وثاني أكسيد الكبريت والغازات الضارة الأخرى المنبعثة خلال عمليات الإنتاج التكنولوجي المختلفة.
علم المعادن الحديدية ، إنتاج الحديد الزهر ومعالجته إلى الفولاذ ، يحدث بشكل طبيعي مع انبعاثات مصاحبة لمختلف الغازات الضارة في الغلاف الجوي.
يترافق تلوث الهواء بالغازات أثناء تكوين الفحم مع تحضير الشحنة وتحميلها في أفران فحم الكوك. يترافق التبريد الرطب أيضًا مع إطلاق المواد في الغلاف الجوي والتي تشكل جزءًا من الماء المستخدم.
أثناء إنتاج الألمنيوم المعدني عن طريق التحليل الكهربائي ، يتم إطلاق كمية كبيرة من المركبات الغازية والمتربة التي تحتوي على الفلور وعناصر أخرى في البيئة. عند صهر طن واحد من الفولاذ ، يدخل الغلاف الجوي 0.04 طن من الجسيمات الصلبة ، و 0.03 طن من أكاسيد الكبريت وما يصل إلى 0.05 طن من أول أكسيد الكربون. تصب مصانع التعدين غير الحديدية في الغلاف الجوي مركبات المنغنيز والرصاص والفوسفور والزرنيخ وبخار الزئبق ومخاليط غازات البخار المكونة من الفينول والفورمالديهايد والبنزين والأمونيا ومواد سامة أخرى. .
التأثير على جو مؤسسات صناعة البتروكيماويات.شركات تكرير النفط والصناعات البتروكيماوية لها أهمية كبيرة التأثير السلبيعلى حالة البيئة ، وقبل كل شيء ، على الهواء الجوي ، والذي يرجع إلى أنشطتها واحتراق منتجات تكرير النفط (المحركات ، ووقود الغلايات ، وغيرها من المنتجات).
من حيث تلوث الهواء ، يحتل تكرير النفط والبتروكيماويات المرتبة الرابعة بين الصناعات الأخرى. يتضمن تكوين منتجات احتراق الوقود ملوثات مثل أكاسيد النيتروجين والكبريت والكربون وأسود الكربون والهيدروكربونات وكبريتيد الهيدروجين.
أثناء معالجة أنظمة الهيدروكربون ، ينبعث أكثر من 1500 طن / سنة من المواد الضارة في الغلاف الجوي. ومن هذه المواد الهيدروكربونية - 78.8٪ ؛ أكاسيد الكبريت - 15.5٪ ؛ أكاسيد النيتروجين - 1.8٪ ؛ أكاسيد الكربون - 17.46٪ ؛ المواد الصلبة - 9.3٪. تمثل انبعاثات المواد الصلبة وثاني أكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين ما يصل إلى 98٪ من إجمالي الانبعاثات الصادرة عن المؤسسات الصناعية. كما يُظهر تحليل حالة الغلاف الجوي ، فإن انبعاثات هذه المواد في معظم المدن الصناعية هي التي تخلق خلفية متزايدة من التلوث.
أكثر الصناعات خطراً على البيئة هي الصناعات المرتبطة بتقطير أنظمة الهيدروكربون - النفط ومخلفات الزيت الثقيل ، وتنقية الزيوت باستخدام المواد العطرية ، وإنتاج عنصر الكبريت ، ومرافق المعالجة.
التأثير على جو المؤسسات الزراعية.يتم تلوث الهواء الجوي من قبل الشركات الزراعية بشكل أساسي من خلال انبعاثات الغازات والجسيمات الملوثة. وحدات التهويةتوفير الظروف المعيشية الطبيعية للحيوانات والبشر في منشآت الإنتاج لتربية المواشي والدواجن. يأتي التلوث الإضافي من الغلايات نتيجة معالجة وإطلاق منتجات احتراق الوقود في الغلاف الجوي ، وغازات العادم من معدات السيارات والجرارات ، والتبخر من صهاريج تخزين السماد ، وكذلك من انتشار السماد والأسمدة والمواد الكيميائية الأخرى. من المستحيل عدم مراعاة الغبار المتولد أثناء حصاد المحاصيل الحقلية وتحميل وتفريغ وتجفيف وإنهاء المنتجات الزراعية السائبة.
يقوم مجمع الوقود والطاقة (محطات الطاقة الحرارية ، ومحطات الطاقة والحرارة المشتركة ، ومحطات الغلايات) بإصدار الدخان في الهواء الجوي ، والذي يتشكل أثناء احتراق المواد الصلبة و الوقود السائل. تحتوي انبعاثات الهواء من منشآت حرق الوقود على منتجات الاحتراق الكامل - أكاسيد ورماد الكبريت ، ونواتج الاحتراق غير الكامل - بشكل أساسي أول أكسيد الكربون والسخام والهيدروكربونات. الحجم الإجمالي لجميع الانبعاثات كبير جدا. على سبيل المثال ، تنتج محطة طاقة حرارية تستهلك 50 ألف طن من الفحم تحتوي على ما يقرب من 1٪ من الكبريت كل شهر 33 طنًا من أنهيدريد الكبريتيك في الغلاف الجوي يوميًا ، والتي يمكن أن تتحول (في ظل ظروف جوية معينة) إلى 50 طنًا من حامض الكبريتيك. في يوم واحد ، تنتج محطة الطاقة هذه ما يصل إلى 230 طنًا من الرماد ، والتي يتم إطلاقها جزئيًا (حوالي 40-50 طنًا يوميًا) في البيئة داخل دائرة نصف قطرها تصل إلى 5 كم. لا تحتوي الانبعاثات الصادرة عن محطات الطاقة الحرارية التي تحرق الزيت تقريبًا على أي رماد ، ولكنها تنبعث منها ثلاثة أضعاف أنهيدريد الكبريت.
يحتوي تلوث الهواء من الصناعات المنتجة للنفط وتكرير النفط والبتروكيماويات على كمية كبيرة من الهيدروكربونات وكبريتيد الهيدروجين والغازات كريهة الرائحة. يحدث انبعاث المواد الضارة في الغلاف الجوي في مصافي النفط بشكل أساسي بسبب عدم كفاية إحكام إغلاق المعدات. على سبيل المثال ، لوحظ تلوث الهواء الجوي بالهيدروكربونات وكبريتيد الهيدروجين من الخزانات المعدنية لمجمعات المواد الخام للنفط غير المستقر والمتنزهات الوسيطة والسلعية لمنتجات النفط الخفيف.
المنشآت الصناعية كمصادر لتلوث البيئة
تلوث النفايات الصناعية لمؤسسات الصناعات المعدنية والكيميائية والبتروكيماوية وبناء الآلات وغيرها من الصناعات البيئة ، والتي تنبعث في الغلاف الجوي كمية هائلة من الرماد وثاني أكسيد الكبريت والغازات الضارة الأخرى المنبعثة خلال عمليات الإنتاج التكنولوجي المختلفة. هذه الشركات تلوث الخزانات والمياه الجوفية وتؤثر على الغطاء النباتي و عالم الحيوان. ما الذي يميز هذه الصناعات من ناحية حماية البيئة؟ تعد المعادن الحديدية وغير الحديدية من أكثر الصناعات تلويثًا وتحتل المرتبة الأولى من حيث انبعاثات المواد السامة. تمثل حصة علم المعادن حوالي 40٪ من إجمالي الانبعاثات الروسية للمواد الضارة ، بما في ذلك حوالي 26٪ للمواد الصلبة وحوالي 34٪ للمواد الغازية. تعد شركات المعادن الحديدية من الملوثات البيئية الرئيسية في المدن والمناطق التي توجد فيها. يبلغ انبعاث الغبار لكل طن من الحديد الزهر 4.5 كجم وثاني أكسيد الكبريت - 2.7 كجم والمنجنيز - 0.6 ... 0.1 كجم. جنبا إلى جنب مع غاز الأفران العالية ، تنبعث مركبات الزرنيخ والفوسفور والأنتيمون والرصاص وكذلك بخار الزئبق وسيانيد الهيدروجين والمواد القطرانية في الغلاف الجوي. المعدل المسموح به انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت أثناء تكتل الركاز 190 كجم لكل 1 طن من الخام. في مؤسسات الصناعة ، لا يزال هناك حجم كبير من تصريف مياه الصرف الملوثة في المسطحات المائية ، والتي تحتوي على مواد كيميائية: الكبريتات والكلوريدات ومركبات الحديد والمعادن الثقيلة. هذه التصريفات كبيرة لدرجة أنها تحول الأنهار والخزانات في أماكنها إلى "قذرة للغاية". تقوم شركات المعادن الحديدية بتصريف 12٪ من مياه الصرف الملوثة ، وهو ما يمثل أكثر من ربع إجمالي النفايات السامة للصناعة الروسية. ارتفع حجم تصريف المياه الملوثة بنسبة 8٪ مقارنة بالسنوات السابقة. أصبحت مصانع Novolipetsk و Magnitogorsk و Zlatoust و Satka المعدنية أكبر مصادر الصناعة لتلوث المياه. تؤثر شركات المعادن الحديدية على حالة المياه الجوفية من خلال خزانات الترشيح. وهكذا ، أصبحت شركة Novolipetsk للحديد والصلب مصدرًا لتلوث المياه الجوفية بالرودونيدات (حتى 957 MPC) ، والسيانيدات (حتى 308 MPC) ، ومنتجات النفط والفينولات. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن هذه الصناعة تعد مصدرًا لتلوث التربة. وفقًا لبيانات مسح الفضاء الجوي ، يمكن تتبع منطقة تلوث غطاء التربة على مسافة تصل إلى 60 كم من مصدر التلوث. الأسباب الرئيسية لانبعاثات وتصريفات الملوثات الكبيرة ، كما يشرح الخبراء ، هي المعدات غير المكتملة للمؤسسات التي لديها محطات معالجة أو في حالة تعطلها (لأسباب مختلفة). يتم معالجة نصف المياه العادمة فقط وفقًا للمعيار ، بينما يمثل تحييد المواد الغازية حوالي 60٪ فقط من إجمالي الانبعاثات. في مؤسسات المعادن غير الحديدية ، على الرغم من انخفاض الإنتاج ، لم يحدث انخفاض في الملوثات البيئية الضارة. كما هو مذكور أعلاه ، لا يزال علم المعادن غير الحديدية هو الرائد في تلوث البيئة في روسيا. يكفي أن نذكر فقط شركة Norilsk Nickel Concern ، المورد الرئيسي للمعادن غير الحديدية والثمينة ، والتي توفر ، إلى جانب إنتاج المعادن ، حوالي 12 ٪ من إجمالي انبعاثات الملوثات من الصناعة الروسية بأكملها في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، هناك شركات "Yuzhuralnickel" (Orsk) ؛ مصهر النحاس Sredneuralsky (Revda) ؛ مصفاة أتشينسك ألومينا (أتشينسك) ؛ مصنع الألمنيوم في كراسنويارسك ؛ مصنع ميدنوغورسك للنحاس والكبريت. يتسم تلوث الغلاف الجوي من قبل هذه المؤسسات بشكل أساسي بانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت (أكثر من 80٪ من إجمالي الانبعاثات في الغلاف الجوي) وثاني أكسيد الكربون (10.5٪) والغبار (10.45٪). تؤثر الانبعاثات في الغلاف الجوي على تكوين التدفقات الكيميائية على مسافات طويلة. في مؤسسات التعدين غير الحديدية ، توجد كميات كبيرة من مياه الصرف الملوثة بالمواد المعدنية ، وكواشف الفلور التي تحتوي على السيانيدات ، والمنتجات البترولية ، والزانثات ، وأملاح المعادن الثقيلة (النحاس ، والرصاص ، والزنك ، والنيكل) ، وكذلك الزرنيخ والفلور ، الأنتيمون ، الكبريتات ، الكلوريدات ، إلخ. تم العثور على معادن ثقيلة في غطاء التربة حيث توجد الشركات ، متجاوزة MPC بمقدار 2 ... 5 مرات أو أكثر. على سبيل المثال ، حول Rudnaya Pristan (إقليم Primorsky) ، حيث يقع مصنع الرصاص ، تتلوث التربة التي يبلغ نصف قطرها 5 كيلومترات بالرصاص - 300 MPC والمنغنيز - 2 MPC. ليست هناك حاجة لإعطاء أمثلة لمدن أخرى. والآن دعونا نطرح السؤال ، ما هي منطقة تلوث حوض الهواء وسطح الأرض من مركز انبعاثات الملوثات. فيما يلي مثال مثير للإعجاب للبحث الذي أجراه الصندوق البيئي الروسي حول درجة تأثير التلوث من قبل شركات التعدين غير الحديدية على النظم البيئية. على التين. يوضح الشكل 2.3 مناطق النظم البيئية المدمرة من مركز الانبعاثات الضارة. كما يتضح من الشكل ، فإن تكوين حقل التلوث قريب من الشكل الدائري ؛ يمكن أن يكون على شكل قطع ناقص وأشكال هندسية أخرى ، حسب وردة الريح. وفقًا لمعامل الحفظ المتكامل (IC ،٪) الذي تم الحصول عليه (تجريبيًا) ، تم إنشاء المناطق التالية من اضطراب النظام البيئي: - التدمير الكامل للنظم البيئية (الأراضي القاحلة التكنولوجية) ؛ - تدمير شديد للنظام البيئي. متوسط العمر المتوقع للإبر (الغابات الصنوبرية) هو 1 ... 3 سنوات بدلاً من 11 ... 13 عامًا. لا يوجد تجديد للغابات الصنوبرية ؛ - اضطراب جزئي في النظم البيئية. هطول أيون الكبريتات خلال النهار هو 3 ... 7 كجم / كم 2 ، المعادن غير الحديدية - عشرات الجرامات لكل 1 كيلومتر مربع. إن استئناف الحياة في الغابة الصنوبرية ضعيف للغاية ؛ - المرحلة الأولى من تدمير النظم البيئية. التركيزات القصوى لـ S02 هي 0.4 ... 0.5 كجم / كم 2. تتجاوز تركيزات المعادن غير الحديدية القيم الخلفية ؛ - المرحلة الأولى من تدهور النظم البيئية. لا توجد علامات مرئية تقريبًا على تلف الغطاء النباتي ، ومع ذلك ، في إبر التنوب ، لوحظت حالة خلفية من المعادن الثقيلة ، والتي تتجاوز القاعدة بمقدار 5 ... 10 مرات.
أرز. 2.3 الحفاظ على النظم البيئية اعتمادًا على المسافة إلى مركز الانبعاثات الضارة تظهر الدراسات أنه نتيجة للأنشطة غير الخاضعة للرقابة للنباتات المعدنية ، فإن الطبيعة مناطق واسعة. غابات مدمرة ومتضررة على مساحة حوالي 15 ألف هكتار وعلامات المرحلة الأوليةتم تسجيل تدمير النظم البيئية للغابات على مساحة 400 ألف هكتار. مكّن تحليل تلوث هذه المنطقة من تحديد معدل تدمير النظام البيئي ، والذي بلغ 1 ... 1.5 كم / سنة. ماذا سيحدث بعد ذلك مع هذه المؤشرات؟ الجميع الطبيعة الحيةعلى مسافة تصل إلى 30 كم من النبات (وفقًا لرياح الوردة) يمكن أن تتحلل تمامًا في غضون 20 ... 25 عامًا. المعادن الثقيلة لها تأثير سيءليس فقط على المسطحات المائية ، ولكن أيضًا على الفطر العادي والتوت والنباتات الأخرى ، التي تصل سُميتها إلى 25 ميلا في السائلة ، وتصبح غير مناسبة تمامًا للاستهلاك البشري. تلوث المسطحات المائية الواقعة بالقرب من المصنع أكثر من 100 MPC. في المناطق السكنية بالمدينة ، يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والمعادن الثقيلة الحد الأقصى المسموح به بمقدار 2 ... 4 مرات. ومن هنا كانت إصابة السكان بأمراض الغدد الصماء والدم والأعضاء الحسية والجلد. هذه الحقيقة مثيرة للفضول أيضًا. على مقربة من المصنع ، تم العثور على أول مستعمرة من الخلد على مسافة 16 كم من مركز الانبعاثات ، ولم يتم التقاط الفولات على مسافة قريبة من 7 ... 8 كم. علاوة على ذلك ، في هذه المسافات ، لا تعيش الحيوانات بشكل دائم ، ولكنها تدخل مؤقتًا فقط. هذا يعني أنه مع زيادة الحمل البشري ، يتم تبسيط التكاثر الحيوي ، كما كان ، في المقام الأول بسبب الخسارة أو الانخفاض الحاد في المستهلكين. وهكذا ، تصبح دورة الكربون (والعناصر الأخرى) ذات فترتين: المنتجون - المخفضات. في مؤسسات الصناعات الكيماوية والبتروكيماوية ، تتحدث طبيعة المواد الخام ذاتها عن التأثير السلبيللبيئة بسبب نحن نتكلمعلى إنتاج البلاستيك والأصباغ الاصطناعية والمطاط الصناعي وأسود الكربون. وبحسب التقرير ، فقد انبعثت في عام 2000 وحده أكثر من 427 ألف طن من المواد الملوثة في هذه الصناعات ، في حين زاد حجم النفايات السامة ووصل إلى أكثر من 13 مليون طن ، أي 11٪ من حجم النفايات السامة المتولدة. سنويا في الصناعة الروسية. تنبعث من الصناعات الكيماوية والبتروكيماوية مجموعة متنوعة من المواد السامة (ثاني أكسيد الكربون ، وثاني أكسيد الكبريت ، والمواد الصلبة ، وأكاسيد النيتروجين) ، ومعظمها يشكل خطراً على جسم الإنسان. هذا يؤثر على الحالة الهيدروكيميائية اجسام مائية. لذلك ، على سبيل المثال ، تنتمي مياه نهر بيلايا (المنبع من مدينة ستيرليتاماك ، بشكيريا) إلى الفئة الثالثة من الضرر (أو ببساطة قذرة). يحدث الشيء نفسه تقريبًا مع مياه نهر أوكا بعد التصريف من مصانع دزيرجينسك (منطقة نيجني نوفغورود) ، والتي تحتوي على عناصر من الميثانول والسيانيد والفورمالديهايد. وهناك العديد من هذه الأمثلة. هم لا يلوثون فقط سطح الماء، ولكن أيضًا تحت الأرض ، مما يجعل من المستحيل استخدام طبقات المياه الجوفية لإمداد مياه الشرب. يتجاوز تلوث المياه الجوفية بالمعادن الثقيلة والميثانول والفينول MPC حتى مئات الآلاف من المرات. حول مؤسسات الصناعة الكيميائية (بشكل أكثر دقة ، المدن) ، تكون التربة ملوثة أيضًا ، كقاعدة عامة ، في دائرة نصف قطرها تصل إلى 5 ... 6 كم. حوالي 80٪ من 2.9 كيلومتر مكعب من مياه الصرف ملوثة ، مما يشير إلى عدم كفاءة تشغيل مرافق المعالجة. يشمل تكوين مياه الصرف الصحي الكبريتات والكلوريدات والفوسفور ومركبات النيتروجين والمنتجات البترولية ، بالإضافة إلى مواد محددة مثل الفورمالديهايد والميثانول والبنزين وكبريتيد الهيدروجين وثاني كبريتيد الكربون ومركبات المعادن الثقيلة والزئبق والزرنيخ ، إلخ. صناعة مواد البناء تغطي مجموعة واسعة من الشركات ليس فقط مصانع الأسمنت ، ولكن أيضًا مصانع تصنيع منتجات الخرسانة المسلحة ومختلف أنواع السيراميك و منتجات البوليمر، مصانع لإنتاج خليط الأسفلت والخرسانة والملاط. ترتبط العمليات التكنولوجية لهذه الصناعات بشكل أساسي بالطحن والمعالجة الحرارية للشحنة (في مصانع الأسمنت) وتفريغ الأسمنت وتحضير المنتجات شبه المصنعة. في عملية الحصول على المنتجات والمواد ، يدخل الغبار والغازات المختلفة إلى الهواء الجوي ، وتدخل مياه الصرف الصحي غير المعالجة إلى شبكات الصرف الصحي. تنبعث مصانع خلط الأسفلت ذات السعات المختلفة العاملة حاليًا في روسيا من 70 إلى 300 طن من المواد الكيميائية المعلقة سنويًا في الغلاف الجوي. منشآت تنبعث منها مواد مسرطنة في الهواء. أجهزة التنقية حسب تقرير حماية البيئة لا تعمل على أي منها أو لا تستوفي الشروط الفنية. تلوث الغلاف الجوي الغلاف الجوي هو الغلاف الجوي للأرض. تُفهم جودة الغلاف الجوي على أنها مجموع خصائصه التي تحدد درجة تأثير العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية على الناس والنباتات والحيوانات ، وكذلك على المواد والهياكل والبيئة ككل. يُفهم تلوث الغلاف الجوي على أنه إدخال شوائب فيه لا يحتويها الهواء الطبيعي أو يغير النسبة بين مكونات التركيب الطبيعي للهواء. إن عدد سكان الأرض ومعدل نموها هما العاملان المحددان مسبقًا لزيادة كثافة التلوث في جميع مجالات الأرض ، بما في ذلك الغلاف الجوي ، نظرًا لزيادة حجم ومعدلات كل ما يتم استخراجه وإنتاجه واستهلاكه. وأرسلت إلى زيادة النفايات. ملوثات الهواء الرئيسية: أول أكسيد الكربون ، أكاسيد النيتروجين ، ثاني أكسيد الكبريت ، الهيدروكربونات ، الألدهيدات ، المعادن الثقيلة (الرصاص ، النحاس ، الزنك ، الكادميوم ، الكروم) الأمونيا الغبار الجوي
الشوائب غاز أول أكسيد الكربون (CO) هو غاز عديم اللون والرائحة يُعرف أيضًا باسم أول أكسيد الكربون". يتشكل نتيجة الاحتراق غير الكامل للوقود الأحفوري (الفحم والغاز والنفط) في ظروف نقص الأكسجين وفي درجات حرارة منخفضة. في الوقت نفسه ، يأتي 65٪ من جميع الانبعاثات من النقل ، و 21٪ - من صغار المستهلكين والقطاع المنزلي ، و 14٪ - من الصناعة. عند استنشاقه ، فإن أول أكسيد الكربون ، بسبب الرابطة المزدوجة الموجودة في جزيئه ، يشكل مركبات معقدة قوية مع الهيموجلوبين في دم الإنسان ، وبالتالي يمنع تدفق الأكسجين إلى الدم. ثاني أكسيد الكربون (CO2) - أو ثاني أكسيد الكربون ، هو غاز عديم اللون برائحة حامضة وطعم ، وهو نتاج أكسدة كاملة للكربون. إنه أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري.
الشوائب يُلاحظ أكبر تلوث للهواء في المدن حيث الملوثات الشائعة هي الغبار وثاني أكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين وكبريتيد الهيدروجين وما إلى ذلك. في بعض المدن ، بسبب الخصائص المميزة الإنتاج الصناعيالهواء يحتوي على محدد مواد مؤذية، مثل حامض الكبريتيك والهيدروكلوريك والستايرين والبنزابرين والسخام والمنغنيز والكروم والرصاص وميثيل ميثاكريلات. في المجموع ، هناك عدة مئات من ملوثات الهواء المختلفة في المدن.
الشوائب ثاني أكسيد الكبريت (SO2) (ثاني أكسيد الكبريت ، ثاني أكسيد الكبريت) غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة. يتشكل أثناء احتراق الوقود الأحفوري المحتوي على الكبريت ، وخاصة الفحم ، وكذلك أثناء معالجة خامات الكبريت. تشارك بشكل أساسي في تكوين المطر الحمضي. تقدر انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت العالمية بحوالي 190 مليون طن سنويًا. يؤدي التعرض المطول لثاني أكسيد الكبريت على الشخص أولاً إلى فقدان التذوق وضيق التنفس ثم التهاب أو وذمة في الرئتين وانقطاع في نشاط القلب وضعف الدورة الدموية وتوقف التنفس. أكاسيد النيتروجين (أكسيد النيتروجين وثاني أكسيد النيتروجين) عبارة عن مواد غازية: يتم الجمع بين أول أكسيد النيتروجين NO وثاني أكسيد النيتروجين NO2 بواسطة صيغة عامة واحدة NOx. في جميع عمليات الاحتراق ، تتشكل أكاسيد النيتروجين ، في الغالب على شكل أكسيد. كلما ارتفعت درجة حرارة الاحتراق ، زادت كثافة تكوين أكاسيد النيتروجين. مصدر آخر لأكاسيد النيتروجين هو الشركات المنتجة للأسمدة النيتروجينية وحمض النيتريك والنترات وأصباغ الأنيلين ومركبات النيترو. تبلغ كمية أكاسيد النيتروجين التي تدخل الغلاف الجوي 65 مليون طن سنويًا. من إجمالي كمية أكاسيد النيتروجين المنبعثة في الغلاف الجوي ، يمثل النقل 55 ٪ ، والطاقة - 28 ٪ ، والمؤسسات الصناعية - 14 ٪ ، وصغار المستهلكين والقطاع المنزلي - 3 ٪.
الشوائب الأوزون (O3) غاز له رائحة مميزة ، وهو عامل مؤكسد أقوى من الأكسجين. يعتبر من أكثر ملوثات الهواء الشائعة سمية. يتكون الأوزون في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي نتيجة للعمليات الكيميائية الضوئية التي تشتمل على ثاني أكسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة. الهيدروكربونات هي مركبات كيميائية من الكربون والهيدروجين. وتشمل هذه الآلاف من ملوثات الهواء المختلفة الموجودة في البنزين غير المحترق ، وسوائل التنظيف الجاف ، والمذيبات الصناعية ، وأكثر من ذلك. الرصاص (Pb) معدن رمادي فضي سام بأي شكل معروف. تستخدم على نطاق واسع للطلاء والذخيرة وسبائك الطباعة ، إلخ. يتم استهلاك حوالي 60٪ من إنتاج العالم من الرصاص سنويًا لإنتاج البطاريات الحمضية. ومع ذلك ، فإن المصدر الرئيسي (حوالي 80٪) من تلوث الهواء بمركبات الرصاص هو غازات عادم المركبات التي تستخدم البنزين المحتوي على الرصاص. يتم تقسيم الغبار الصناعي ، اعتمادًا على آلية تكوينه ، إلى الفئات الأربع التالية: الغبار الميكانيكي - يتشكل نتيجة طحن المنتج أثناء العملية التكنولوجية ؛ التسامي - تتشكل نتيجة التكثيف الحجمي لأبخرة المواد أثناء تبريد الغاز الذي يمر عبر جهاز المعالجة أو التركيب أو الوحدة ؛ الرماد المتطاير - تتشكل بقايا الوقود غير القابلة للاحتراق الموجودة في غاز المداخن المعلق ، من شوائبها المعدنية أثناء الاحتراق ؛ السخام الصناعي عبارة عن كربون صلب شديد التشتت ، وهو جزء من انبعاث صناعي ، ويتكون أثناء الاحتراق غير الكامل أو التحلل الحراري للهيدروكربونات. المصادر الرئيسية لتلوث هواء الهباء الجوي البشري المنشأ هي محطات الطاقة الحرارية (TPP) التي تستهلك الفحم. احتراق الفحم الصلبينتج عن إنتاج الأسمنت وصهر الحديد انبعاثًا إجماليًا للغبار في الغلاف الجوي يساوي 170 مليون طن سنويًا.
تلوث الغلاف الجوي تدخل الشوائب إلى الغلاف الجوي على شكل غازات وأبخرة وجزيئات سائلة وصلبة. تشكل الغازات والأبخرة مخاليط مع الهواء ، وتشكل الجزيئات السائلة والصلبة الهباء (أنظمة مشتتة) ، والتي تنقسم إلى غبار (أحجام الجسيمات أكثر من 1 ميكرومتر) ، ودخان (أحجام الجسيمات الصلبة أقل من 1 ميكرومتر) والضباب (أحجام الجسيمات السائلة أقل من 10 ميكرومتر).). الغبار ، بدوره ، يمكن أن يكون خشنًا (حجم الجسيمات أكثر من 50 ميكرومتر) ، متوسط التشتت (50-10 ميكرومتر) وغرامة (أقل من 10 ميكرومتر). اعتمادًا على الحجم ، تنقسم الجزيئات السائلة إلى ضباب رقيق (حتى 0.5 ميكرومتر) ، ضباب ناعم (0.5-3.0 ميكرومتر) ، ضباب خشن (3-10 ميكرومتر) ورذاذ (أكثر من 10 ميكرومتر). غالبًا ما تكون الهباء الجوي متعدد التشتت. تحتوي على جزيئات حجم مختلف. المصدر الثاني للشوائب المشعة هو الصناعة النووية. تدخل الشوائب إلى البيئة أثناء استخراج وإثراء المواد الخام الأحفورية ، واستخدامها في المفاعلات ، ومعالجة الوقود النووي في المنشآت. ل مصادر دائمةيشمل تلوث الهباء الجوي المقالب الصناعية - أكوام اصطناعية من المواد المعاد ترسيبها ، بشكل أساسي كثيف ، تتشكل أثناء التعدين أو من النفايات الناتجة عن الصناعات التحويلية ومحطات الطاقة الحرارية. يعد إنتاج الأسمنت ومواد البناء الأخرى أيضًا مصدرًا لتلوث الهواء بالغبار. ينتج عن احتراق الفحم الصلب وإنتاج الأسمنت وصهر الحديد الخام انبعاثًا إجماليًا للغبار في الغلاف الجوي يساوي 170 مليون طن / سنة. يتكون جزء كبير من الهباء الجوي في الغلاف الجوي عندما تتفاعل الجسيمات الصلبة والسائلة مع بعضها البعض أو مع بخار الماء. من بين العوامل البشرية الخطيرة التي تساهم في تدهور خطير في جودة الغلاف الجوي ، يجب تضمين تلوثه بالغبار المشع. يبلغ متوسط مدة بقاء الجسيمات الصغيرة في الطبقة السفلى من طبقة التروبوسفير عدة أيام ، وفي اليوم العلوي. أما بالنسبة للجسيمات التي دخلت الستراتوسفير ، فيمكنها البقاء فيها لمدة تصل إلى عام ، وأحيانًا أكثر.
تلوث الغلاف الجوي إن المصادر الرئيسية لتلوث الهواء من جراء الهباء الجوي البشري هي محطات الطاقة الحرارية (TPP) التي تستهلك الفحم عالي الرماد ، ومصانع المعالجة ، والمعادن ، والأسمنت ، والمغنسيت ، وغيرها من المصانع. تتميز جزيئات الهباء الجوي من هذه المصادر بتنوع كيميائي كبير. في أغلب الأحيان ، توجد مركبات السيليكون والكالسيوم والكربون في تركيبها ، وفي كثير من الأحيان - أكاسيد المعادن: الحديد والمغنيسيوم والمنغنيز والزنك والنحاس والنيكل والرصاص والأنتيمون والبزموت والسيلينيوم والزرنيخ والبريليوم والكادميوم والكروم والكوبالت والموليبدينوم والأسبستوس. هناك تنوع أكبر من خصائص الغبار العضوي ، بما في ذلك الهيدروكربونات الأليفاتية والعطرية والأملاح الحمضية. يتشكل أثناء احتراق المنتجات البترولية المتبقية ، أثناء عملية الانحلال الحراري في مصافي النفط والبتروكيماويات وغيرها من المؤسسات المماثلة.
تأثير تلوث الغلاف الجوي على البشر جميع ملوثات الهواء لها تأثير سلبي على صحة الإنسان بدرجة أكبر أو أقل. تدخل هذه المواد إلى جسم الإنسان بشكل رئيسي من خلال الجهاز التنفسي. تتأثر أعضاء الجهاز التنفسي بشكل مباشر بالتلوث ، حيث تترسب فيها حوالي 50٪ من جسيمات الشوائب التي يبلغ نصف قطرها 0. ميكرومتر والتي تخترق الرئتين. أتاح التحليل الإحصائي إمكانية إقامة علاقة موثوقة إلى حد ما بين مستوى تلوث الهواء والأمراض مثل تلف الجهاز التنفسي العلوي ، وفشل القلب ، والتهاب الشعب الهوائية ، والربو ، والالتهاب الرئوي ، وانتفاخ الرئة ، وأمراض العيون. تؤدي الزيادة الحادة في تركيز الشوائب ، والتي تستمر لعدة أيام ، إلى زيادة وفيات كبار السن من أمراض الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية. في ديسمبر 1930 ، في وادي نهر Meuse (بلجيكا) ، لوحظ تلوث شديد للهواء لمدة 3 أيام ؛ ونتيجة لذلك ، أصيب مئات الأشخاص بالمرض وتوفي 60 شخصًا - أي أكثر من 10 أضعاف متوسط معدل الوفيات. في يناير 1931 ، في منطقة مانشستر (بريطانيا العظمى) ، لمدة 9 أيام ، كان هناك دخان قوي في الهواء ، مما تسبب في وفاة 592 شخصًا. كانت حالات التلوث الشديد لجو لندن ، مصحوبة بالعديد من الوفيات ، معروفة على نطاق واسع. في عام 1873 كان هناك 268 حالة وفاة غير متوقعة في لندن. أدى الدخان الكثيف المصحوب بالضباب بين 5 و 8 ديسمبر 1852 إلى وفاة أكثر من 4000 من سكان لندن الكبرى. في يناير 1956 ، توفي حوالي 1000 من سكان لندن نتيجة الدخان المطول. يعاني معظم الذين ماتوا بشكل غير متوقع من التهاب الشعب الهوائية أو انتفاخ الرئة أو أمراض القلب والأوعية الدموية.
تأثير تلوث الغلاف الجوي على أكاسيد النيتروجين البشرية وبعض المواد الأخرى أكاسيد النيتروجين (ثاني أكسيد النيتروجين السام بشكل أساسي NO2) ، والتي تتحد مع الأشعة الشمسية فوق البنفسجية مع الهيدروكربونات (الأوليوفينات هي الأكثر تفاعلًا) ، وتشكل نترات البيروكسيل أسيتيل (PAN) وغيرها من المؤكسدات الكيميائية الضوئية ، نترات البيروكسيبنزويل (PBN) ، الأوزون (O3) ، بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) ، ثاني أكسيد النيتروجين. هذه العوامل المؤكسدة هي المكونات الرئيسية للضباب الكيميائي الضوئي ، وتواترها مرتفع في المدن شديدة التلوث الواقعة على خطوط العرض المنخفضة لنصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي (لوس أنجلوس ، حيث لوحظ الضباب الدخاني لمدة 200 يوم في السنة ، شيكاغو ، نيويورك ومدن أمريكية أخرى ؛ عدد من المدن اليابان وتركيا وفرنسا وإسبانيا وإيطاليا وأفريقيا وأمريكا الجنوبية).
تأثير تلوث الغلاف الجوي على البشر ، دعونا نذكر بعض ملوثات الهواء الأخرى التي لها تأثير ضار على البشر. لقد ثبت أن الأشخاص الذين يتعاملون بشكل احترافي مع الأسبستوس لديهم احتمالية متزايدة للإصابة بسرطان القصبات الهوائية والأغشية التي تفصل بين الصدر وتجويف البطن. البريليوم له تأثير ضار (حتى حدوثه أمراض الأورام) على الجهاز التنفسي وكذلك على الجلد والعينين. يتسبب بخار الزئبق في حدوث خلل في الجهاز المركزي العلوي والكليتين. نظرًا لأن الزئبق يمكن أن يتراكم في جسم الإنسان ، فإن التعرض له في النهاية يؤدي إلى اضطراب القدرات العقلية. في المدن ، بسبب تلوث الهواء المتزايد باستمرار ، يتزايد باطراد عدد المرضى الذين يعانون من أمراض مثل التهاب الشعب الهوائية المزمن وانتفاخ الرئة وأمراض الحساسية المختلفة وسرطان الرئة. في المملكة المتحدة ، 10٪ من الوفيات ناجمة عن التهاب الشعب الهوائية المزمن ، 21 ؛ من السكان الذين تبلغ أعمارهم سنوات يعانون من هذا المرض. في اليابان ، في عدد من المدن ، يعاني ما يصل إلى 60 ٪ من السكان من التهاب الشعب الهوائية المزمن ، وأعراضه هي سعال جاف مع نخامة متكرر ، وصعوبة تدريجية لاحقة في التنفس وقصور في القلب (في هذا الصدد ، تجدر الإشارة إلى أن ما يسمى بالمعجزة الاقتصادية اليابانية في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي قد ترافقت تلوث شديدالبيئة الطبيعية لواحدة من أجمل مناطق العالم والأضرار الجسيمة التي لحقت بصحة سكان هذا البلد). في العقود الاخيرةيتزايد معدل الإصابة بسرطان الشعب الهوائية والرئة ، التي تسببها الهيدروكربونات المسببة للسرطان ، بمعدل ينذر بالخطر. تأثير المواد المشعة على النباتات والحيوانات تنتشر على طول السلسلة الغذائية (من النباتات إلى الحيوانات) ، والمواد المشعة مع الطعام تدخل جسم الإنسان ويمكن أن تتراكم بكميات يمكن أن تضر بصحة الإنسان.
تأثير تلوث الغلاف الجوي على البشر إن لإشعاع المواد المشعة التأثيرات التالية على الجسم: إضعاف الجسم المشع ، وإبطاء النمو ، وتقليل مقاومة العدوى ومناعة الجسم ؛ تقليل متوسط العمر المتوقع ، وتقليل معدلات النمو الطبيعي بسبب التعقيم المؤقت أو الكامل ؛ طرق مختلفةتؤثر على الجينات ، والتي تظهر عواقبها في الأجيال الثانية أو الثالثة ؛ لها تأثير تراكمي (تراكمي) يسبب تأثيرات لا رجعة فيها. تعتمد شدة عواقب التشعيع على كمية الطاقة (الإشعاع) التي يمتصها الجسم وتنبعث من المادة المشعة. وحدة هذه الطاقة هي صف واحد - وهي جرعة الإشعاع التي يمتص عندها 1 جرام من المادة الحية 10-5 جول من الطاقة. ثبت أنه عند جرعة تزيد عن 1000 راد يموت الشخص ؛ بجرعة 7000 و 200 موت سعيد يحدث في 90 و 10 ٪ من الحالات ، على التوالي ؛ في حالة جرعة 100 راد يبقى الشخص على قيد الحياة ، لكن احتمال الإصابة بالسرطان يزداد بشكل كبير وكذلك احتمال التعقيم الكامل.
تأثير تلوث الغلاف الجوي على البشر ليس من المستغرب أن يتكيف الناس بشكل جيد مع النشاط الإشعاعي الطبيعي للبيئة. علاوة على ذلك ، من المعروف أن مجموعات من الناس يعيشون في مناطق ذات نشاط إشعاعي مرتفع ، أعلى بكثير من المتوسط بالنسبة للعالم (على سبيل المثال ، في إحدى مناطق البرازيل ، يتلقى السكان حوالي 1600 مراد سنويًا ، وهو عدد مرات أكثر من الإشعاع المعتاد. جرعة). في المتوسط ، تتراوح جرعة الإشعاع المؤين التي يتلقاها كل فرد من سكان الكوكب سنويًا ما بين 50 و 200 ميلادي ، وحصة النشاط الإشعاعي الطبيعي (الأشعة الكونية) تمثل حوالي 25 مليار نشاط إشعاعي للصخور - تقريبًا. يجب أن تأخذ في الاعتبار أيضًا الجرعات التي يتلقاها الشخص من مصادر الإشعاع الاصطناعية. في المملكة المتحدة ، على سبيل المثال ، يتلقى الشخص حوالي 100 مراد كل عام خلال فحوصات التنظير التألقي. إشعاع التليفزيون - حوالي 10 مراد. نفايات الصناعة النووية والتساقط الإشعاعي - حوالي 3 مراد.
خاتمة في نهاية القرن العشرين ، دخلت الحضارة العالمية مرحلة من تطورها عندما برزت مشاكل بقاء البشرية والحفاظ عليها ، والحفاظ على البيئة الطبيعية والاستخدام الرشيد للموارد الطبيعية. كشفت المرحلة الحالية من التنمية البشرية عن المشاكل الناجمة عن نمو سكان الأرض ، والتناقضات بين الإدارة التقليدية وزيادة معدل استخدام الموارد الطبيعية ، وتلوث المحيط الحيوي بالنفايات الصناعية و معاقالمحيط الحيوي لتحييدها. هذه التناقضات تعيق التقدم العلمي والتكنولوجي للبشرية ، لتصبح تهديدًا لوجودها. فقط في النصف الثاني من القرن العشرين ، وبفضل تطور علم البيئة وانتشار المعرفة البيئية بين السكان ، أصبح من الواضح أن البشرية جزء لا غنى عنه من المحيط الحيوي ، وأن غزو الطبيعة ، والاستخدام غير المنضبط لها. الموارد والتلوث البيئي طريق مسدود في تطور الحضارة وفي تطور الإنسان نفسه. لهذا شرط أساسيالتنمية البشرية - موقف دقيقإلى الطبيعة ، رعاية شاملة ل استخدام عقلانيواستعادة مواردها والحفاظ على بيئة مواتية. ومع ذلك ، لا يفهم الكثيرون العلاقة الوثيقة بين النشاط الاقتصادي البشري وحالة البيئة الطبيعية. يجب أن يساعد التعليم البيئي الواسع الناس على اكتساب مثل هذه المعرفة البيئية والمعايير والقيم الأخلاقية ، والمواقف وأنماط الحياة الضرورية للتنمية المستدامة للطبيعة والمجتمع.
