Защита атмосферы от загрязнений

Содержание

Введение 3

Общие сведения об атмосфере 3

Состав атмосферы 3

Строение  атмосферы 4

Экологические функции атмосферы 4

Источники загрязнения 6

Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу  по агрегатному состоянию 6

Основные  загрязнители атмосферного воздуха 6

Экологические последствия загрязнения атмосферы 7

Парниковый  эффект 7

Киотский  протокол 8

Климатическая конференция ООН в Дурбане 9

Киото-2 9

Численные параметры  снижения выбросов 10

Другие важные решения 10

Нарушение озонового  слоя 11

Кислотные дожди 11

Средства  защиты атмосферы 12

Оборудование  для очистки выбросов 13

Устройства  для очистки технологических  выбросов в атмосферу от аэрозолей 14

Сухие пылеуловители (циклоны) 14

Мокрые пылеуловители (скрубберы) 15

Фильтры 16

Электрофильтры 16

Способы очистки  от газо- и парообразных примесей 17

Заключение 17

Используемые  ресурсы 18

 

 

Введение

 

   Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

В настоящее время из всех форм деградации природной среды  России именно загрязненность атмосферы  вредными веществами является наиболее опасной. Особенности экологической  обстановки в отдельных регионах Российской Федерации и возникающие  экологические проблемы обусловлены  местными природными условиями и  характером воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского  хозяйства. Степень загрязнения  воздуха зависит, как правило, от степени урбанизированности и промышленного  развития территории (специфика предприятий, их мощность, размещение, применяемые  технологии), а также от климатических  условий, которые определяют потенциал  загрязнения атмосферы.

Атмосфера оказывает интенсивное  воздействие не только на человека и биоту, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные  объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии

Общие сведения об атмосфере

Состав атмосферы

Таблица 1

Азот	78,084%
Кислород	20,964%
Аргон	0,934%
Углекислый газ	0,034%

 

Строение атмосферы

 

Атмосфера подразделяется на слои в соответствии с их высотой  и температурой. Самый близкий  к поверхности Земли слой до высоты 8–10 км в полярных и 16–18 км в тропических  широтах называется тропосферой. Тропосфера содержит 80 % всей массы атмосферного воздуха, ~90 % имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере происходят глобальные перемещения воздушных масс, во многом определяющие круговорот воды, теплообмен, трансграничный перенос пылевых частиц и загрязнений. С увеличением высоты температура понижается до –60 °C и более. Выше располагается стратосфера, верхняя граница которой соотвествует высоте 50–55 км. В стратосфере сконцентрирована основная часть атмосферного озона. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца, что вызывает разогрев стратосферы: температура в этом слое сначала остается постоянной, а затем начинает повышаться с высотой и достигает 0 °C (10 °C над экватором). На высоте более 50 км начинается мезосфера – зона, где температура опять понижается до –80 °C и более. Основным энергетическим процессом здесь является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул обуславливают свечение атмосферы. На высоте от 80 и до 800 км над земной поверхностью расположена термосфера (ионосфера). В этой области температура вновь увеличивается с высотой и достигает положительных значений. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха – «полярные сияния». Самая верхняя часть атмосферы – экзосфера – внешний слой атмосферы, из которого быстро движущиеся лёгкие атомы водорода могут вылетать в космическое пространство.  

Экологические функции  атмосферы

 

Атмосфера является одним  из необходимых условий возникновения  и существования жизни на Земле  и выполняет следующие защитные экологические функции:

1. Терморегулирующие – предохраняет Землю от резких колебаний температуры, способствует перераспределению тепла у поверхности, участвует в формировании климата.

2. Жизнеобеспечивающие – участвует в обмене и круговороте веществ в биосфере благодаря наличию жизненно важных элементов (кислород, углерод, азот).

3. Защитные – защищает живые организмы от губительных УФ, рентгеновских и космических лучей.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при  вымывании аэрозолей из атмосферы  осадками, турбулентном перемешивании  приземного слоя воздуха, отложении  загрязнений на поверхности земли  и т.д. Однако в современных условиях возможности природных систем атмосферы  серьезно подорваны, и атмосферный  воздух уже не в полной мере выполняет  свои защитные, терморегулирующие и  жизнеобеспечивающие экологические  функции.

Под загрязнением атмосферного воздуха понимается любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем.

По происхождению загрязнения  делятся на естественные (вызванные  природными процессами) и антропогенные (связанные с выбросами загрязняющих веществ в процессе деятельности человека). 

 

 

Источники загрязнения

Таблица 2

Естественные источники	Антропогенные источники
Пыльные бури Вулканы Пожары Выветривание Разложение организмов	Промышленные предприятия Транспорт Теплоэнергетика Отопление жилищ Сельское хозяйство

 

 

Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу  по агрегатному состоянию

 

• газообразные (SO₂, NO_x, CO₂, углеводороды и др.);
• жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей);
• твердые (сажа, органическая и неорганическая пыль, смолистые вещества, свинец и его соединения и др.).

 

 

Основные загрязнители атмосферного воздуха

 

Основными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися как в  процессе хозяйственной деятельности человека, так и в результате природных  процессов, являются диоксид серы SO₂, диоксид углерода CO₂, оксиды азота NO_x, твердые частицы – аэрозоли. Их доля составляет 98 % в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо этих основных загрязнителей, в атмосфере наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ: формальдегид, фенол, бензол, соединения свинца и других тяжелых металлов, аммиак, сероуглерод и др.

 

 Экологические последствия  загрязнения атмосферы

 

К важнейшим экологическим  последствиям глобального загрязнения  атмосферы относятся:

• возможное потепление климата (парниковый эффект);
• нарушение озонового слоя;
• выпадение кислотных дождей;
• ухудшение здоровья.

 

 

Парниковый эффект

 

Парниковый эффект – это  повышение температуры нижних слоев  атмосферы Земли по сравнению  с эффективной температурой, т.е. температурой теплового излучения  планеты, наблюдаемого из космоса.

Наблюдаемое в настоящее  время изменение климата, которое  выражается в постепенном повышении  среднегодовой температуры, начиная  со второй половины ХХ века, большинство  ученых связывают с накоплением  в атмосфере так называемых парниковых газов: СО₂, СН₄, хлорфторуглеродов (фреонов), озона, оксидов азота и др. Парниковые газы атмосферы, и в первую очередь СО₂, пропускают внутрь большую часть солнечного коротковолнового излучения (λ = 0,4–1,5 мкм), но препятствуют длинноволновому излучению с поверхности Земли (λ = 7,8–28 мкм).

В конце восьмидесятых  — начале девяностых годов XX века несколько  лет подряд среднегодовая глобальная температура была выше обычной. Это  вызвало опасения, что вызванное  человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует мнение, что за последние сто лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3 — 0,6 градусов Цельсия. Существует научный консенсус, что жизнедеятельность человека является основным фактором, который влияет на текущее повышение температуры на Земле. В результате таяния полярных льдов, горных ледников уровень Мирового океана может повыситься на 0,5–2,0 м к концу XXI века, а это приведет к затоплению приморских равнин более чем в 30 странах, заболачиванию обширных территорий, нарушению климатического равновесия.

С другой точки зрения, образующееся в результате потепления количество осадков, влага аккумулируются в  полярных широтах, в результате уровень  Мирового океана должен снижаться. Баланс полярного оледенения нарушится, если потепление превысит 5 °C.

Киотский протокол

 

В декабре 1997 г. на встрече  в Киото (Япония), посвященной глобальному  изменению климата, делегатами из более  чем 160 стран была принята конвенция, обязывающая развитые страны сократить  выбросы СО₂. Киотский протокол обязывал 38 индустриально развитых стран сократить к  2008–2012 г.г. выбросы СО₂ на 5 % от уровня 1990 г.:

• Европейский союз должен сократить выбросы СО₂ и других тепличных газов на 8 %,
• США – на 7%,
• Япония – на 6 %.

Протокол предусматривал систему квот на выбросы тепличных газов. Суть его заключалась в том, что каждая из стран (пока это относится только к тридцати восьми странам, которые взяли на себя обязательства сократить выбросы), получает разрешение на выброс определенного количества тепличных газов. При этом предполагается, что какие-то страны или компании превысят квоту выбросов. В таких случаях эти страны или компании смогут купить право на дополнительные выбросы у тех стран или компаний, выбросы которых меньше выделенной квоты. Таким образом, предполагалось, что главная цель – сокращение выбросов тепличных газов в следующие 15 лет на 5 % будет выполнена.

Климатическая конференция  ООН в Дурбане

 

12 декабря 2011 в Дурбане, ЮАР завершилась ежегодная Конференция сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК ООН).

Участники конференции приняли  основополагающие решения по организации  дальнейших действий: решено, что к 2015 году будет подготовлено новое  глобальное соглашение. Оно будет  действовать с 2020 года, а до этого  момента большинство стран будут  участвовать во 2-м периоде Киотского  протокола. Однако численные параметры  действий – уровни снижения выбросов парниковых газов - увы, остались неизменными  и слишком слабыми.

Киото-2

 

С 2013 года начнется 2-й период обязательств по Киотскому протоколу. Здесь принципиально важным стало  решение Европейского Союза о  готовности участвовать в этом периоде  даже без других развитых стран. Теперь по данному протоколу обязательства  по выбросам будут у ЕС, Норвегии, Швейцарии, стран Восточной Европы и, возможно, Австралии и Новой  Зеландии. Большое удивление у экологов вызывает отсутствие в Киото-2 России, ведь в этом случае страна потеряет и имеющиеся, и потенциально возможные международные проекты по снижению выбросов (проекты совместного осуществления, ПСО). Наша страна оказалась в группе «отказников» вместе с Канадой, США и Японией. Но этим странам крайне тяжело выполнить обещания, данные еще в Киото в 1997 году. Россия, наоборот, как и Украина, Беларусь, Казахстан, с 1990 года очень сильно снизила выбросы и с огромным запасом выполняет Киотский протокол.

Численные параметры  снижения выбросов

 

Наибольшую критику экологов вызывают имеющиеся в документах параметры снижения выбросов. Их в  Дурбане даже не пытались усилить. Почти  у всех стран они явно занижены и совершенно не соответствуют заявленной цели по удержанию роста средней  температуры на 2⁰С, считает WWF.

Другие важные решения

 

В Дурбане было преодолено 5-летнее разделение всех переговоров  на 2 направления (по Рамочной конвенции  и по Киотскому протоколу), что  ранее в Копенгагене и в  Канкуне очень мешало достижению успеха. В 2012 году все страны начнут готовить новое соглашение, работая  в новом органе РКИК – «Специальной группе по Дурбанской платформе».

На техническом уровне достигнут неплохой прогресс в организации  практической работы нового Зеленого климатического фонда, деятельности специального Адаптационного комитета, образованию  различных форумов и рабочих  программ. Это важно, особенно для  наиболее слабых и уязвимых стран, которым  нужна срочная финансовая и технологическая  помощь в борьбе с негативными  последствиями изменений климата, отмечает WWF.