Загрязнители атмосферы

Тема: «Загрязнение атмосферы. Естественные и искусственные источники загрязнения».

!!!!!!Выполнить задания.

Задание 1. Вставьте пропущенное слово: «Атмосфера - … оболочка Земли».

Задание 2. Установите соответствие:

Газы, входящие в состав атмосферы	Содержание по объему, %
1) азот	А) 21
2) кислород	Б) 0,03
3) углекислый газ	В) 0,07
4) другие газы	Г) 78

Ответы запишите в таблицу:

1	2	3	4

Задание 3. Расположите слои атмосферы в последовательности от поверхности земли: тропосфера, мезосфера, стратосфера, экзосфера, термосфера.

Задание 4. В чем заключается функция атмосферы?

Изучение нового материала.

План урока:

Понятие «загрязнение атмосферы»

Виды загрязнения

Источники загрязнения

Загрязнители атмосферы

Последствия загрязнения

Пути сокращения загрязнения

Понятие «загрязнение атмосферы»

- Загрязнение атмосферы - это привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение естественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в индустриальных странах служат автомобили и другие виды транспорта и промышленные предприятия.

Виды загрязнения

- Виды загрязнения атмосферы разделяют:

· по источникам загрязнения;

· по характеру загрязнения.

		По источнику загрязнения
Естественные					Искусственные

Естественные загрязнения возникают под воздействием природных процессов, а искусственные – в результате деятельности человека.

		По источнику загрязнения
Естественные				Искусственные
извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, разложения живых организмов				транспорт, сельское хозяйство, бытовые отходы, промышленные предприятия, теплоэнергетика, системы отопления жилищ.

		По характеру загрязнения
Физическое				Химическое			Биологическое
· Механическое (пыль, твердые частицы) · Радиоактивное (радиоактивное излучение, изотопы) · Электромагнитное (радиоволны, электромагнитные волны) · Шумовое (звуки, низкочастотные колебания) · Тепловое				· Газообразные вещества и аэрозоли (оксиды углерода, азота, серы, тяжелые металлы и др.)			· Споры бактерий, грибов, вирусов и др.

Источники загрязнений.

- Основные источники загрязнения атмосферы подразделяются на: природные и искусственные.

К природным источникам загрязнения относят естественные загрязнители природного происхождения: извержения вулканов, пыль, пыльца растений, лесные и степные пожары и др.

К искусственным источникам загрязнения относят антропогенные, т.е. возникшие в результате деятельности человека.

Искусственные (антропогенные) источники загрязнения разделяются на несколько групп в зависимости от происхождения и состава.

	Источники загрязнения (по происхождению)
Транспортные		Промышленные	Бытовые
загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта		загрязнители, образующиеся при технологических процессах, отоплении	загрязнители, образующиеся при переработке бытовых отходов и сжигании топлива в жилище

	Источники загрязнения (по составу)
Механические		Химические	Радиоактивные
пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;		пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;	Радиоактивные частицы

Пути сокращения загрязнения атмосферы

Атмосфера служит экраном, защищающим жизнь на Земле от губительных воздействий из космоса. Она регулирует круговорот воды, кислорода, азота, углерода.

Чтобы сократить естественное и антропогенное загрязнения атмосферы, необходимо:

- производить очистку выбросов в атмосферу от твердых и газообразных загрязняющих веществ с помощью электрофильтров, жидких и твердых поглотителей, циклонов и др.;

- использовать экологически чистые виды энергии;

- применять малоотходные и безотходные технологии;

- добиваться уменьшения токсичности автомобильных выхлопных газов путем совершенствования конструкции двигателей, а также совершенствовать существующие и создавать новые электромобили и двигатели, работающие на водородном топливе.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) - это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному конкретному предприятию выбрасывать в атмосферу, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.

 

ДЛЯ ИНФОРМАЦИИ!

Обязательно изучить!

Загрязнители атмосферы

Первый обучающийся:

Диоксид серы, или сернистый газ, или сернистый ангидрид SO₂ . Это бесцветный газ, образующийся при сгорании серосодержащих видов топлива, в первую очередь, угля и тяжелых фракций нефти. Сернистый ангидрид также образуется при различных производственных процессах, например, при плавке сульфидных руд.

Сернистый газ вреден для деревьев: он приводит к хлорозу листьев и нарушению процесса фотосинтеза. У человека сернистый газ вызывает заболевания дыхательной системы, так как растворяется в слизи гортани и трахеи. В атмосфере сернистый газ взаимодействует с водяным паром и образуется аэрозоль или раствор серной кислоты

Н₂ SO₄. Капли серной кислоты могут переноситься на дальние расстояния.

 

Второй обучающийся:

Оксид углерода СО, или угарный газ, ядовитый газ без цвета, запаха и вкуса. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т.

Угарный газ снижает способность гемоглобина эритроцитов переносить кислород, из-за чего у человека замедляются реакции, ослабляется восприятие, появляется головная боль, сонливость, тошнота. Под воздействием большого количества угарного газа может произойти обморок, случиться кома и даже наступить смерть.

Углекислый газ СО₂, двуокись или диоксид углерода, естественным образом входит в состав атмосферы Земли, но его концентрация постоянно увеличивается. Он попадает в атмосферу различными способами: транспорт выделяет 70,6% углекислого газа; сброс отходов, распыление химикатов и т.д. – 12,3%; сжигание топлива – 10,3%; промышленность – 6,8%. Кроме того, по данным МГЭИК ООН (межправительственной группы экспертов по изменению климата организации объединенных наций), до трети общих антропогенных выбросов CO₂ являются результатом сокращения лесов.

Впервые антропогенное влияние на концентрацию двуокиси углерода отмечается с середины XIX века. Начиная с этого времени, темп её роста увеличивался. Согласно отдельным исследованиям, современный уровень CO₂ в атмосфере является максимальным за последние 800 тыс. лет. Роль углекислого газа в жизнедеятельности биосферы состоит, прежде всего, в поддержании процесса фотосинтеза, который осуществляется растениями. Являясь парниковым газом, двуокись углерода в воздухе оказывает влияние на теплообмен планеты с окружающим пространством, блокируя переизлучамое тепло на ряде частот, и, таким образом, участвует в формировании климата планеты.

Третий обучающийся:

Оксид азота NO и диоксид азота NO₂ образуются при сгорании топлива при высоких температурах (выше 650^о С) и избытке кислорода. Кроме того, эти вещества выделяются при окислении бактериями азотсодержащих соединений в воде или почве. Далее в атмосфере оксид азота окисляется до газообразного диоксида азота красно-бурого цвета, который хорошо заметен в атмосфере многих крупных городов. Основными источниками диоксида азота в городах являются выхлопные газы автомобилей и выбросы теплоэлектростанций. Также диоксид азота образуется при сжигании твердых отходов. Диоксид азота в организме человека раздражает дыхательную систему, особенно легочную ткань; повышает предрасположенность к острым респираторным заболеваниям, например, пневмонии.

 

Четвертый обучающийся:

Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения являются токсическими веществами. Производные фтора - сильные инсектициды.

Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. предельного чугуна выделяется кроме 2,7 кг. сернистого газа и 4,5 кг. пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Последствия загрязнения

Кислотный дождь. Причиной образования кислотных дождей являются оксиды серы и азота, в промышленных масштабах выбрасываемые в атмосферу автомобилями, электростанциями, металлургическими заводами. В воздушной среде на частицах сульфатов и нитратов конденсируются молекулы воды, образуются облачные капельки, которые при определенных погодных условиях становятся частью дождевых капель или снежинок. Кислотный дождь - все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами - оксидами серы, оксидами азота. Несмотря на «постиндустриальное» звучание, термину «кислотные дожди» уже более ста лет. Впервые термин «кислотный дождь» он был употреблен в 1872 году англичанином Робертом Смитом, изучавшим эффекты смога в Манчестере. Однако ученые того времени коллегу не поддержали и к теории кислотных дождей отнеслись скептически. Сегодня же в их существовании нет никаких сомнений.

Парниковый эффект - повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Вызывается действием углекислого газа, метана, озона, фреонов и т.д. Климат Земли, который зависит главным образом от состояния ее атмосферы, на протяжении геологической истории периодически изменялся: чередовались эпохи значительного похолодания, когда большие территории покрывались ледниками, и эпохи потепления. Но в последнее время ученые метеорологи бьют тревогу: похоже на то, что атмосфера Земли разогревается значительно быстрее, чем когда-нибудь в прошлом. Это обусловлено деятельностью человека, которая, во-первых, разогревает атмосферу путем сжигания большого количества угля, нефти, газа, а также работы атомных электростанций. Во - вторых, сжигание органического топлива, а также уничтожение лесов приводит к накоплению в атмосфере большого количества углекислого газа. За последние 120 лет содержание этого газа в воздухе увеличилось на 17%. В земной атмосфере углекислый газ действует как стекло в теплице или парнике: он свободно пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, но удерживает тепло нагретой Солнцем поверхности Земли. Это вызывает разогревание атмосферы, известное как парниковый эффект. По подсчетам ученых, в ближайшие десятилетия среднегодовая температура на Земле за счет парникового эффекта может увеличиться на 1,5 – 2 С^о.

Деятельность человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. Увеличение концентрации парниковых газов приведет к разогреву нижних слоев атмосферы и поверхности земли. Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло приведет к изменению температуры атмосферы и мировых океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды. Повышение средней температуры в полярных областях может вызвать быстрое таяние льдов Антарктиды и Гренландии, это повлечет за собой резкий подъем уровня Мирового океана, в результате чего затопятся прибрежные города и низменности, что приведет к экономическим и социальным потрясениям.

Истощение озонового слоя и озоновая дыра. Озоновый слой Земли – это слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 – 8 (на полюсах), 17 – 18 (на экваторе) и 50 км. над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для всего живого на Земле. Его концентрация на высоте 20 – 22 км от поверхности Земли, где она достигает максимума, ничтожно мала. Эта естественная защитная пленка очень тонка: в тропиках ее толщина составляет всего 2 мм, у полюсов она вдвое больше.

Разрушение озонового слоя – один из факторов, вызывающих глобальное изменение климата на нашей планете. Последствия этого явления, названного «парниковым эффектом», крайне сложно прогнозировать. А ведь ученые с тревогой говорят и о возможности изменения количества осадков, перераспределении их между зимой и летом, о перспективе превращения плодородных регионов в засушливые пустыни, повышении уровня Мирового океана в результате таяния полярных льдов. Последствия разрушения озонового слоя негативно влияет на здоровье человека. Так, 1%-ное сокращение озонового слоя вызывает 4%-ный скачок в распространении рака кожи. Вызывая рак кожи и ее старение, ультрафиолетовые лучи одновременно подавляют иммунную систему, что приводит к возникновению инфекционных, вирусных, паразитарных и других заболеваний, к которым относятся корь, ветряная оспа, малярия, лишай, туберкулез, проказа и др. Десятки миллионов жителей планеты полностью или частично потеряли зрение из- за катаракты – болезни, которая возникает в результате повышенной солнечной радиации.

Озоновые дыры. Прежде всего, следует уяснить: озоновая дыра, вопреки своему названию, - это не брешь в атмосфере. Молекула озона отличается от обычной молекулы кислорода тем, что состоит не из двух, а из трех атомов кислорода, соединенных друг с другом. В атмосфере озон сконцентрирован в так называемом озоновом слое, на высоте примерно 30 км в пределах стратосферы. В этом слое происходит поглощение ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем, - иначе солнечная радиация могла бы нанести большой вред жизни на поверхности Земли. В последнее время ученые чрезвычайно обеспокоены снижением содержания озона в озоновом слое атмосферы. Над Антарктидой обнаружена «дыра» в этом слое, где содержание его меньше обычного на 40 – 50%. Эта озоновая дыра из года в год увеличивает свою площадь и сегодня она уже больше материка. Установлено, что повреждению озонового слоя способствует некоторые химические вещества (например, оксиды азота), которые попадают в стратосферу с восходящими воздушными течениями. Но появился другой источник озоноповреждающих веществ - это деятельность человека.

Современная промышленность все в больших количествах использует так называемые фреоны, они широко используются как хладагенты в рефрижераторах и домашних холодильниках, как аэрозольные разбрызгиватели в баллончиках с краской, лаком, парфюмерией, для очистки полупроводниковых схем. Сегодня в мире ежегодно выпускается несколько миллионов тонн фреонов.

Смог. В солнечные и жаркие дни над большими мегаполисами можно легко заметить плотную дымку. Это и есть так называемый смог - продукт сгорания жидкого и твердого топлива, переработанный в атмосфере. Изначально смог представлял собой результат конденсации влаги воздуха на продуктах сгорания различных видов топлива (частичках дыма, пепла, пыли). Однако с развитием технологий, примерно с 1950 года, появился новый вид смога – фотохимический, являющийся результатом смешивания таких веществ, как озон (более 90%), оксиды азота, перекиси нитратов и летучие органических веществ (пары красок, бензина, химикатов и так далее). Под действием сильного ультрафиолетового излучения концентрация всех этих веществ в воздухе и образует смог.

Источниками смога являются отработанные газы заводов и электростанций, химические бытовые товары, например, лак для волос или растворители, ну и, конечно, выхлопные газы автомобилей – главная причина смога, образующегося в больших городах.

Большое количество загрязнителей, скапливающихся в смоге, оказывает негативное действие на окружающую среду и здоровье человека. Из-за него в воздухе сокращается количество кислорода, а тот, что есть – содержит в себе токсичные вещества.

Особенно опасен смог в жаркую и безветренную погоду. При таких природных условиях он опускается ниже к земле и может держаться несколько дней. Вот почему в солнечную погоду его можно увидеть чаще всего. Способствует концентрации смога в воздухе и высотные здания, затрудняющие движения воздушных масс. А также высокая влажность воздуха, при которой жителям городов приходится дышать влагой, пропитанной разными опасными веществами, растворимыми в ней. Смог оказывает прямое токсическое действие на легкие, усугубляя астму, способствуя обострению аллергии и других болезней, затрагивающих дыхательную систему организма. Кроме того, всасываемые в кровь продукты горения оказывают общее негативное влияние на организм, ослабляя его иммунную систему.