La contaminación del aire. Un problema grave para la humanidad

Uno de los problemas globales importantes es la contaminación atmosférica de la Tierra. El peligro de esto no es sólo que la gente carezca de aire limpio, sino también que la contaminación del aire conduzca al cambio climático en el planeta.

Causas de la contaminación del aire.

Varios elementos y sustancias entran a la atmósfera, cambiando la composición y concentración del aire. Las siguientes fuentes contribuyen a la contaminación del aire:

• emisiones y actividades de instalaciones industriales;
• escapes de automóviles;
• objetos radiactivos;
• Agricultura;
• hogar y .

Durante la combustión de combustible, desechos y otras sustancias, los productos de la combustión ingresan al aire, lo que empeora significativamente el estado de la atmósfera. El polvo generado en las obras también contamina el aire. En las centrales térmicas el combustible se quema y libera una importante concentración de elementos que contaminan la atmósfera. Cuantos más inventos hace la humanidad, más fuentes de contaminación del aire y de la biosfera aparecen.

Efectos de la contaminación del aire.

Cuando se queman varios tipos de combustible, se libera dióxido de carbono al aire. Junto con otros gases de efecto invernadero, da lugar a un fenómeno tan peligroso en nuestro planeta como. Esto conduce a la destrucción de la capa de ozono, que a su vez protege a nuestro planeta de una intensa exposición a los rayos ultravioleta. Todo esto conduce al calentamiento global y al cambio climático en el planeta.

Una de las consecuencias de la acumulación de dióxido de carbono y del calentamiento global es el derretimiento de los glaciares. Como resultado, el nivel del agua del Océano Mundial aumenta y, en el futuro, pueden producirse inundaciones en islas y zonas costeras de continentes. Las inundaciones serán una ocurrencia constante en algunas áreas. Las plantas, los animales y las personas morirán.

Al contaminar el aire, diversos elementos caen al suelo en forma. Estos sedimentos caen en los embalses, cambian la composición del agua y esto provoca la muerte de la flora y la fauna en ríos y lagos.

Hoy en día, la contaminación del aire es un problema local en muchas ciudades, que se ha convertido en un problema global. Es difícil encontrar un lugar en el mundo donde quede aire limpio. Además del impacto negativo sobre el medio ambiente, la contaminación atmosférica provoca enfermedades en las personas que se convierten en enfermedades crónicas y reduce la esperanza de vida de la población.

PLAN:

1. INTRODUCCIÓN

2. CONTAMINACIÓN QUÍMICA DE LA ATMÓSFERA

2.1

2.2 Contaminación por aerosoles

2.3 Niebla fotoquímica (smog)

2.4 Control de polución

a la atmósfera (concentración máxima permitida)

3. CONTAMINACIÓN DE LA ATMÓSFERA POR VEHÍCULOS MÓVILES

FUENTES

3.1 transporte motorizado

3.2 Aeronave

3.3 Ruidos

4. IMPACTO DE LA CONTAMINACIÓN DE LA ATMÓSFERA

POR MUNDO HUMANO, PLANTA Y ANIMAL

4.1 Monóxido de carbono

4.2 Dióxido de azufre y anhídrido sulfúrico.

4.3 Óxidos de nitrógeno y algunas otras sustancias.

4.4 La influencia de las sustancias radiactivas en las plantas.

cuerpo y mundo animal

1. INTRODUCCIÓN

En todas las etapas de su desarrollo, el hombre estuvo estrechamente relacionado con el mundo que lo rodeaba. Pero desde el surgimiento de una sociedad altamente industrializada, la peligrosa intervención humana en la naturaleza ha aumentado considerablemente, el alcance de esta intervención se ha ampliado, se ha vuelto más diversa y ahora amenaza con convertirse en un peligro global para la humanidad. El consumo de materias primas no renovables está aumentando, cada vez más tierras cultivables abandonan la economía, por lo que se construyen ciudades y fábricas sobre ellas. El hombre tiene que intervenir cada vez más en la economía de la biosfera, la parte de nuestro planeta en la que existe vida. La biosfera de la Tierra está actualmente sujeta a un impacto antropogénico cada vez mayor. Al mismo tiempo, se pueden identificar varios de los procesos más importantes, ninguno de los cuales mejora la situación ecológica del planeta.

La más extendida y significativa es la contaminación química del medio ambiente con sustancias de naturaleza química inusuales para él. Entre ellos se encuentran los contaminantes gaseosos y aerosoles de origen industrial y doméstico. También avanza la acumulación de dióxido de carbono en la atmósfera. Un mayor desarrollo de este proceso reforzará la indeseable tendencia hacia un aumento de la temperatura media anual en el planeta. Los ecologistas también están preocupados por la actual contaminación del océano mundial con petróleo y productos derivados del petróleo, que ya ha alcanzado 11/5 de su superficie total. La contaminación por petróleo de esta magnitud puede causar importantes alteraciones en el intercambio de gas y agua entre la hidrosfera y la atmósfera. No hay duda de la importancia de la contaminación química del suelo con pesticidas y su mayor acidez, que conduce al colapso del ecosistema. En general, todos los factores considerados que pueden atribuirse al efecto contaminante tienen un impacto notable en los procesos que ocurren en la biosfera.

2. CONTAMINACIÓN QUÍMICA DE LA ATMÓSFERA

2.1. Principales contaminantes

Comenzaré mi prueba repasando aquellos factores que conducen al deterioro de uno de los componentes más importantes de la biosfera: la atmósfera. El hombre lleva miles de años contaminando la atmósfera, pero las consecuencias del uso del fuego, que utilizó durante todo este período, fueron insignificantes. Tuve que soportar el hecho de que el humo interfería con la respiración y que el hollín formaba una capa negra en el techo y las paredes de la casa. El calor resultante era más importante para los humanos que el aire limpio y las paredes de las cuevas libres de humo. Esta contaminación del aire inicial no fue un problema, ya que la gente vivía entonces en pequeños grupos, ocupando un entorno natural intacto e inmensamente vasto. E incluso una concentración significativa de personas en un área relativamente pequeña, como era el caso en la antigüedad clásica, aún no tuvo consecuencias graves.

Así fue hasta principios del siglo XIX. Sólo en los últimos cien años, el desarrollo de la industria nos ha “regalado” procesos de producción de este tipo, cuyas consecuencias al principio la gente aún no podía imaginar. Han surgido ciudades millonarias cuyo crecimiento no se puede detener. Todo esto es resultado de grandes inventos y conquistas del hombre.

Básicamente existen tres fuentes principales de contaminación del aire: la industria, las calderas domésticas y el transporte. La contribución de cada una de estas fuentes a la contaminación total del aire varía mucho de un lugar a otro. Actualmente se acepta generalmente que la producción industrial es la que produce la mayor contaminación del aire. Las fuentes de contaminación son las centrales térmicas que, junto con el humo, emiten al aire dióxido de azufre y dióxido de carbono; empresas metalúrgicas, especialmente metalurgia no ferrosa, que emiten al aire óxidos de nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, cloro, flúor, amoníaco, compuestos de fósforo, partículas y compuestos de mercurio y arsénico; Plantas químicas y cementeras. Los gases nocivos ingresan al aire como resultado de la quema de combustible para necesidades industriales, la calefacción de hogares, el funcionamiento del transporte, la quema y el procesamiento de desechos domésticos e industriales. Los contaminantes atmosféricos se dividen en primarios, que ingresan directamente a la atmósfera, y secundarios, que son resultado de la transformación de esta última. Por lo tanto, el gas dióxido de azufre que ingresa a la atmósfera se oxida a anhídrido sulfúrico, que reacciona con el vapor de agua y forma gotas de ácido sulfúrico. Cuando el anhídrido sulfúrico reacciona con el amoníaco, se forman cristales de sulfato de amonio. Asimismo, como resultado de reacciones químicas, fotoquímicas y fisicoquímicas entre contaminantes y componentes atmosféricos, se forman otras características secundarias. Las principales fuentes de contaminación pirogénica en el planeta son las centrales térmicas, las empresas metalúrgicas y químicas y las plantas de calderas, que consumen más del 170% del combustible sólido y líquido producido anualmente. Las principales impurezas nocivas de origen pirogénico son las siguientes:

3a) Monóxido de carbono. 0. Producido por combustión incompleta de sustancias carbonosas. Entra al aire como resultado de la combustión de desechos sólidos, gases de escape y emisiones de empresas industriales. Cada año salen a la atmósfera al menos 1.250 millones de toneladas de este gas. 0El monóxido de carbono es un compuesto que reacciona activamente con los componentes de la atmósfera y contribuye al aumento de la temperatura en el planeta y a la creación del efecto invernadero.

3b) Dióxido de azufre. . 0Emitido durante la combustión de combustible que contiene azufre o el procesamiento de minerales de azufre (hasta 170 millones de toneladas por año). Algunos compuestos de azufre se liberan durante la combustión de residuos orgánicos en los vertederos mineros. Sólo en Estados Unidos, la cantidad total de dióxido de azufre liberado a la atmósfera representó el 65 por ciento de las emisiones globales.

3c) Anhídrido sulfúrico. Formado por la oxidación del dióxido de azufre. El producto final de la reacción es un aerosol o solución de ácido sulfúrico en agua de lluvia, que acidifica el suelo y agrava las enfermedades del tracto respiratorio humano. La precipitación de aerosoles de ácido sulfúrico provenientes de las llamaradas de humo de las plantas químicas se observa bajo nubes bajas y alta humedad del aire. Láminas foliares de plantas que crecen a una distancia inferior a 11 km. de tales empresas suelen estar densamente salpicadas de pequeñas manchas necróticas que se forman en los lugares donde se depositaron gotas de ácido sulfúrico. Las empresas pirometalúrgicas de metalurgia ferrosa y no ferrosa, así como las centrales térmicas, emiten anualmente a la atmósfera decenas de millones de toneladas de anhídrido sulfúrico.

3d) Sulfuro de hidrógeno y disulfuro de carbono. Entran a la atmósfera por separado o junto con otros compuestos de azufre. Las principales fuentes de emisiones son las empresas que producen fibras artificiales, azúcar, plantas de coque, refinerías de petróleo y yacimientos petrolíferos. En la atmósfera, al interactuar con otros contaminantes, sufren una lenta oxidación a anhídrido sulfúrico.

3e) Óxidos de nitrógeno. Las principales fuentes de emisiones son las empresas que producen fertilizantes nitrogenados, ácido nítrico y nitratos, tintes de anilina, compuestos nitro, seda viscosa y celuloide. La cantidad de óxidos de nitrógeno que entran a la atmósfera es de 20 millones de toneladas. en el año.

3e) Compuestos de flúor. Las fuentes de contaminación son las empresas que producen aluminio, esmaltes, vidrio, cerámica, acero y fertilizantes fosfatados. Las sustancias que contienen flúor ingresan a la atmósfera en forma de compuestos gaseosos: fluoruro de hidrógeno o polvo de fluoruro de sodio y calcio. Los compuestos se caracterizan por un efecto tóxico. Los derivados del flúor son insecticidas fuertes.

3g) Compuestos de cloro. Entran a la atmósfera desde plantas químicas que producen ácido clorhídrico, pesticidas que contienen cloro, tintes orgánicos, alcohol hidrolítico, lejía y refrescos. En la atmósfera se encuentran como impurezas de moléculas de cloro y vapores de ácido clorhídrico. La toxicidad del cloro está determinada por el tipo de compuestos y su concentración. En la industria metalúrgica, al fundir hierro fundido y transformarlo en acero, se liberan a la atmósfera diversos metales pesados ​​y gases tóxicos. Entonces, por cada 11 toneladas de arrabio, se liberan 12,7 kg. 0 dióxido de azufre y 14,5 kg. 0partículas de polvo que determinan la cantidad de compuestos de arsénico, fósforo, antimonio, plomo, vapor de mercurio y metales raros, sustancias resinosas y cianuro de hidrógeno.

2.2. Contaminación del aire por aerosoles

Los aerosoles son partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire. En algunos casos, los componentes sólidos de los aerosoles son especialmente peligrosos para los organismos y provocan enfermedades específicas en las personas. En la atmósfera, la contaminación por aerosoles se percibe como humo, niebla, neblina o neblina. Una parte importante de los aerosoles se forma en la atmósfera mediante la interacción de partículas sólidas y líquidas entre sí o con vapor de agua. El tamaño medio de las partículas de aerosol es de 11 a 5 1 micras. Cada año entran en la atmósfera terrestre unos 11 kilómetros cúbicos. 0 partículas de polvo de origen artificial. Durante las actividades productivas humanas también se forma una gran cantidad de partículas de polvo. A continuación se proporciona información sobre algunas fuentes de polvo industrial:

EMISIÓN DE POLVO DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN, MILLONES DE TONELADAS/AÑO

11. Quema de carbón 93,60

12. Fundición de hierro 20.21

13. Fundición de cobre (sin purificación) 6,23

Introducción 3

1.Contaminación atmosférica 4

2. Concentraciones máximas permitidas (MPC) de sustancias nocivas en el aire 25

3.Protección atmosférica significa 30

4. Conclusión 33

5. Lista de referencias. 34

Introducción

El rápido crecimiento de la humanidad y de su equipamiento científico y tecnológico ha cambiado radicalmente la situación en la Tierra. Si en el pasado reciente toda la actividad humana se manifestaba negativamente sólo en territorios limitados, aunque numerosos, y la fuerza del impacto era incomparablemente menor que el poderoso ciclo de las sustancias en la naturaleza, ahora las escalas de los procesos naturales y antropogénicos se han vuelto comparables, y la La proporción entre ellos continúa cambiando con aceleración hacia el creciente poder de la influencia antropogénica en la biosfera.

El peligro de cambios impredecibles en el estado estable de la biosfera, al que históricamente se han adaptado las comunidades y especies naturales, incluido el propio hombre, es tan grande, manteniendo los métodos habituales de gestión, que las actuales generaciones de personas que habitan la Tierra han sido ante la tarea de mejorar urgentemente todos los aspectos de sus vidas de acuerdo con la necesidad de mantener el ciclo existente de materia y energía en la biosfera. Además, la contaminación generalizada de nuestro medio ambiente con diversas sustancias, a veces completamente ajenas a la existencia normal del cuerpo humano, supone un grave peligro para nuestra salud y el bienestar de las generaciones futuras.

1. La contaminación del aire

El aire atmosférico es el entorno natural más importante para la vida y es una mezcla de gases y aerosoles de la capa superficial de la atmósfera, que se desarrolló durante la evolución de la Tierra, la actividad humana y se encuentra fuera de locales residenciales, industriales y de otro tipo. Los resultados de los estudios medioambientales, tanto en Rusia como en el extranjero, indican claramente que la contaminación atmosférica a nivel del suelo es el factor más potente y que actúa constantemente y que afecta a los seres humanos, a la cadena alimentaria y al medio ambiente. El aire atmosférico tiene una capacidad ilimitada y desempeña el papel del agente de interacción más móvil, químicamente agresivo y omnipresente cerca de la superficie de los componentes de la biosfera, la hidrosfera y la litosfera.

La atmósfera tiene un impacto intenso no sólo en los seres humanos y la biota, sino también en la hidrosfera, el suelo y la cubierta vegetal, el entorno geológico, los edificios, las estructuras y otros objetos fabricados por el hombre. Por lo tanto, la protección del aire atmosférico y de la capa de ozono es el problema ambiental de máxima prioridad y recibe mucha atención en todos los países desarrollados.

La atmósfera terrestre contaminada provoca cáncer de pulmón, garganta y piel, trastornos del sistema nervioso central, enfermedades alérgicas y respiratorias, defectos en los recién nacidos y muchas otras enfermedades, cuya lista está determinada por los contaminantes presentes en el aire y su combinación. efectos en el cuerpo humano. Los resultados de estudios especiales realizados en Rusia y en el extranjero han demostrado que existe una estrecha relación positiva entre la salud de la población y la calidad del aire atmosférico.

Los principales agentes de influencia atmosférica sobre la hidrosfera son las precipitaciones en forma de lluvia y nieve y, en menor medida, el smog y la niebla. Las aguas superficiales y subterráneas de la tierra se alimentan principalmente de la atmósfera y, como resultado, su composición química depende principalmente del estado de la atmósfera.

Fuentes de contaminación del aire

Las fuentes naturales de contaminación incluyen: erupciones volcánicas, tormentas de polvo, incendios forestales, polvo de origen cósmico, partículas de sal marina, productos de origen vegetal, animal y microbiológico. El nivel de dicha contaminación se considera un nivel de fondo, que cambia poco con el tiempo.

El principal proceso natural de contaminación de la atmósfera superficial es la actividad volcánica y fluida de la Tierra. Las grandes erupciones volcánicas provocan una contaminación atmosférica global y a largo plazo, como lo demuestran las crónicas y los datos de observación modernos (la erupción del Monte Pinatubo en Filipinas). En 1991). Esto se debe al hecho de que en las capas altas de la atmósfera se liberan instantáneamente enormes cantidades de gases, que son recogidos a gran altura por corrientes de aire que se mueven a altas velocidades y se propagan rápidamente por todo el mundo. La duración del estado de contaminación de la atmósfera después de grandes erupciones volcánicas alcanza varios años.

Las fuentes antropogénicas de contaminación son causadas por actividades económicas humanas. Éstas incluyen:

1. La quema de combustibles fósiles, que va acompañada de la liberación de 5 mil millones de toneladas de dióxido de carbono al año. Como resultado, durante 100 años (1860 - 1960), el contenido de CO2 aumentó un 18% (de 0,027 a 0,032%). La tasa de estas emisiones ha aumentado significativamente en las últimas tres décadas. A este ritmo, en el año 2000 la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera será de al menos el 0,05%.

2. Explotación de centrales térmicas, cuando la combustión de carbones con alto contenido de azufre produzca la formación de lluvia ácida como consecuencia de la liberación de dióxido de azufre y fuel oil.

3. Los gases de escape de los aviones turborreactores modernos contienen óxidos de nitrógeno y fluorocarburos gaseosos procedentes de aerosoles, que pueden dañar la capa de ozono de la atmósfera (ozonosfera).

4. Actividades de producción.

5. Contaminación con partículas en suspensión (durante la molienda, envasado y carga, de salas de calderas, centrales eléctricas, pozos de minas, canteras durante la quema de residuos).

6. Emisiones de diversos gases por parte de las empresas.

7. Quema de combustible en antorchas, que da como resultado la formación del contaminante más común: el monóxido de carbono.

8. Quema de combustibles en calderas y motores de vehículos, acompañada de la formación de óxidos de nitrógeno, que provocan smog.

9. Emisiones de ventilación (pozos de minas).

10. Emisiones de ventilación con concentraciones excesivas de ozono procedentes de locales con instalaciones de alta energía (aceleradores, fuentes ultravioleta y reactores nucleares) con una concentración máxima permitida en locales de trabajo de 0,1 mg/m3. En grandes cantidades, el ozono es un gas altamente tóxico.

Durante los procesos de combustión de combustibles, la contaminación más intensa de la capa superficial de la atmósfera se produce en megalópolis y grandes ciudades, centros industriales debido al uso generalizado de vehículos, centrales térmicas, salas de calderas y otras centrales eléctricas que funcionan con carbón, fueloil, combustible diesel, gas natural y gasolina. La contribución del transporte por carretera a la contaminación total del aire alcanza aquí entre el 40 y el 50%. Un factor poderoso y extremadamente peligroso en la contaminación del aire son los desastres en las centrales nucleares (accidente de Chernobyl) y los ensayos de armas nucleares en la atmósfera. Esto se debe tanto a la rápida propagación de radionucleidos a largas distancias como al carácter prolongado de la contaminación del territorio.

El gran peligro de la producción química y bioquímica radica en la posibilidad de que se produzcan emisiones de emergencia a la atmósfera de sustancias extremadamente tóxicas, así como de microbios y virus, que pueden provocar epidemias entre la población y los animales.

Actualmente, en la atmósfera superficial hay decenas de miles de contaminantes de origen antropogénico. Debido al continuo crecimiento de la producción industrial y agrícola, están surgiendo nuevos compuestos químicos, incluidos los altamente tóxicos. Los principales contaminantes antropogénicos del aire atmosférico, además de los óxidos de azufre, nitrógeno, carbono, polvo y hollín a gran escala, son compuestos orgánicos, organoclorados y nitro complejos, radionucleidos artificiales, virus y microbios. Los más peligrosos son las dioxinas, el benzo(a)pireno, los fenoles, el formaldehído y el disulfuro de carbono, que están muy extendidos en la cuenca atmosférica rusa. Las partículas sólidas en suspensión están representadas principalmente por hollín, calcita, cuarzo, hidrómica, caolinita, feldespato y, con menos frecuencia, sulfatos y cloruros. En el polvo de nieve se descubrieron óxidos, sulfatos y sulfitos, sulfuros de metales pesados, así como aleaciones y metales en su forma nativa, utilizando métodos especialmente desarrollados.

La atmósfera se caracteriza por un dinamismo extremadamente alto, debido tanto al rápido movimiento de masas de aire en dirección lateral y vertical como a las altas velocidades y a la variedad de reacciones físicas y químicas que ocurren en ella. La atmósfera ahora se considera como un enorme "caldero químico", que está bajo la influencia de numerosos y variables factores antropogénicos y naturales. Los gases y aerosoles emitidos a la atmósfera se caracterizan por una alta reactividad. El polvo y el hollín que surgen de la quema de combustibles y de los incendios forestales absorben metales pesados ​​y radionucleidos y, cuando se depositan en la superficie, pueden contaminar grandes superficies y penetrar en el cuerpo humano a través del sistema respiratorio.

Se ha revelado una tendencia a la acumulación conjunta de plomo y estaño en partículas sólidas suspendidas de la atmósfera superficial de la Rusia europea; cromo, cobalto y níquel; estroncio, fósforo, escandio, tierras raras y calcio; berilio, estaño, niobio, tungsteno y molibdeno; litio, berilio y galio; bario, zinc, manganeso y cobre. Las altas concentraciones de metales pesados ​​en el polvo de nieve se deben tanto a la presencia de sus fases minerales formadas durante la combustión de carbón, fueloil y otros tipos de combustible, como a la sorción de compuestos gaseosos como los haluros de estaño por partículas de hollín y arcilla.

La “vida útil” de los gases y aerosoles en la atmósfera varía en un rango muy amplio (desde 1 a 3 minutos hasta varios meses) y depende principalmente de su estabilidad química, tamaño (en el caso de los aerosoles) y la presencia de componentes reactivos (ozono, hidrógeno). peróxido, etc.).

Evaluar y, más aún, pronosticar el estado de la atmósfera superficial es un problema muy difícil. Actualmente, su estado se evalúa principalmente mediante un enfoque normativo. Los límites máximos de concentración de sustancias químicas tóxicas y otros indicadores estándar de calidad del aire se indican en muchos libros de referencia y manuales. Estas directrices para Europa, además de la toxicidad de los contaminantes (carcinógenos, mutagénicos, alergénicos y otros efectos), tienen en cuenta su prevalencia y capacidad de acumularse en el cuerpo humano y en la cadena alimentaria. Las desventajas del enfoque normativo son la falta de fiabilidad de los valores aceptados de concentraciones máximas permitidas y otros indicadores debido al mal desarrollo de su base de observación empírica, la falta de tener en cuenta el impacto conjunto de los contaminantes y los cambios bruscos en el estado. de la capa superficial de la atmósfera en el tiempo y el espacio. Existen pocos puestos fijos de monitoreo del aire y no permiten evaluar adecuadamente su estado en los grandes centros industriales y urbanos. Se pueden utilizar agujas, líquenes y musgos como indicadores de la composición química de la atmósfera superficial. En la etapa inicial de identificación de las fuentes de contaminación radiactiva asociada con el accidente de Chernobyl, se estudiaron las agujas de pino, que tienen la capacidad de acumular radionucleidos en el aire. Es ampliamente conocido el enrojecimiento de las agujas de los árboles coníferos durante los períodos de smog en las ciudades.

El indicador más sensible y fiable del estado de la atmósfera superficial es la capa de nieve, que deposita contaminantes durante un período de tiempo relativamente largo y permite determinar la ubicación de las fuentes de emisiones de polvo y gases mediante un conjunto de indicadores. Las nevadas contienen contaminantes que no se capturan mediante mediciones directas ni datos calculados sobre emisiones de polvo y gases.

Entre las direcciones prometedoras para evaluar el estado de la atmósfera superficial de grandes áreas industriales y urbanas se encuentra la teledetección multicanal. La ventaja de este método es la capacidad de caracterizar áreas grandes de forma rápida, repetida y en una "única clave". Hasta la fecha, se han desarrollado métodos para evaluar el contenido de aerosoles en la atmósfera. El desarrollo del progreso científico y tecnológico nos permite esperar el desarrollo de métodos similares para otros contaminantes.

La previsión del estado de la atmósfera superficial se realiza utilizando datos complejos. Estos incluyen principalmente los resultados de las observaciones de seguimiento, los patrones de migración y transformación de los contaminantes en la atmósfera, las características de los procesos antropogénicos y naturales de contaminación del aire en el área de estudio, la influencia de los parámetros meteorológicos, la topografía y otros factores en la distribución de los contaminantes en el entorno. Para ello, se desarrollan modelos heurísticos de cambios en la atmósfera superficial en el tiempo y el espacio para una región específica. El mayor éxito en la solución de este complejo problema se ha logrado en las zonas donde se ubican centrales nucleares. El resultado final del uso de tales modelos es cuantificar el riesgo de contaminación del aire y evaluar su aceptabilidad desde un punto de vista socioeconómico.

La atmósfera, como componente ecológico, es una capa de aire en el subsuelo y sobre su superficie, dentro de la cual se observa la influencia mutua de todos los componentes ambientales (incluido el aire mismo). Por tanto, la contaminación del aire incide en cambios en la composición y propiedades de los componentes naturales y en la salud humana.

Los contaminantes ingresan a la atmósfera desde fuentes naturales y antropogénicas.

Las sustancias emitidas de fuentes naturales incluyen: polvo de origen vegetal, volcánico y cósmico; polvo procedente de la erosión del suelo; partículas de sal marina; niebla; productos de combustión de incendios forestales y esteparios; gases de origen volcánico; diversos productos de origen vegetal, animal y microbiológico, etc. Estas contaminaciones crean un fondo natural.

A medida que crece la producción industrial, aumenta la contaminación antropogénica de la atmósfera terrestre.

Actualmente, en los países industrializados se emiten anualmente a la atmósfera más de 2,25 kg/hab de diversos contaminantes, incluidos 1,5 kg/hab de sustancias gaseosas y 0,75 kg/hab de sustancias sólidas.

Las emisiones de las centrales eléctricas que consumen carbón son especialmente peligrosas: ascienden a 133 millones de kg al año de óxidos de azufre, 21 millones de kg de óxidos de nitrógeno y 5 millones de kg de partículas, que son principalmente la causa de la lluvia ácida.

La distribución de la proporción de emisiones nocivas entre sectores industriales en cada país es diferente. (Tabla 2.1.).

El nivel de contaminación del aire en las ciudades es especialmente alto; por ejemplo, en 1996, 171,1 mil toneladas de sustancias nocivas ingresaron a la atmósfera de Moscú desde fuentes estacionarias y 204,4 mil toneladas en la región de Moscú.

La dinámica de los cambios en las emisiones de contaminantes a la atmósfera de Moscú se presenta en arroz. 2.1.

Es visible una clara tendencia hacia un aumento de la cantidad total de contaminantes. La principal fuente de contaminación del aire. (Figura 2.2.) se convirtió en transporte por carretera: representa hasta el 83% de las emisiones de sustancias nocivas al aire contaminado de la ciudad. Los gases de escape de los automóviles representan un peligro particular para los monumentos arquitectónicos ubicados a lo largo de las principales carreteras.

Comparación de las concentraciones de algunos contaminantes gaseosos para zonas rurales y ciudades de Rusia, presentada en mesa 2.2, muestra que se ha generado una situación crítica en las ciudades respecto a este indicador de calidad del aire.

Estas cifras indican que los ecosistemas de una gran ciudad ya no pueden cumplir la función de proporcionarle aire limpio.

En 70 ciudades de Rusia se registraron casos de superación de concentraciones máximas de hasta 10 MPC.

Progresa la contaminación atmosférica y la saturación de la biosfera con metales pesados. Se estima que a lo largo de toda la historia de la sociedad humana se han fundido unos 20 mil millones de toneladas de hierro. La cantidad de hierro en estructuras, máquinas, equipos, etc. Actualmente se estima en aproximadamente 6 mil millones de toneladas. En consecuencia, aproximadamente 14 mil millones de toneladas se dispersan en el medio ambiente debido a la corrosión y otros procesos. Otros metales se disipan de manera aún más significativa. Por ejemplo, la dispersión de mercurio y plomo representa entre el 80% y el 90% de su producción anual. Cuando se quema carbón, se liberan al medio ambiente algunos elementos económicamente importantes junto con cenizas y gases residuales. Por ejemplo, se suministra más de lo que se extrae del subsuelo: magnesio - 1,5 veces, molibdeno - 3 veces, arsénico - 7 veces, uranio, titanio - 10 veces, aluminio, yodo, cobalto - 15 veces, mercurio - 50 veces, litio. , vanadio, estroncio, berilio, circonio - cientos de veces, galio, germanio - miles de veces, sodio - decenas de miles de veces.

Los contaminantes “secundarios” se han convertido en un peligro particular en las ciudades. La fotoquímica atmosférica se caracteriza por la formación de compuestos indeseables que sirven de base al smog fotoquímico. Los principales productos de estas reacciones fotoquímicas son aldehídos, cetonas, hidrocarburos aromáticos, monóxido de carbono - CO, óxidos ácidos CO 2, SO 2, NO 2, nitratos orgánicos y oxidantes - ozono, dióxido de nitrógeno, compuestos como los nitratos de peroxiacetilo, etc. Se sabe que el nitrato de peroxiacetilo ( PAN) irrita fuertemente la membrana mucosa de los ojos y tiene un efecto negativo sobre el aparato de asimilación de las plantas. La irradiación de olefinas y compuestos aromáticos da como resultado la formación de cantidades significativas de aerosoles. Los óxidos ácidos enumerados se oxidan y, al reaccionar con el agua, forman ácidos. El problema de la lluvia ácida se ha vuelto realmente notorio no sólo en las ciudades industriales, sino también en todas partes de las zonas urbanizadas de las ciudades.

Cada año, millones de toneladas de ácidos y otros contaminantes caen con las precipitaciones, lo que es peligroso en términos de cambios globales en la química del medio ambiente natural. Las emisiones de dióxido de azufre (SO 2) procedentes de los gases de escape industriales también causan grandes daños económicos, ya que se pierde una sustancia tan valiosa como el azufre. Las reservas probadas de esta materia prima en el mundo están a punto de agotarse. Al mismo tiempo, la cantidad de azufre tecnogénico que entró en la atmósfera en el año 2000 ascendió, según diversas fuentes, de 275 a 400 millones de toneladas.

Hay dos fuentes principales de contaminación del aire: natural y antropogénica.

Naturalfuente- Se trata de volcanes, tormentas de polvo, erosión, incendios forestales, procesos de descomposición de plantas y animales.

antropogénico, se dividen principalmente en tres fuentes principales de contaminación del aire: la industria, las salas de calderas domésticas y el transporte. La contribución de cada una de estas fuentes a la contaminación total del aire varía mucho según la ubicación.

Actualmente se acepta generalmente que la producción industrial es la que produce la mayor contaminación del aire. Las fuentes de contaminación son las centrales térmicas que, junto con el humo, emiten al aire dióxido de azufre y dióxido de carbono; empresas metalúrgicas, especialmente metalurgia no ferrosa, que emiten al aire óxidos de nitrógeno, sulfuro de hidrógeno, cloro, flúor, amoníaco, compuestos de fósforo, partículas y compuestos de mercurio y arsénico; Plantas químicas y cementeras. Los gases nocivos ingresan al aire como resultado de la quema de combustible para necesidades industriales, la calefacción de hogares, el funcionamiento del transporte, la quema y el procesamiento de desechos domésticos e industriales.

Según los científicos (década de 1990), cada año en el mundo, como resultado de la actividad humana, 25,5 mil millones de toneladas de óxidos de carbono, 190 millones de toneladas de óxidos de azufre, 65 millones de toneladas de óxidos de nitrógeno, 1,4 millones de toneladas de clorofluorocarbonos (freones), orgánicos compuestos de plomo, hidrocarburos, incluidos los cancerígenos (que causan cáncer) 1.

Los contaminantes del aire más comunes ingresan a la atmósfera principalmente en dos formas: en forma de partículas suspendidas (aerosoles) o en forma de gases. En peso, la mayor parte (80-90 por ciento) de todas las emisiones a la atmósfera debidas a la actividad humana son emisiones gaseosas. Existen 3 fuentes principales de contaminación gaseosa: la combustión de materiales combustibles, los procesos de producción industrial y las fuentes naturales.

Consideremos las principales impurezas nocivas de origen antropogénico 2.

Monóxido de carbono. Se produce por la combustión incompleta de sustancias carbonosas. Entra al aire como resultado de la combustión de desechos sólidos, gases de escape y emisiones de empresas industriales. Cada año, al menos 1.250 millones de toneladas de este gas entran en la atmósfera. El monóxido de carbono es un compuesto que reacciona activamente con los componentes de la atmósfera y contribuye al aumento de la temperatura en el planeta y a la creación del efecto invernadero.

Dióxido de azufre. Se libera durante la combustión de combustibles que contienen azufre o el procesamiento de minerales de azufre (hasta 170 millones de toneladas por año). Algunos compuestos de azufre se liberan durante la combustión de residuos orgánicos en los vertederos mineros. Sólo en Estados Unidos, la cantidad total de dióxido de azufre liberado a la atmósfera representó el 65% de las emisiones globales.

Anhídrido sulfúrico. Formado por la oxidación del dióxido de azufre. El producto final de la reacción es un aerosol o solución de ácido sulfúrico en agua de lluvia, que acidifica el suelo y agrava las enfermedades del tracto respiratorio humano. La precipitación de aerosoles de ácido sulfúrico provenientes de las llamaradas de humo de las plantas químicas se observa en condiciones de poca nubosidad y alta humedad del aire. Láminas foliares de plantas que crecen a una distancia inferior a 11 km. de tales empresas suelen estar densamente salpicadas de pequeñas manchas necróticas que se forman en los lugares donde se depositaron gotas de ácido sulfúrico. Las empresas pirometalúrgicas de metalurgia ferrosa y no ferrosa, así como las centrales térmicas, emiten anualmente a la atmósfera decenas de millones de toneladas de anhídrido sulfúrico.

Sulfuro de hidrógeno y disulfuro de carbono. Entran a la atmósfera por separado o junto con otros compuestos de azufre. Las principales fuentes de emisiones son las empresas que producen fibras artificiales, azúcar, plantas de coque, refinerías de petróleo y yacimientos petrolíferos. En la atmósfera, al interactuar con otros contaminantes, sufren una lenta oxidación a anhídrido sulfúrico.

Oxido de nitrógeno. Las principales fuentes de emisiones son las empresas que producen fertilizantes nitrogenados, ácido nítrico y nitratos, tintes de anilina, compuestos nitro, seda viscosa y celuloide. La cantidad de óxidos de nitrógeno que entran a la atmósfera es de 20 millones de toneladas al año.

Compuestos de flúor. Las fuentes de contaminación son las empresas que producen aluminio, esmaltes, vidrio, cerámica, acero y fertilizantes fosfatados. Las sustancias que contienen flúor ingresan a la atmósfera en forma de compuestos gaseosos: fluoruro de hidrógeno o polvo de fluoruro de sodio y calcio. Los compuestos se caracterizan por un efecto tóxico. Los derivados del fluoruro son insecticidas fuertes.

Compuestos de cloro. Entran a la atmósfera desde plantas químicas que producen ácido clorhídrico, pesticidas que contienen cloro, tintes orgánicos, alcohol hidrolítico, lejía y refrescos. En la atmósfera se encuentran como impurezas de moléculas de cloro y vapores de ácido clorhídrico. La toxicidad del cloro está determinada por el tipo de compuestos y su concentración. En la industria metalúrgica, al fundir hierro fundido y transformarlo en acero, se liberan a la atmósfera diversos metales pesados ​​y gases tóxicos. Entonces, por 1 tonelada de arrabio, se liberan 12,7 kg. dióxido de azufre y 14,5 kg de partículas de polvo, que determinan la cantidad de compuestos de arsénico, fósforo, antimonio, plomo, vapores de mercurio y metales raros, sustancias resinosas y cianuro de hidrógeno.

Además de los contaminantes gaseosos, se liberan a la atmósfera grandes cantidades de partículas. Esto es polvo, hollín y hollín. La contaminación del medio ambiente natural con metales pesados ​​representa un gran peligro. El plomo, el cadmio, el mercurio, el cobre, el níquel, el zinc, el cromo y el vanadio se han convertido en componentes casi constantes del aire en los centros industriales.

Aerosoles- Son partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire. En algunos casos, los componentes sólidos de los aerosoles son especialmente peligrosos para los organismos y provocan enfermedades específicas en las personas. En la atmósfera, la contaminación por aerosoles se percibe como humo, niebla, neblina o neblina. Una parte importante de los aerosoles se forma en la atmósfera mediante la interacción de partículas sólidas y líquidas entre sí o con vapor de agua. El tamaño medio de las partículas de aerosol es de 1 a 5 micrones. Aproximadamente 1 metro cúbico ingresa anualmente a la atmósfera terrestre. Km de partículas de polvo de origen artificial. Durante las actividades productivas humanas también se forma una gran cantidad de partículas de polvo. En el Apéndice 3 se proporciona información sobre algunas fuentes de polvo tecnogénico.

Las principales fuentes de contaminación del aire por aerosoles artificiales son las centrales térmicas que consumen carbón con alto contenido de cenizas, las plantas de lavado y las fábricas metalúrgicas, de cemento, magnesita y hollín. Las partículas de aerosol de estas fuentes tienen una amplia variedad de composiciones químicas. Muy a menudo, en su composición se encuentran compuestos de silicio, calcio y carbono, con menos frecuencia: óxidos metálicos: hierro, magnesio, manganeso, zinc, cobre, níquel, plomo, antimonio, bismuto, selenio, arsénico, berilio, cadmio, cromo. cobalto, molibdeno y amianto.

Las fuentes constantes de contaminación por aerosoles son los vertederos industriales: terraplenes artificiales de material redepositado, principalmente rocas de sobrecarga formadas durante la minería o a partir de desechos de empresas de la industria procesadora y centrales térmicas.

Las operaciones de voladuras masivas sirven como fuente de polvo y gases tóxicos. Así, como resultado de una explosión de masa media (250-300 toneladas de explosivos), se liberan a la atmósfera unos 2 mil metros cúbicos. m de monóxido de carbono y más de 150 toneladas de polvo.

La producción de cemento y otros materiales de construcción también es una fuente de contaminación por polvo. Los principales procesos tecnológicos de estas industrias (molienda y procesamiento químico de productos semiacabados y productos resultantes en corrientes de gases calientes) siempre van acompañados de emisiones de polvo y otras sustancias nocivas a la atmósfera.

Los principales contaminantes atmosféricos en la actualidad son el monóxido de carbono y el dióxido de azufre (Apéndice 2).

Pero, por supuesto, no debemos olvidarnos de los freones o clorofluorocarbonos. La mayoría de los científicos los consideran la causa de la formación de los llamados agujeros de ozono en la atmósfera. Los freones se utilizan ampliamente en la producción y en la vida cotidiana como refrigerantes, agentes espumantes, disolventes y también en envases de aerosoles. Es decir, los médicos asocian un aumento del número de cánceres de piel con una disminución del contenido de ozono en las capas superiores de la atmósfera. Se sabe que el ozono atmosférico se forma como resultado de complejas reacciones fotoquímicas bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol. Aunque su contenido es pequeño, su importancia para la biosfera es enorme. El ozono, al absorber la radiación ultravioleta, protege de la muerte toda la vida en la Tierra. Los freones, cuando ingresan a la atmósfera, bajo la influencia de la radiación solar, se descomponen en una serie de compuestos, de los cuales el óxido de cloro destruye más intensamente el ozono.