Последствия загрязнения атмосферы

Появление в атмосфеpе вpедных пpимесей приводит к pазличным глобальным пpоцессам:

1. вымыванию из атмосферы кислот – «кислотные дожди»

2. смогу в городах и т. д.

3. уменьшению содержания стратосферного озона, появлению «озоновых дыр»;

4. потеплению климата, вызванное накоплением в атмосфеpе газов, поглощающих инфракрасное излучение и препятствующих его рассеиванию, – «парниковый» эффект;

9.4.1.Кислотные дожди. Причиной этого явления является наличие в атмосфеpе диоксидов серы и азота.

Основными антропогенными источниками диоксида серы (SO₂) являются процессы:

1. сжигание ископаемого топлива;

2. промышленное производство (прежде всего в металлургии);

3. эксплуатация автомобилей (выхлопные газы)

В атмосфере диоксид серы может окисляться:

2SO₂ + O₂ -> 2SO₃

Образовавшийся триоксид серы растворяется в капельках влаги, что ведет к образованию серной кислоты:

SO₃+ H₂О -> H₂SO₄

В ясную погоду содержание серной кислоты составляет 3 % концентрации сернистого газа, а в пасмурную – до 15 %. Растворы серной кислоты держатся в виде капелек тумана или выпадают с дождями, "кислотные дожди".

Кислотность, определяемая водородным показателем pH,

· для дождевой воды равна 5,6 – 5,7.

· в чистых реках и озерах pH = 8;

· при pH = 7 из-за недостатка кальция начинает гибнуть икра некоторых рыб;

· при pH = 5,5 появляется мох сфагнум, не пригодный для питания обитателей водоемов;

· при pH = 4,5 погибают рыба, лягушки, насекомые, вода становиться стерильной, на дне развиваются сфагнум, грибы и бактерии-анаэробы, выделяющие углекислый газ, метан и сероводород.

При длительном воздействии содержащихся в воздухе оксидов серы у человека возникают хронический бронхит и другие легочные заболевания

Сернистый газ и серная кислота разрушают хлорофилл в листьях растений, в связи с этим затрудняются фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается урожайность сельскохозяйственных культур, ухудшается состояние древесных насаждений. При более высоких дозах и продолжительном действии растения, особенно хвойные, погибают. Превышение кислотности почв снижает эффективность применения удобрений, угнетает наиболее ценные многолетние травы.

Аналогично ведут себя и оксиды азота, являясь частью "кислотных дождей":

2NO + O₂ -> 2NO₂

2NO₂ + H₂O -> HNO₃ + HNO₂

От кислотных выбросов страдают здания и архитектурные памятники Великобритании, Греции, Италии и нашей страны, коррозируют металлические конструкции.

9.4.2. Смог в городах. При большом содержании в воздухе газов и пыли (сажи) и застое воздуха над промышленными районами в связи с метеорологической инверсией (изменение температуры с высотой), сопровождающейся ростом температуры снизу вверх, образуются смоги.

При смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. В России подобные явления характерны для десятков городов, где физико-географические условия благоприятны для их возникновения, – в Новокузнецке, Медногорске, Кемерове, Ангарске и в Барнауле.

Различают два вида смога: зимний смог (лондонский тип, влажный) и летний смог (лос - анджелесский тип, сухой).

Метеорологической предпосылкой для зимнего смога является безветренная тихая погода. При этом слой более теплого воздуха расположен над приземным слоем холодного воздуха (ниже 700 м, приземная инверсия), движение воздуха вблизи поверхности земли почти отсутствует (менее 3 м/с). Горизонтальный и вертикальный обмен воздуха затруднен. Загрязняющие вещества, которые обычно через высокие дымовые трубы распределяются в высоких слоях и переносятся на большие расстояния, в данном случае скапливаются в приземном слое.

«Лондонским смогом» называют аэрозоль, образующийся в воздухе из капелек вместе с твердыми частицами не полностью сгоревших веществ. Капли формируются в результате реакции:

H₂ O (г) + SO₂ = SO₂ * xH₂O

Концентрации оксидов серы, взвешенных твердых частиц и оксида углерода могут быстро достигать опасных для здоровья человека уровней и приводить к нарушению дыхания, раздражению слизистых оболочек, расстройству кровообращения, а нередко к смерти Особую опасность смог представляет для детей, старых и больных людей. Вследствие катастрофического лондонского смога в 1952 г. в течение двух недель погибло 4 000 чел.

Летний смог называют также фотохимическим смогом – это вторичное загрязнение воздуха, возникающее в результате разложения загрязняющих веществ солнечными лучами, особенно ультрафиолетовыми.

Основной вклад в формирование фотохимического смога вносят оксиды азота (NO_X) и озон (О₃), дополнительными составляющими являются оксид углерода (СО), углеводороды, основным источником которых являются автомобили.

В загазованном воздухе под действием интенсивного облучения возникает синеватая прозрачная дымка, состоящая из озона (до 3 мг/м³ и более), оксидов азота, монооксида углерода СО (продукт неполного сгорания бензина) и различных органических соединений. Все эти вещества раздражают слизистую оболочку глаз и органы дыхания человека.