Повітря та його склад. 
Охорона повітря від забруднення

Повітря та його склад. Охорона повітря від забруднення Роботу виконав:

Миколаєць Д.М.

Біла Церква 2009

ЗМІСТ

ВСТУП

1. СКЛАД ПОВІТРЯ

1.1 Характеристика основних газів, які входять до повітряної суміші

1.1.1 Азот. Фізичні властивості азоту

1.1.2 Кисень. Фізичні властивості кисню

1.1.3 Вуглекислий газ. Фізичні властивості вуглекислого газу

1.1.4 Чадний газ. Фізичні властивості чадного газу

1.2 Характеристика домішок повітря

1.2.1 Пил та аерозолі

1.2.2 Вода

2. ОХОРОНА ПОВІТРЯ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ

2.1 Екологічні проблеми, пов’язані із забрудненням повітря

2.2 Виникнення озонових дір

2.3 Заходи боротьби з забрудненням повітря ВИСНОВКИ СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ДОДАТКИ

ВСТУП

Повітряна оболонка Землі, її атмосфера є однією з найголовніших умов життя. Без їжі людина може прожити місяць, без води — тиждень, а без повітря не може прожити й двох хвилин. Атмосфера має величезне екологічне значення. Вона захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів, регулює сезонні й добові коливання температури, є носієм тепла й вологи. Якби на Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температури на ній досягли б ±200°С. Через атмосферу відбуваються фотосинтез та обмін енергії й інформації — основні процеси біосфери. Атмосфера спричиняє ряд складних екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо). Для деяких організмів (бактерії, літаючі комахи, птахи та інші) атмосфера є основним середовищем життя.

Основними компонентами атмосфери є азот (78,084%), кисень (20,946%) і аргон (0,934%), велике значення мають також малі домішки таких газів, як СО₂, метан тощо. Крім того, атмосфера містить пари води, вміст яких коливається від 0,2% в приполярних районах до 3% поблизу екватора. Такий хімічний склад атмосфера мала не завжди. Первісна атмосфера Землі була схожа з атмосферами деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалася майже повністю з вуглекислого газу з домішками метану, аміаку тощо. Нинішній киснево-азотний склад атмосфери є результатом життєдіяльності живих організмів. Життя, що існує на Землі, за мільярди років кардинально змінило склад її атмосфери.

Маса атмосфери колосальна — 5,15· 10¹⁵т (це приблизно одна мільйонна маси Землі). Проте атмосферне повітря можна вважати лише умовно невичерпним природним ресурсом. Справа в тому, що людині необхідне повітря певної якості, а під впливом її діяльності хімічний склад й фізичні властивості повітря дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося таких ділянок, де повітря зберігає свою первісну чистоту та якість, а в деяких промислових центрах стан атмосфери став уже просто загрозливим для здоров’я.

Атмосфера складається з таких шарів (знизу вгору): тропосфера (до висоти 18км), стратосфера (до 50км), мезосфера (до 80км), термосфера (1000км), екзосфера (1900км), геокорона (умовно до 20 000 км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний вакуум. Основна маса повітря (90%) зосереджена у нижньому шарі — тропосфері. Тут же відбуваються найінтенсивніші теплові процеси, причому атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океану та суші. Надзвичайно важливе екологічне значення для біосфери має ще озоносфера — шар стратосфери збагачений триатомним киснем — озоном (О₃). Цей шар міститься на висотах 20−50 км і захищає все живе на Землі від згубної дії жорстокого ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Крім газів, у складі атмосфери ще є домішки так званого аерозолю, тобто дуже дрібних краплинок рідин і твердих частинок як природного так і штучного походження. Серед них є сірчані (краплинки Н₂SО₄), мінеральні (пил земної поверхні), вуглеводневі (сажа), морські (частинки морських солей) та інші.

Актуальність роботи полягає в ознайомленні зі складом повітря та методами його захисту від забруднення.

Мета дослідження — аналіз складових частин повітряної суміші для подальшого визначення ефективних методів очищення та охорони повітря.

Об'єкт дослідження — атмосферне повітря та його складові.

Предмет дослідження — охорона повітря та його складових від забруднення шкідливими речовинами.

Під час виконання роботи перед нами постали такі завдання:

1. Дізнатися з яких складових складається повітря атмосфери, їх характеристики.

2. Дізнатися основні джерела забруднення повітря.

3. Дізнатися, які екологічні проблеми пов’язані із забрудненням повітря.

4. Дізнатися про заходи пов’язані зі збереженням повітря.

1. СКЛАД ПОВІТРЯ

1.1 Характеристика основних газів, які входять до повітряної суміші

Повітря — природна суміш газів, з яких складається атмосфера Землі. Основними компонентами повітря є азот (78%) і кисень (21%), а також інертні гази (аргон, неон, гелій, криптон), водень та інші компоненти. Виділяють і змінні складові повітря — вуглекислий газ, водяну пару, озон, фреон, метан та інші. На склад приземного шару повітря істотно впливає вуглекислий газ, вміст якого в межах великих міст і промислових центрів постійно зростає і становить 0,033%.

1.1.1 Азот. Фізичні властивості азоту

Азот — газ без кольору, смаку і запаху, легший за повітря, малоактивний, його концентрація у видихуваному повітрі майже не змінюється. Розчиняється у воді гірше, ніж кисень: при 20 °C в 1л води розчиняється 15,4мл азоту (кисню 31мл). Тому в повітрі, розчиненому у воді, вміст кисню відносно азоту більший, ніж в атмосферному. Мала розчинність азоту у воді, а також його дуже низька температура кипіння пояснюється досить слабкими міжмолекулярними взаємодіями як між молекулами азоту і води, так і між молекулами азоту. Природний азот складається з двох стабільних ізотопів з масовими числами 14 (99,64%) і 15 (0,36%).

Азот у природі зустрічається переважно у вільному стані. У повітрі об'ємна частка його становить 78,09%, а масова частка 75,6%. Сполуки азоту в невеликих кількостях є у ґрунті. Азот входить до складу білкових речовин і багатьох природних органічних сполук. Загальний вміст азоту у земній корі становить 0,01%. Він відіграє важливу фізіологічну роль у створенні атмосферного тиску, який є життєво необхідним, та сумісно з інертними газами розбавляє кисень. З рослинною їжею, особливо бобових, азот у зв’язаному виді надходить до організму тварин і бере участь в утворенні тваринних білків, а, відповідно, і білків людського організму.

1.1.2 Кисень. Фізичні властивості кисню

Кисень — найпоширеніший на Землі елемент. Він становить 47,2% маси земної кори. Його вміст у повітрі становить 20,95% за об'ємом або 23,15% за масою. Кисень входить до складу води, гірських порід, багатьох мінералів і солей, міститься у білках, жирах і вуглеводах, з яких складаються живі організми.

Кисень — газ без кольору, смаку та запаху, трохи важчий за повітря. У воді розчиняється мало (в 1л води при 20 °C розчиняється 31мл кисню). При температурі —183°С і тиску 101,325 кПа кисень переходить у рідкий стан. Рідкий кисень має голубуватий колір, втягується в магнітне поле. Природний кисень містить три ізотопи: 8¹⁶O (99,76%), 8¹⁷О (0,04%) і 8¹⁸О (0,20%).

Людина за добу вдихає у стані спокою приблизно 2722л (25кг) кисню. У повітрі, яке видихається, міститься близько 16% кисню. Цього достатньо, наприклад, для забезпечення киснем організму потерпілого при проведенні йому штучного дихання методом «рот до рота». У легенях кисень приєднується до гемоглобіну й утворює нестійку сполуку — оксигемоглобін, який доставляється з течією крові до кожної клітини. Там кисень поглинається клітиною і гемоглобін відновлюється. Від величини спожитого кисню залежить характер Інтенсивності окислювальних процесів у організмі. Подача збагаченого киснем повітря усуває кисневе голодування тканин організму при ряді захворювань. Гіпербарична оксигенація (вдихання кисню хворим, якого поміщають у спеціальну камеру з підвищеним атмосферним тиском) дозволяє виконувати складні операції на серці й судинах. Цей метод застосовують також для лікування різноманітних захворювань.

1.1.3 Вуглекислий газ. Фізичні властивості вуглекислого газу

Карбон (IV) оксид (вуглекислий газ, його ще називають вуглекислотою, двоокисом вуглецю) — газ без кольору, з кислуватим смаком і своєрідним запахом, добре розчинний у воді. Навісь при невисокому тиску і кімнатній температурі вуглекислий газ перетворюється на рідину. Зріджений вуглекислий газ зберігають у стальних балонах. Якщо його швидко вилити з балона, він випаровується, внаслідок чого частина газу перетворюється на снігоподібну масу. Твердий вуглекислий газ називають сухим льодом, він у 1,5 рази важчий за повітря. Вуглекислий газ утворюється при згорянні дров, кам’яного вугілля, торфу, гасу. Багато вуглекислого газу виділяється в повітря при диханні людей, тварин. У повітрі, яке видихається, вуглекислого газу міститься до 4,7%. Фізіологічна роль карбон (IV) оксиду полягає в регуляції процесу дихання. При зростанні концентрації вуглекислого газу в тканинах дихання стає глибшим і навпаки. Гігієнічно допустимою нормою вмісту двоокису вуглецю в повітрі житлових приміщень вважається 0,1%, в кіноконцертних та спортивних залах допускається короткочасне підвищення вмісту до 0,15%. Діоксид вуглецю є додатковим показником забруднення повітря антропогенними токсинами. Підвищення вмісту діоксиду вуглецю до 3% у вдихуваному повітрі негативно впливає на стан організму, виникають відчуття стискання голови та головний біль, підвищується артеріальний тиск, сповільнюється пульс, з’являється шум у вухах, може спостерігатися психічне збудження. При зростанні концентрації карбон (IV) оксиду до 10% у повітрі, яке вдихається, відбувається втрата свідомості, а потім може настати зупинка дихання. Більші концентрації швидко призводять до паралічу мозкових центрів і летальних випадків.

1.1.4 Чадний газ. Фізичні властивості чадного газу

Карбон (II) оксид, чадний газ CO — безбарвний, дуже отруйний газ без запаху. Утворюється внаслідок неповного згоряння пального в автомобільних двигунах чи опалюваних приладах, які працюють на вугіллі або на інших видах природного палива. У воді майже не розчиняється і не вступає з нею в хімічну взаємодію. Належить до несолетвірних оксидів.

Чадний газ утворюється при згорянні вугілля або сполук, що містять вуглець, при нестачі кисню (повітря), а також при взаємодії вуглекислого газу з розжареним вугіллям:

· CO₂ + С = 2CO

На повітрі він згоряє характерним голубуватим полум’ям з утворенням діоксиду вуглецю:

· 2CO + O2 = 2CO₂

При цьому виділяється значна кількість тепла. Тому CO в суміші з іншими газами застосовують у техніці як газоподібне паливо (доменні гази, генераторний газ, водяний газ тощо).

При високій температурі карбон (II) оксид виявляє відновні властивості, завдяки чому широко використовується в металургії для одержання деяких металів з їх оксидів. Наприклад:

· PbO + CO = Pb + CO₂^

· Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂^

1.2 Характеристика домішок повітря

Повітря містить водяну пару, яка зосереджена у нижньому шарі атмосфери, від екватора до полюсів її кількість зменшується з 3% до 0,1—0,2%, а також краплі води і кристали льоду, які утворюються при конденсації водяної пари, пил та інші рідкі й тверді домішки — атмосферні аерозолі. Значна кількість цих домішок надходять у повітря внаслідок господарської діяльності.

1.2.1 Пил та аерозолі

Пил атмосфемрний — сукупність завислих в повітрі дрібних (1ч2· 10−4см) твердих частинок, здатних в безвітряну погоду осідати на поверхню Землі. Джерела пилу можуть бути як природного походження (вивітрення гірських порід, виверження вулкану), так і індустріального (викиди промислових підприємств). Основна кількість пилу зосереджена на висотах до 500 м. Під атмосферним пилом розуміють завислі в повітрі тверді частинки діаметром більше 1 мкм. Ці частинки складно класифікувати хімічно, так як вони можуть являти собою як частинки кварцу, так і органічні матеріали найрізноманітнішого походження, також квітковий пилок рослин. Говорячи про склад атмосферного пилу в глобальному масштабі, маємо зауважити, що вона в основному має мінеральне походження, але в окремих районах склад може змінюватися відповідно до джерел формування атмосферного пилу: тут можуть превалювати сполуки лужних і лужноземельних металів, тяжкі метали, вуглеводні та спори рослин.

Аерозолі - безліч найдрібніших частинок якої-небудь речовини, розпилених у газі або газуватому середовищі. Аерозолі являють собою колоїдні системи, дисперсійним середовищем в яких є, як правило повітря. Діаметр диспергованих частинок, відповідно до визначення колоїдної системи, знаходиться в межах 0,1−0,001мкм. На відміну від атмосферного пилу аерозолі вміщують на лише тверді, а й рідкі частинки, утворені при конденсації парів чи при взаємодії газів. Рідкі краплини можуть вміщувати і розчинені в них речовини. Звичайно до аерозолів відносять і краплини діаметром 0,1−1мкм, тоді як тверді частинки того ж діаметру відносять до аерозолів рідше, часто характеризуючи їх як тонкий пил. У фізіологічному плані особливу увагу слід приділяти частинкам розміром менш 5мкм, тому як при зменшенні розміру їх поведінка стає все більш схожою з газоподібним станом, тобто вони на затримуються в легенях при диханні (не відфільтровуються від повітря), а також не вимиваються з повітря дощами. Це збільшує час їхнього перебування в атмосфері в порівнянні з більшими частинками — обставина, що грає особливо важливу роль при розподілі пилу та аерозолів в атмосфері.

Атмосферний пил та аерозолі можуть мати як природній так і антропогенне походження (промислові та побутові викиди). В результаті природних процесів частинки солей потрапляють в повітря з морської води, мінеральний пил — з сухого ґрунту, пил та зола — при вулканічній діяльності, тверді частинки диму — при лісових пожежах, і зрештою такі тверді продукти як нітрати та сульфати, що утворюються в результаті газових реакцій.

Атмосферний пил і дими антропогенного походження утворюються в результаті промислових викидів; зола і дим при згоранні палива в промислових, побутових та транспортних котельних установок, ряд хімічних продуктів — при взаємодії газів, серед яких визначну роль грають сульфати.

При утворенні частинок пилу з ґрунту не завжди зрозуміло, чи є землі результатом природних чи антропогенних процесів, тому потрібно з обережністю судити про реальне походження цього пилу і давати цим процесам кількісну оцінку. Але, не дивлячись на невизначеність при визначенні первинного джерела утворення пилу, можна вважати, що 1670 мегатон пилу та аерозолів, які щорічно надходять в атмосферу, більше половини припадає на долю природних процесів.

Час перебування, і відповідно, їх розповсюдження по земній поверхні залежить як від величини та густини, так і від швидкості розповсюдження вітрів, а також від того на яку висоту частинки було піднято спершу. Великі частинки звичайно осідають протягом декількох годин або діб, але й можуть переноситись на сотні кілометрів, якщо спочатку піднялися на достатню висоту.

Ті частинки, що за своєю поведінкою подібні до частинок газів (діаметр 1 мкм і менше), в значно меншій мірі піддаються впливу атмосферних опадів, час їхнього перебування в верхніх шарах атмосфери складає 10 -20 діб. Цього часу буває достатньо для розповсюдження частинок по всій півкулі (хемісфері). Проте перехід з північної півкулі в південну протягом 20 діб не є можливим, тому що екваторіальна зона низького тиску навколо Землі значно ускладнює обмін повітряним масами між двома півкулями.

Якщо пил і аерозолі досягають верхніх шарів тропосфери, то вони можуть потрапити і в стратосферу за допомогою горизонтальних повітряних потоків між тропосферою і стратосферою з вихорами на флангах.

При вулканічній діяльності частинки золи і пилу можуть підніматись на висоту до 20 км і навіть вище. Тривалість існування пилу в стратосфері складає 1 — 3 роки. Атмосферні пили та аерозолі, що накопичуються над містами та промисловими зонам мають лише регіональне значення. Вони утворюють накопичення над первинними джерелами, але при інтенсивному рухові повітряних мас ці забруднення можуть розноситись в підвітряну сторону.

В областях з помірним кліматом виділення пилу в атмосферу залежить від пори року; її утворення природними шляхами досягає максимуму в спекотні літні місяці, а виділення пилу антропогенного походження над містами і густонаселеними областями максимальне у опалювальний період. Головною причиною в останньому випадку є продукти, що утворюються під час роботи промислових та побутових котелень.

Область розповсюдження пилу і аерозолів, що утворюються в закритих приміщеннях, мають чітко обмежений місцевий характер. При відсутності вентиляційних та витяжних пристроїв концентрація забруднень може набувати характеру, що становитиме загрозу для людського організму.

1.2.2 Вода

Багато води перебуває у газуватому стані в атмосфері. Молекули води, що розсіяні там (у хмарах і вигляді пари), захищають Землю від космічного холоду, тому що нагріваючись, вони поглинають теплоту, а охолоджуючись, віддають її і тим самим «вирівнють» клімат. Наявність води в атмосфері визначає багато явищ, які в ній відбуваються: серпанок, туман, хмари, опади, грози тощо. Вивчення атмосфери показало, що її будова шарувата. (Додаток А). Нижній шар атмосфери називають тропосферою. Він поширюється до висоти 17 км над екватором і 8 км над полюсами. Й у цьому шарі зосереджено майже ¾ усієї маси атмосфери в ньому безперервно рухається повітря як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямах. У тропосфері міститься майже вся вода, в ній відбуваються погодні процеси: утворюються хмари, тумани, випадають опади, бувають грози. Температура повітря в цьому шарі знижується з висотою в середньому на 0,6єС на кожні ЮС м і на верхній межі досягає - 70 °C.

Вода — рідина без запаху, смаку і кольору; оксид водню. Молекула води складається з одного атому кисню і двох атомів водню. Атоми водню розташовані в молекулі так, що напрямки до них утворюють кут 104,45є із вершиною в центрі атома кисню. Таке розташування зумовлює молекулі води дипольний момент у 1,844 Дебая. При заміні атомів водню (протоніїв) на атоми дейтерію утворюється модифікація, яка називається важкою водою. (Додаток Б).

Чиста вода — безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. При 0 °C вона замерзає і перетворюється у лід, а при 100 °C і нормальному атмосферному тиску кипить, перетворюючись у пару. В газоподібному стані вода існує і при нижчій температурі, навіть нижче 0 °C. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються. У рідкому стані практично не стискається, у замерзлому стані розширюється на 1/11 від свого об'єму. (Додаток В).

Найбільшу густину вода має при + 4 °C. Масу 1 см³ чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвали грамом (сучасне визначення грама основане та точнішому еталоні). На відміну від інших рідин вода при охолодженні від + 4 до 0 °C розширюється. Тому лід легший від води (на 8%) і не тоне в ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна і цим забезпечується у них життя.

Вода характеризується великою питомою теплоємністю, що дорівнює за означенням калорії 1кал/г-град. Завдяки цьому температура океанів і морів змінюється досить повільно і цим регулює температуру земної кори. Цим пояснюється також те, що клімат на островах рівномірніший, ніж на материках.

Фізичні властивості води великою мірою зумовлені тим, що молекула води має значний дипольний момент (1,844 Дебая). Завдяки цьому молекули води сильно взаємодіють між собою, що приводить до конденсації при доволі високій температурі. Так, наприклад, набагато важчі молекули кисню і вуглекислого газу при цих температурах конденсованої фази не утворюють. Легкі атоми водню утворюють водневі зв’язки між різними молекулами, зумовлюючи складну взаємозв'язану структуру рідини.

повітря забруднення екологічний захист

2. ОХОРОНА ПОВІТРЯ ВІД ЗАБРУДЕННЯ

2.1 Екологічні проблеми, пов’язані із забрудненням повітря

Періодично над деякими районами Землі з’являються озонові ?діри?. Спричиняють їх утворення, як вважають, викиди хлорта хлорвмісних вуглеводів, наприклад, фреону, в атмосферу (фреон використовується як агент-охолоджувач холодильних установок та газ-наповнювач аерозольних флаконів), а також полістиролу, багатьох цінних речовин побутової хімії. Піднімаючись догори ці гази розпадаються з утворенням хлору, який руйнує озон.

У невеликій кількості в атмосфері містяться водень, метан, двооксид азоту, сірководень, а також водяна пара (до 0,42% від об'єму атмосфери, або 0,2% її маси).

З кожним роком чистого повітря на планеті стає все менше, причиною цього є, в основному, антропогенне забруднення природи. Це створює реальну загрозу для існування людей, тварин і рослин на Землі. Вирубуються і згорають під час пожеж величезні площі лісів, які очищають повітря і є основним джерелом виділення кисню в повітря. Внаслідок твердого і рідкого палива в котельнях теплових електростанцій, мартенівських та доменних печах, при опалюванні житлових будинків, а також від викидів внутрішнього згоряння (за даними деяких авторів вони становлять від? до Ѕ всіх речовин, які забруднюють повітря) в атмосферу потрапляють щорічно сотні мільйонів тонн шкідливих газів і пилу, в тому числі більше 200 млн. тонн оксиду вуглецю, понад 150 млн. тонн сірчистого газу, приблизно 40 млн. тонн вуглеводнів та інших речовин. Забруднення повітря цими газами створює «парниковий ефект», тобто велика кількість тепла накопичується в атмосфері, що спричинило потепління клімату у всьому світі, тільки за XX століття середня температура на планеті зросла на 0,5 °С. Згідно з прогнозами вчених темпи потепління будуть наростати, що спричинить танення криги на полюсах і підвищення рівня води в морях та океанах. Таким чином, повітря має надзвичайно велике гігієнічне значення, тому що воно постачає необхідний для життя кисень, може бути резервуаром для накопичення речовин техногенного походження, які прямо або опосередковано негативно впливають на санітарно-побутові умови життя населення і його здоров’я; крім того, є один із важливих чинників кліматоутворення.

У повітрі відбуваються процеси самоочищення від шкідливих хімічних речовин, газів та пари, завислих твердих речовин, хвороботворних мікроорганізмів тощо. Добитися відповідної чистоти повітря можна тільки при проведенні комплексу законодавчих, технологічних, планових і санітарних заходів, які будуть здійснюватися на державному рівні й потребують значних фінансово-матеріальних затрат, але суттєву роль в цьому відіграє і підвищення культурного рівня та свідомості населення України. Хорошими засобами збереження чистоти атмосферного повітря є заміна у виробничих процесах шкідливих речовин на менш токсичні, створення нових замкнутих технологічних ліній, що працюють без викидів у атмосферу, безвідходне використання природних ресурсів, застосування ефектних фільтрів. Вирішити проблему зменшення забруднення атмосферного повітря можна тільки у тісній співпраці громадських організацій та державних закладів, а у планетарному обсязі лише на основі міжнародного співробітництва та спільних зусиль всіх країн. На підставі Закону України «Про охорону навколишнього природного середовища» (1992) всі громадяни мають право на споживання екологічно чистих продуктів харчування, вживання доброякісної питної води та дихання чистим повітрям. Однак внаслідок діяльності промисловості, експлуатації фізично і морально застарілого обладнання, недостатнього впровадження у виробництво безвідходних і маловідходних технологій, відсутності або малоефективності очисних пристосувань, різкого збільшення автотранспорту, росту чисельності міського населення на тлі низького рівня екологічної грамотності, а нерідко і злочинної безвідповідальності за дотримання гігієнічних вимог до роботи підприємств, зростає негативний антропогенний вплив на навколишнє природне середовище, в тому числі й на атмосферне повітря, з цих причин в кожному населеному пункті при плануванні будівництва жител і підприємств треба враховувати пануючі вітри, передбачати облаштування санітарно-захисної зони для кожного підприємства, що викидає в атмосферу шкідливі речовини. Ці зони відокремлюють промислові підприємства від житлових будівель, в них обов’язково насаджуються дерева і забороняють будівництво житла та тривале перебування людей. Забруднення атмосфери відносять до явищ глобального масштабу, тому охорона її вимагає участі людей всього світу. У нашій країні Постановою Кабінету Міністрів України «Організація та проведення моніторингу в галузі охорони атмосферного повітря» (9.03.1999 р., № 343) встановлено вимоги до охорони атмосферного повітря. Метою моніторингу є отримання, збирання, опрацювання, збереження та аналіз інформації про рівень забруднення атмосферного повітря, оцінка та прогнозування його змін І ступеня небезпеки та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі охорони атмосферного повітря. Моніторинг атмосферного повітря є складовою частиною державної системи моніторингу довкілля України. Об'єктами моніторингу є:

1) атмосферне повітря, у тому числі атмосферні опади;

2) викиди шкідливих речовин в атмосферне повітря.

Під час проведення моніторингу обов’язково визначають наявність в атмосферному повітрі таких загальнопоширених шкідливих речовин, показників та інгредієнтів атмосферних опадів, як пил, діоксид сірки, бензпірен, радіоактивні речовини тощо, а в атмосферних опадах — сульфати, нітрати, кальцій, магній, кислотність тощо. За рішенням місцевих органів виконавчої влади або органів місцевого самоврядування, з урахуванням екологічної ситуації в регіоні, в населеному пункті може додатково проводитися визначення в атмосферному повітрі аміаку, етилбензолу, заліза та його сполук, азотної та сірчаної кислот, хлору та інших забруднюючих речовин.

2.2 Виникнення озонових дір

Життя на Землі залежить від енергії Сонця. Надходить до Землі вона у вигляді променів видимого світла, а також довгохвильових (інфрачервоних або теплових) і ультрафіолетових (УФ), УФ-випромінювання несе найбільшу енергію і в фізіологічно активним, тобто діє на живу речовину. Увесь потік УФ-променів Сонця, що доходить до земної атмосфери, умовно поділяють на три види: УФ-А (довжина хвилі 400—315 нм), УФ-В (315—280) і УФ-С (менше 280 нм). УФ-В і УФ-С надзвичайно шкідливі для всього живого випромінювання й приводять до розриву молекул білків і загибелі живих клітин. Що ж захищає нас і всю біосферу від згубної дії так званого «жорстокого ультрафіолету» (тобто короткохвильового УФ-В і C)? Це — озоновий щит Землі.

На висоті 20—50 км, як вже згадувалося, повітря містить підвищену кількість озону. Озон утворюється в стратосфері за рахунок молекул звичайного, двоатомного кисню О₂, що поглинає жорстке УФ-випромінювання. Енергія променів УФ-В і УФ-С витрачається на фотохімічну реакцію утворення озону з кисню: 3O₂ > 2O₃ і тому до поверхні Землі вони не доходять, туди проникає лише значно ослаблений потік «м'якого» УФ-С. Від негативної дії цього випромінювання наш організм уміє захищатись, синтезуючи в шкірі шар темної речовини — меланіну (засмага). Проте ця речовина в шкірі утворюється досить повільно. Тому тривале перебування на весняному сонці, коли в шкірі ще нема цього захисту, викликає її почервоніння, головний біль, підвищенні температури тіла тощо Останнім часом вчені надзвичайно занепокоєні зниженням вмісту озону в озоновому шарі атмосфери. Над Антарктидою виявлено «діру» в цьому шарі, де вміст його менший від звичайного на 40 — 50%. Ця озонова діра з року в рік збільшує свою площу й сьогодні вона вже більша за материк Антарктиду. Озонова діра спричинила посилення УФ-фону в країнах, розташованих в Південній півкулі, ближче до Антарктиди, перш за все в Новій Зеландії. Медики цієї країни б’ють тривогу, констатуючи значне зростання захворювань, зумовлених підвищеним УФ-фоном, таких, як рак шкіри й катаракта очей. Жителі столиці Нової Зеландії - Веллінгтона, які раніше намагалися використати кожний погожий день (котрих у Веллінгтоні не так багато буває) для відпочинку, сьогодні побоюються з’являтися на пляжі.

Тривожні повідомлення надходять і із Північної півкулі: й тут виявлено озонову діру (над Шпіцбергеном), щоправда, менших розмірів, ніж антарктична. Зниження вмісту озону в атмосфері загрожує зменшенням врожаїв сільськогосподарських рослин, захворюваннями тварин і людей, збільшенням шкідливих мутацій тощо, а якщо він зникне з атмосфери зовсім, то це приведе до загибелі всього живого на Землі.

Встановлено, що руйнуванню озонового шару сприяють деякі хімічні речовини (наприклад, окиси азоту), що потрапляють у стратосферу з висхідними повітряними течіями. Тут вступають у реакцію з озоном і розкладають його на кисень. Проте окисів азоту в повітрі дуже мало, вони нестійкі і серйозно не впливають на кількість озону в стратосфері. Але з’явилось інше джерело озоноруйнуючих речовин — це діяльність людини. Сучасна промисловість у все більшій кількості використовує так звані фреони (хлорфторметани, такі як CFCl₃, CF₂ClBr тощо). Вони широко застосовуються як холодоагенти в рефрижераторах і домашніх холодильниках, як аерозольні розбризкувачі в балончиках з фарбою, лаком, парфумами, для очистки напівпровідникових схем тощо. Сьогодні в світі щорічно випускається кілька мільйонів тонн фреонів.

Для людини пари фреонів не шкідливі, проте вони надзвичайно стійкі й можуть зберігатись в атмосфері до 80 років. Пари фреонів із висхідними повітряними течіями потрапляють в стратосферу, де під впливом УФ-випроміннювання Сонця їхні молекули розпадаються, вивільняючи атоми хлору. Ця речовина дія як дуже сильний каталізатор, розкладаючи молекули озону до кисню. Один атом хлору здатен розкласти 100 тисяч молекул озону.

Під загрозою зникнення озонового шару керівники багатьох країн світу вирішили вжити енергійних заходів. І в 1985 році в Монреалі урядами більшості країн світу було підписано протокол щодо охорони атмосферного озону. Вирішено до 2000;го року зменшити на 50% споживання фреонів, а згодом і зовсім відмовитися від них, замінивши їх безпечними сполуками.

Сприяє руйнуванню озонового шару й військова діяльність, зокрема, запуски балістичних ракет. Їх двигуни викидають в атмосферу багато окисів азоту. Кожний запуск ракети в Космос також «пропалює» в озоновому шарі чималу діру, яка «затягується» лише через тривалий час.

2.3 Заходи боротьби з забрудненням повітря

Основними й найбільш дійовими методами боротьби з забрудненнями атмосфери є економічні. В багатьох розвинених країнах діє продумана система заохочувальних і заборонних заходів, які допомагають уникнути забруднень. Фірми, що впроваджують безвідхідні технології, новітні системи очисних фільтрів тощо, отримують значні податкові пільги, що дає їм переваги над конкурентами. У той же час ті фірми, що забруднюють атмосферу, змушені платити дуже великі податки й штрафи. У багатьох країнах, крім державних санітарно-епідеміологічних служб, за станом атмосфери слідкують також численні громадські організації («зелені» товариства). У Швейцарії, наприклад, власник фабрики може отримати таке повідомлення: «Ваша фабрика забруднює повітря понад встановлені норми. Якщо Ви не встановите очисних фільтрів і не ліквідуєте забруднення, наша екологічна організація розпочне в пресі кампанію проти Вашої продукції, в результаті чого збитки Вашої фірми перевищать ті витрати, які Вам потрібні для встановлення системи очищення». Як правило, такі попередження діють дуже ефективно, оскільки отримати ярлик забруднювача природного середовища в цій країні рівноцінно швидкому економічному краху — ніхто не буде купувати продукції «брудної» фірми.

Велике значення має виховна й просвітницька робота. В тій же Швейцарії дітям із самого раннього віку пояснюють, що для їхньої країни, де нема практично ніяких корисних копалин, чисте повітря, чисті озера і ріки є основним національним багатством. Всім відомі гірські швейцарські курорти з їхнім кришталево-чистим повітрям, сліпучо-білими лижними трасами, небесною блакиттю гірських озер. Кожний швейцарець із молоком матері сприймає любов до своєї прекрасної країни, і для нього блюзнірством є сама навіть думка про те, що можна зазіхати на цю красу й чистоту.

Існують також організаційні, технологічні й інші засоби боротьби з забрудненнями атмосфери.

1. Зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва більш потужних, забезпечених новітніми системами очищення й утилізації (корисного використання) газових і пилових викидів. Як відомо, одна потужна ТЕС забруднює повітря менше, ніж сотня котелень тієї ж сумарної потужності. Гази, що виходять із топок ТЕС, перш ніж потрапити в атмосферу, очищаються в спеціальних установках. Деякі країни навіть мають з цього економічну вигоду. Наприклад, Франція забезпечує свої потреби в сірчаній кислоті за рахунок 80 г, що вловлюється з відхідних газів її ТЕС (власних родовищ сірки, з якої в інших країнах виготовляється сірчана кислота, у Франції нема).

2. Очищення вугілля до його надходження в топки ТЕС від піриту (сірчаного колчедану, FeS₂). Це стає дедалі необхіднішим у зв’язку з надходженням в топки ТЕС вугілля чимраз нижчої якості зі значним вмістом піриту. Ефективне очищення вугілля зменшує вміст сірчаних окислів у димах ТЕС на 98—99%.

3. Заміна вугілля та мазуту для ТЕС екологічно чистішим паливом — газом. ТЕС, що працюють на природному газі, крім СО₂ і окислів азоту (останні теж можна вловити з диму), не викидають в повітря шкідливих газів.

4. Регулювання двигунів внутрішньогозгоряння в автомобілях, установка на них спеціальних каталізаторів, що нейтралізують чадний газ до СО₂, заміна шкідливого етильованого бензину (який забруднює повітря свинцем) на екологічно менш шкідливий.

5. Озеленення міст і селищ.

6. Правильне планування житлових і промислових районів у межах міста. їх треба розташовувати якомога далі один від одного, а між ними обов’язково створювати зони зелених насаджень, а автомобільні траси з напруженим рухом (особливо вантажівок) планувати за межами житлових районів.

7. Використання звукопоглинаючих матеріалів при будівництві житлових і промислових будинків.

8. Проведення ЛЕП за межами сіл і міст.

ВИСНОВКИ

Різні негативні зміни атмосфери Землі пов’язані головним чином із зміною концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря. У результаті «парникового ефекту» до 30-х рр. ХХІ ст. середня температура приземного шару повітря може підвищитися на 3±1,5°С, причому максимальне потепління станеться в приполярних зонах, а мінімальне — біля екватора. Очікується збільшення швидкості танення льодовиків і підняття рівня океану з темпом понад 0,5 см/рік. Охорона озонового шару, необхідна у зв’язку із зростанням забруднення атмосфери фреонами, оксидами азоту і ін.

На думку спеціалістів, унаслідок діяльності людини в атмосферу Землі щороку надходить 25,5 мільярда тонн оксидів вуглецю, 190 мільйонів тонн оксидів сірки, 66 мільйонів тонн оксидів азоту, 1.4 мільйона тонн хлорфторвуглецю. Половина усіх викидів в атмосферу припадає на підприємства таких галузей промисловості, як енергетика (24 відсотка) і металургія (26 відсотка).

Останніми роками найбільша кількість шкідливих речовин викидається в атмосферу з вихлопними газами автомобілів, до того ж їх кількість постійно збільшується. В нашій країні вона становить понад 30 відсотків, а в США — понад 60 відсотків від загального викиду в атмосферу забруднюючих речовий Для того, щоб зменшити забруднення атмосферного повітря, люди та держава створюють чисельні організації, які слідкують за викидами різних шкідливих речовин у повітря.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. http://refs.uaclub.net.ua/28/1 756 873/1/index.html

2. Білявський Г. О. Основи екологічних знань / Г. О. Білявський, Р. С. Фурдуй — К.: Либідь, 1997;288 c.

3. Деркач Ф. А. Хімія / Ф. А. Деркач — К.: 1968

4. Феленберг Г. Забруднення природного середовища / Г. Феленберг — Москва: Світ, 1997

5. Хомченко Г. П. Хімія для вступників до вузів / Г. П. Хомченко — К.: Вища школа, 1991;424 с.