Значение и функции атмосферы

Экологическое состояние атмосферного воздуха в промышленной зоне РБ; категории опасности веществ и предприятий. Основные техногенные примеси и их источники; определение общей нагрузки выбросов в атмосферу и зоны загрязнения, динамика её изменений.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

В современный период атмосфера Земли претерпевает множественные изменения коренного характера:

* модифицируются ее свойства и газовый состав;

* возрастает опасность разрушения ионосферы и стратосферного озона;

* повышается ее запыленность;

* нижние слои атмосферы насыщаются вредными доля живых организмов газами и веществами промышленного и другого хозяйственного происхождения.

Вследствие огромных выбросов техногенных газов и веществ, достигающих многих миллиардов тонн в год, происходит нарушение газового состава атмосферы. Весьма важную роль в составе атмосферы играет двуокись углерода (углекислый газ), который играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, но и в выполнении атмосферной функции предохранения подстилающей поверхности от перегрева и переохлаждения. Однако, хозяйственная деятельность человека нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО₂ в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается.

Наука еще не в полной мере прояснила некоторые важные элементы кругооборота СО_2. Остается неясным вопрос о количественных характеристиках связи между увеличением концентрации этого газа в атмосфере и мерой его способности задерживать обратное излучение в космос тепла, получаемого Землей от Солнца. Тем не менее неоспоримый рост концентрации СО₂ в атмосфере свидетельствует о глубоком нарушении одного из компонентов глобального равновесия в биосфере, что в сочетании с другими нарушениям может иметь очень серьезные последствия [4].

Также очень важен вопрос увеличения масштабов нарушения баланса кислорода в атмосфере. Ранее масса свободного кислорода (порядка 1,18 * 10¹⁵ т) длительное время оставалась постоянной (производимый растениями ежегодный прирост тратился на естественные окислительные процессы), однако в настоящее время этот баланс нарушен и ситуация продолжает ухудшаться. Современное человечество ежегодно за счет сжигания топлива потребляет примерно 20 млрд. т атмосферного кислорода. Современная наука считает, что кислород представляет собой продукт не подвергшихся окислению органических остатков прошлых биосфер. Человечество, используя эти «остатки» в техногенном кругообороте кислорода, возвращает нынешнюю биосферу в некое исходное состояние. Примерно в том же направлении действует и процесс увеличения концентрации углекислого газа.

Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переноситься ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, вследствие чего данная проблема является международной [2].

Основными загрязнителями такого плана являются оксиды серы (в особенности серы диоксид - сернистый ангидрид), а также оксиды азота. Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере северного полушария породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Эти осадки пагубно влияют на биологическую продуктивность почв и водоемов, наносят большой экономический ущерб.

Наконец, еще одна крупная проблема, это увеличение запыленности атмосферы вследствие антропогенных факторов. По различным оценкам, поступление техногенных, взвешенных в воздухе частиц (аэрозолей) в атмосферу Земли достигает ежегодно 1-2,6 млрд. т и равно количеству аэрозолей природного происхождения. В результате запыленность атмосферы в целом увеличилось за последние 50 лет на 70%.

Как видим ситуация только ухудшается, поэтому атмосфере необходима защита, причем на государственном уровне, то есть именно государство должно взять на себя эту роль.

Цель курсовой работы: определить экологическое состояние атмосферного воздуха в промышленной зоне.

Для выполнения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Определить общую нагрузку на атмосферу промышленной зоны стационарных источников и выявить динамику её изменений по годам.

2. Выявить основные техногенные примеси и источники их выброса в атмосферу.

3. Определить категории опасности веществ и предприятий.

4. Рассчитать размеры зоны загрязнения вокруг источников и дать анализ местоположению объекта.

5. Составить список веществ подлежащих контроля в промышленной зоне по годам исследований.

6. Дать оценку экологическому состоянию атмосферы.

7. Составить прогнозы

8. Сделать соответствующие выводы.



1. Литературный обзор

1.1 Значение и функции атмосферы

Атмосфера нашей планеты состоит в основном из азота и кислорода, которые в сухом воздухе составляют по объему соответственно 78 и 21%. Кроме того, в состав атмосферы входят углекислый газ, азот, аргон, водород, гелий и некоторые другие газы, а так же водяной пар, содержание его составляет в среднем 2,4 г/см³ .

Основным источником водяного пара в атмосфере служит испарение с поверхности наземных водоемов, и прежде всего Мирового океана. Наличие водяного пара в атмосфере создает определенную влажность, что имеет большое значение для жизнедеятельности организмов [12].

Молекулярный азот может потребляться (фиксироваться) как питательный элемент огромным числом различных почвенных и водных бактерий и по пищевым цепям поступать в многообразные живые организмы на Земле [10].

Атмосфера структурно подразделяется на тропосферу, стратосферу, ионосферу и экзосферу. Тропосфера - это нижний слой атмосферы, который простирается до высоты 8-10 км в полярных широтах и 16-18 км в тропиках. Практически вся масса наземных живых организмов существует в тропосфере. Физические процессы, происходящие в тропосфере, определяют изменения погоды и оказывают основное влияние на климат планеты. К таким процессам относятся поглощение солнечной радиации, влагооборот, циркуляция атмосферы.

Стратосфера располагается за тропосферой на высоте 50-60 км от поверхности Земли. Этот слой атмосферы весьма разряжен, в нем с высотой постепенно уменьшается количество кислорода и азота, но увеличивается количество легких газов - водорода, гелия и др. На высоте 20-22 км от поверхности Земли в стратосфере находится озоновый слой, который поглощает и частично отражает губительное ультрафиолетовое излучение Солнца. Озоновый слой в значительной мере влияет на тепловые условия у поверхности Земли и основные физические процессы в тропосфере.

На высоте 80-800 км расположена ионосфера, или термосфера. Ионосфера в основном образована ионами, продуктами разрушения атомов космическими лучами. На высоте 150-600 км температура в этом слое атмосферы повышается до 1500?С, вследствие ионизации возникает свечение, которое на Земле наблюдается в виде полярного сияния.

Самая верхняя, сильно разряженная часть атмосферы, называется экзосферой. Температура здесь достигает 2000?С. В экзосфере газы пребывают в атомарном состоянии. Экзосфера постепенно переходит в межпланетное пространство (рис.1.1) [12].

Рис. 1.1 Строение атмосферы



Атмосфера оказывает огромное влияние на живые организмы и биологические процессы, происходящие на суше и на море. Наибольшее значение имеют:

* кислород атмосферы, который используется в процессах дыхания и минерализации органического вещества;

* углекислый газ, необходимый для нормального протекания процесса фотосинтеза автотрофных организмов;

* озон, задерживающий смертоносное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца.

Существование живого вещества биосферы невозможно без современной атмосферы. Атмосфера в ее нынешнем состоянии является продуктом длительного исторического процесса, и в процессе эволюции претерпела ряд значительных изменений [12].

Основной потребитель воздуха в природе - флора и фауна Земли. Воздух необходим всему живому на Земле. Человек ежедневно потребляет 12-15 кг воздуха, вдыхая каждую минуту от 5 до 100 л, что значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде. Но для нормальной жизнедеятельности людей требуется не только воздух, но и определенная его чистота. От качества воздуха зависят здоровье люде, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций зданий, сооружений. Загрязненный воздух губителен для вод, суши, морей, почв.

Атмосфера надежно оберегает человека от многочисленных опасностей, угрожающих ему из космоса. Метеориты, в подавляющем большинстве не превышающие по величине горошину, под влиянием земного притяжения с огромной скоростью (от 11 до 64 км/ч) врезаются в атмосферу планеты, раскаляются там в результате трения о воздух и на высоте около 60-70 км по большей части сгорают. На верхнюю границу атмосферы ежесекундно обрушивается лавина космических излучений. Если бы они достигли земной поверхности, то все живущее на Земле мгновенно исчезло [9].

Атмосфера определяет световой и регулирует тепловой режимы Земли, способствует перераспределению тепла на земном шаре. Лучистая энергия Солнца - практически единственный источник тепла для поверхности Земли - частично поглощается атмосферой, и достигшая поверхности Земли энергия - почвой и водоемами, морями и океанами, частично отражается в атмосферу.

Газова...