История борьбы человечества за атмосферный азот

Загрязнение атмосферы: причины и последствия

Человечество не стоит на месте, оно постоянно развивается. Но это развитие не всегда идёт на благо природе. Каждый год наша атмосфера загрязняется разнообразными отходами производства и химическими веществами.

Воздух за последнее столетие стал гораздо грязнее, увеличилось количество болезней, связанных с этим, да и просто дышать стало тяжелее.Но не сказать, что бы эти изменения являлись критическими. Хоть атмосфера и загрязняется, для человека особого вреда нет.

Ведь по сравнению с теми же средними веками, уровень жизни человека сильно улучшился, как и её продолжительность. Да и дышится сейчас и не легко, и не тяжело — человек может приспособиться ко многому, к такому воздухе тоже может.

Поэтому, если бы дело касалось только людей, можно было бы сказать, что такие изменения лишь на благо. Но не всё так просто.

Больше всего вреда от загрязнения получает не человек, а природа: вымирают многие животные, растения бесследно исчезают с лица Земли, меняется климат. В последствии, если ничего не изменить, это обязательно затронет и человека.

Химическое загрязнение атмосферы

К химическим загрязнениям относятся такие пагубные воздействия на атмосферу, как загрязнения различными химическими веществами (в основном, получаемые в итоге работы ТЭС, выплавки некоторых металлов, производства цемента и сжигания нефтепродуктов) и загрязнения от промышленности. Также загрязняют воздух транспорт и деятельность человека (отопление жилищ, к примеру, или сжигание мусора).

Загрязняющие вещества.
Активно поступать в атмосферу различные загрязняющие вещества начали в начале 19 века.

Именно с того периода началось бурное развитие промышленности, которое остановить сейчас не представляется возможным. Ибо отказаться от всех изобретений человечеству не под силу, ведь это делает нашу жизнь проще и комфортнее.

И всё бы не плохо, если бы при этом не наносился колоссальный ущерб природе.Автор фото — Yakudza, ссылка на источник.

Лидером загрязнений атмосферы являются тепловые электростанции (ТЭС). Они сжигают множество материалов, а продукты горения поступают в воздух, и это далеко не только дым. Что гораздо хуже, в воздух также после их работы поступают углекислый и сернистый газ.Огромный урон также наносит выплавка цветных металлов (хотя и не только цветных).

Вредные вещества также получаются в результате отопления жилищ, сжигания топлива для нужд промышленности, сжигания и переработки различных отходов (как бытовых, так и промышленных).

Аэрозольное загрязнение.
Аэрозоли (некие частицы, находящиеся в воздухе) являются причиной множества заболеваний людей, они очень опасны для человека. Скопления таких частиц видятся в атмосфере как некая дымка, туман, мгла.
Аэрозоли не поступают в воздух в готовом виде, они образуются в атмосфере в результате взаимодействия различных частиц между собой.

Источниками таких загрязнений являются ТЭС, цементные, магнезитовые, металлургические и сажевые заводы.

В результате их деятельности воздух загрязняется соединениями углерода, кремния и кальция, а также оксидами различных металлов (цинк, свинец, мышьяк, бериллий, хром, никель, медь и другие), углеводородами и солями кислот.

Также большой вред наносят различные насыпи ненужного материала: отходов производства или добычи полезных ископаемых.

Загрязняется воздух и многими иными способами, например, в результате взрывов, которые являются поставщиком пыли и оксида углерода, или в результате обработки шихт, полуфабрикатов и продуктов потоками горячего газа.

Загрязнение атмосферы от подвижных источников.
Автотранспорт и авиация, без которых жизнь современного человека немыслима, также являются причиной загрязнения воздуха.

Им отводится особая группа — загрязнение от подвижных источников.Лидером в этом списке являются автомобили, они наносят больше всего вреда. Второе место занимают самолёты. Также немалый вред наносит различная сельскохозяйственная техника.

Самый безопасный для природы вид транспорта — железнодорожный.

Интересно, что автомобили на магистралях выделяют гораздо меньше загрязняющих веществ, чем в городах. Это объясняется тем, что больше всего вредных веществ автомобиль выделяет при разгоне, торможении и при движении на медленной скорости.

А в городах всё это смешано вместе: и скорость небольшая, и частые остановки на светофорах.Существует мнение, что дизельные двигатели загрязняют воздух меньше бензиновых. Это не так.

Дизельные двигатели наносят вреда если не больше бензиновых, то и не меньше, по крайней мере. Но они куда больше вреда наносят людям и непосредственно водителю. В некоторых случаях, водителям просто опасно для жизни езжать на машинах с дизельным двигателем.

Подумайте дважды, прежде чем садиться за руль. Стоит ли ваше здоровье того, чтобы прокатиться на машине лишний раз?

*К загрязнению атмосферы также относят шумы, которые создают, в основном, летательные аппараты: самолёты, вертолёты, истребители… Такие шумы негативно сказываются на здоровье человека в целом, и ещё больший урон наносят его нервной системе.

Смог

Смог, или фотохимический туман — это смесь различных газов и частиц (оксиды серы и азота, озон, фотооксиданты), которая образуется при определённых условиях в атмосфере Земли.

А именно: при интенсивной солнечной радиации, безветренной погоде и при наличии большого количества загрязняющих веществ, основными среди которых являются углеводороды и оксид азота.

Смог очень часто образуется над большими городами, поскольку там концентрация загрязняющих веществ больше. Он очень опасен для здоровья человека.

Особенно сильное воздействие оказывает на дыхательную и кровеносную системы. Довольно часто является причиной смерти людей с ослабленным здоровьем.

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой атмосферы призван защищать нашу планету и всё живое на ней от губительного ультрафиолетового излучения (это лишь одна из его функций, но в данном контексте она главная).В результате деятельности человека озоновый слой постепенно разрушается. Особенно пагубное воздействие на него оказывают оксид азота, соединения хлора и брома.

Справедливости ради, стоит отметить, что воздействие человека на озоновый слой не так уж велико. То есть да, конечно, загрязняющие вещества разрушают его, но есть и иные факторы, не зависящие от человека, которые способствуют разрушению слоя.

Например, полярная зима (из-за отсутствия солнечного излучения в это время озоновый слой разрушается), или перламутровые облака стратосферы, а также сильный полярный вихрь.

Когда содержание озона на неком участке сильно понижается, в том месте образуется озоновая дыра. Это не значит, что там совсем нет озона, просто его содержание меньше нормы (220 единиц Добсона).

На данный момент в озоновом слое нашей планеты огромное количество дыр. Но все они относительно небольшие и особой угрозы не представляют.

Самая большая дыра находится над Антарктидой — около 1000 километров диаметром.

Уже предприняты различные меры для уменьшения пагубности воздействия на этот защитный слой. Так, значительно сократились выбросы в атмосферу веществ, содержащих хлор и бром (просто стали использовать другие вещества — атмосфера всё равно загрязняется, но хоть не разрушают слой).
Прогнозируется, что самая большая дыра в озоновом слое затянется за 30-40 лет.

Парниковый эффект

Ещё одной серьёзной проблемой Земли является парниковый эффект (глобальное потепление) — температура постепенно повышается и это уже оказало немалое влияние на климат и погодные явления, а может оказать ещё большее влияние.

История борьбы человечества за атмосферный азот

Лето 1793 г. Французская республика окружена со всех сторон врагами. Европейская реакция решила потопить в крови революционные завоевания французского народа. В разгар военной опасности обнаруживается, что армии не хватает вооружения, что запасы арсеналов и пороховых погребов иссякают.

В декабре начинается отступление французской армии, объясняющееся отсутствием пороха. Интересы родины требуют немедленной ликвидации порохового кризиса. Это, однако, невозможно, так как в стране нет селитры, которая нужна для производства пороха.

Раньше она ввозилась из Индии, теперь же вследствие блокады ввоз ее во Францию невозможен.

Комитет общественного спасения обращается к ученым Франции с призывом найти такой метод производства селитры, который дал бы возможность очень быстро снабдить армию порохом.

Поставленная перед учеными Франции задача казалась многим невыполнимой. Выход, однако, был найден. Предложил его Гаспар Монж. Он решил добывать нужную стране селитру из содержащих азот отбросов, навоза, земли.

Гаспар Монж

В состав употребляющейся при производстве пороха селитры входят калий, азот и кислород. Вся трудность заключается в том, что азот вследствие своей инертности не вступает в обычных условиях в реакцию с другими химическими элементами.

Монж предложил использовать свойства азота, содержащегося в органических продуктах (в частности, в навозе и отбросах), переходить под влиянием некоторых бактерий в азотную кислоту.

Заслугой Монжа было то, что ему удалось ускорить этот процесс и дать стране в очень короткий срок нужное количество селитры. Производство было организовано с большим размахом: за 9 месяцев было добыто 12 млн. фунтов (4 800 т) селитры. Снабженные порохом революционные армии вновь перешли в наступление на всех фронтах…

Кончился XVIII век. В самом начале XIX столетия в Чили было замечено, что природная селитра благотворно влияет на урожайность зерновых и технических культур.

Выяснилось, что эти свойства селитры объясняются наличием в ней связанного (т. е. соединенного с другими элементами) азота.

Стало понятно, что эти свойства, давно применявшегося в качестве удобрения навоза, объясняются также содержанием связанного азота.

Вильям Крукс

Все возраставшие потребности в азотных удобрениях, а также непрерывно увеличивавшееся потребление азотной кислоты, получаемой из селитры, для военных целей и анило-красочной промышленности создали угрозу исчерпания основного источника природной селитры — в Чили.

Это дало повод английскому ученому Вильяму Круксу в 1898 г. предсказывать в недалеком будущем гибель человечества от голода после того, как будут исчерпаны запасы селитры и почва будет настолько истощена, что станет невозможным выращивать хлеб и другие продукты сельского хозяйства.

Необходимо было найти метод искусственного получения связанного азота, метод получения искусственных азотных удобрений.

Завоевание азота воздуха

Перед химиками встала заманчивая задача — использовать неисчерпаемые запасы азота, имеющиеся в воздухе. Принимая во внимание, что поверхность земного шара равна 510 млн. кв. км., можно подсчитать, что запасов атмосферного азота хватит на миллиарды лет.

Однако свободный атмосферный азот не легко было превратить в какое-либо химическое соединение. Лишь в первом десятилетии ХХ века норвежским ученым Биркеланду и Эйде удалось разработать промышленный метод получения окислов азота (т. е. кислородных соединений) из воздуха.

Принцип этого (так называемого дугового) метода заключается в том, что при температуре вольтовой дуги (3 000°) и при напряжении тока в 5 000 вольт, часть продуваемого через вольтову дугу воздуха превращается в окислы азота, которые, соединяясь с водой, дают азотную кислоту.

Если же дать этим окислам реагировать с известью, то получается т.н. норвежская селитра, являющаяся прекрасным удобрением.

Почти одновременно ученые Франк и Каро разработали т.н. цианамидный способ связывания азота. Если над карбидом кальция при температуре 1100° пропускать воздух, то при этом образуется соединение, называемое цианамидом кальция, которое также является очень хорошим азотным удобрением.

При цианамидном методе реакция идет гораздо лучше, если над карбидом кальция вместо воздуха пропускается чистый азот. Последний получается сжижением воздуха с последующим отделением легче испаряющегося азота.

Производство связанного азота этим методом обходится значительно дешевле, чем при дуговом методе.

Изобретение этих двух методов получения азотистых соединений не уменьшило, однако, ввоза селитры из Чили.

Это объяснялось тем, что Европа вступила в полосу азотного голода, который был связан с подготовкой европейских государств к войне, а существовавшие в то время установки для связывания азота воздуха не могли еще удовлетворить потребностей промышленности и сельского хозяйства в азотистых соединениях.

Синтез аммиака

Все это побудило творческую мысль химиков искать такого метода связывания атмосферного азота, который полностью обеспечил бы потребности промышленности и сельского хозяйства. Таким методом явился синтез аммиака из азота и водорода.

Непосредственно азот и водород при обычных условиях практически в реакцию не вступают. Вначале предполагали, что эта реакция пойдет, если применить катализаторы, т. е.

вещества, которые, присутствуя в незначительном количестве, сильно ускоряют реакцию, сами оставаясь после нее неизменными.

Издавна ученым было известно, что при повышении температуры значительное большинство реакций ускоряется. Тогда решили применить, кроме катализаторов, и влияние повышенных температур. Однако было установлено, что при высоких температурах начинается разложение аммиака.

Процесс не удалось бы осуществить, если бы французский ученый Ле-Шателье не доказал, что скорость реакций, идущих с уменьшением объема (а реакция получения аммиака из азота и водорода как раз и является такой), значительно возрастает, если вести процесс при высоких давлениях.

Таким образом, Ле-Шателье впервые наметил те пути, которые в дальнейшем привели к блестящему осуществлению процесса синтеза аммиака.

Ле Шателье Анри Луи

Исследования Ле-Шателье были прерваны взрывом. Это не остановило напряженной работы ученых над разрешением труднейшей проблемы. Наибольших результатов добились известный немецкий химик Габер и инженер Бош.

Благодаря применению специальных сталей, выдерживающих высокие давления и температуры, а также подысканию соответствующего катализатора (были исследованы тысячи различных образцов) в конце 1912 г.

был впервые получен промышленный синтетический аммиак.

Наступил 1914 г. Началась мировая война. Потребности в связанном азоте возросли колоссально. Германия лишилась ввоза селитры, что вынудило ее всемерно форсировать производство синтетического аммиака по методу Габера—Боша. Вот тут-то и выяснились все преимущества данного метода.

Необходимые для получения аммиака азот и водород получаются различными способами.

Эти газы подвергаются очистке, так как они содержат в качестве вредных примесей сернистые и мышьяковистые соединения, окись углерода и другие «катализаторные яды», которые ослабляют действие катализатора, «отравляют» его.

Очистка производится пропусканием газов через ряд промывных колонн, наполненных химическими веществами, освобождающими газ от примесей. Тщательность очистки газов, поступающих на синтез аммиака, имеет чрезвычайную важность, так как проскок катализаторных ядов может привести к выводу из строя всего агрегата синтеза.

Очищенные азот и водород осушаются и смешиваются в нужном соотношении. Полученная азото-водородная смесь сжимается компрессором до нужного давления. Сжатая — азото-водородная смесь подогревается и подается в колонну синтеза (контактный аппарат).

Колонна синтеза изготовляется из специальных видов пушечной стали и представляет собой стальной цилиндр высотой около 4 м и внешним диаметром около 80 см. Внутри этой колонны находится катализатор, над которым проходит смесь реагирующих газов.

При образовании аммиака выделяется тепло, в связи с чем газы необходимо быстро охлаждать, чтобы избежать распада получающегося в колонне аммиака. Охлаждение производится в специальном аппарате, т.н. теплообменнике, где за счет теплоты отходящих газов подогревается поступающая в контактный аппарат азото-водородная смесь.

Поэтому остающиеся азот и водород вновь поступают в колонну синтеза с добавлением соответствующего количества свежей смеси.

Для отделения получающегося аммиака в газ вбрызгивается под давлением вода, растворяющая аммиак; получается «аммиачная вода», которая выводится из системы синтеза.

Такова принципиальная схема промышленного получения синтетического аммиака. Метод Габера доказал полную возможность неограниченного использования атмосферного азота и избавил мир от опасности азотного голода.

В настоящее время в промышленности применяется ряд других систем синтеза, которые отличаются друг от друга конструкцией колонн синтеза и давлением. Так, например, француз Клод разработал систему получения аммиака при 1000 ат., Казале при 800 ат. и т. д.

Что делают из аммиака

Аммиак является чрезвычайно ценным и удобным для дальнейшей переработки продуктом. Он представляет собой бесцветный газ с резким запахом, в продажу поступает в сжиженном состоянии (в стальных баллонах под давлением) или в виде водного раствора, известного в быту под названием нашатырного спирта.

Одним из важнейших продуктов, получаемых переработкой аммиака, является азотная кислота. Она необходима при получении почти всех применяемых в настоящее время взрывчатых веществ, а также для производства азотных удобрений, различных красителей, при получении серной кислоты камерным и башенным способами, для травления металлов и др.

Для получения азотной кислоты аммиак смешивают с воздухом и пропускают над платиновым катализатором при температурах порядка 800°. При этом аммиак разлагается.

Последняя, вступая в реакцию с аммиаком, дает одно из известнейших удобрений — т.н. аммиачную селитру.

При соединении аммиака с серной кислотой, а также с фосфорной можно получить сернокислый и, соответственно, фосфорнокислый аммоний. Фосфорнокислый аммоний представляет собой особенно ценное удобрение, так как, кроме азота, в нем содержится крайне нужный для питания растений фосфор.

Из аммиака можно получить много очень ценных для сельского хозяйства комбинированных удобрений. Дальнейшее изучение путей использования аммиака показало, что при соответствующих давлении и температуре из аммиака и углекислого газа можно получить ценное удобрение — мочевину, в состав которой входят азот, водород, углерод и кислород.

Содержащийся в мочевине в большом количестве азот легко усваивается растениями. Кроме того, мочевина широко применяется как сырье для получения искусственных смол и пластмасс.

Все это явилось причиной того, что повсеместно делались многочисленные попытки создания промышленных установок для производства синтетической мочевины.

Но это стало возможным только тогда, когда химики овладели высокими давлениями и азотная промышленность стала вырабатывать значительные количества аммиака.

Подробности Вы в разделе: Атмосфера

Страница 4 из 10

Образование атмосферы Земли началось в далекие времена — в протопланетный этап развития Земли, в период активных вулканических извержений с выбросом огромного количества газов. Позже, когда на Земле появились океаны и биосфера, образование атмосферы продолжилось за счет газообмена между водой, растениями, животными и продуктами их разложения.

В течение всей геологической истории атмосфера Земли претерпела ряд глубоких трансформаций.

Первичная атмосфера Земли. Восстановительная

В состав первичной атмосферы Земли на протопланетной стадии развития Земли (более 4,2 млрд л. н.) входили преимущественно метан, аммиак и углекислый газ.

Затем в результате дегазации мантии Земли и непрерывных процессов выветривания на поверхности земли, состав первичной атмосферы Земли обогатился парами воды, соединениями углерода (СO2, СО) и серы, а также сильными галогенными кислотами (НСI, НF, НI) и борной кислотой. Первичная атмосфера была очень тонкая.

Вторичная атмосфера Земли. Окислительная

В дальнейшем первичная атмосфера стала трансформироваться во вторичную. Это произошло в результате тех же процессов выветривания, происходивших на поверхности земли, вулканической и солнечной активности, а также вследствие жизнедеятельности цианобактерий и сине-зеленых водорослей.

Результатом трансформации стало разложение метана на водород и углекислоту, аммиака – на азот и водород. В атмосфере Земли стали накапливаться углекислый газ и азот.

Сине-зеленые водоросли посредством фотосинтеза стали вырабатывать кислород, который практически весь тратился на окисление других газов и горных пород. В результате этого аммиак окислился до молекулярного азота, метан и оксид углерода – до углекислоты, сера и сероводород – до SO2 и SO3.

Таким образом, атмосфера из восстановительной постепенно превратилась в окислительную.

Источники углекислого газа на ранних этапах образования атмосферы Земли:

• Окисление метана,
• Дегазация мантии Земли,
• Выветривание горных пород.

углекислоты в атмосфере ранней Земли было весьма значительно. Однако большая ее часть растворялась в водах гидросферы, где участвовала в постройке раковин различных водных организмов, биогенным путем превращаясь в карбонаты.

На рубеже протерозоя и палеозоя (ок. 600 млн. л.н.) содержание углекислого газа в атмосфере уменьшилось и составило всего лишь десятые доли процента от общего объема газов в атмосфере.

Современного уровня содержания в атмосфере углекислый газ достиг лишь 10-20 млн. лет назад.

Образование и эволюция кислорода в первичной и вторичной атмосфере Земли

Источники кислорода на ранних этапах образования атмосферы Земли:

• Дегазация мантии Земли – практически весь кислород тратился на окислительные процессы.
• Фотодиссоциация воды (разложения на молекулы водорода и кислорода) в атмосфере под действием ультрафиолетового излучения — в результате в атмосфере появились свободные молекулы кислорода.
• Переработка углекислоты в кислород эукариотами. Появление свободного кислорода в атмосфере привело к гибели прокариот (приспособленных к жизни в восстановительных условиях) и появлению эукариот (приспособившихся жить в окислительной среде).

Изменение концентрации кислорода в атмосфере Земли.

Архей — первая половина протерозоя – концентрация кислорода 0,01% современного уровня (точка Юри). Практически весь возникающий кислород расходовался на окисление железа и серы. Это продолжалось до тех пор, пока все двухвалентное железо, находящееся на поверхности земли, не окислилось. С этого момента кислород стал накапливаться в атмосфере.

Вторая половина протерозоя – конец раннего венда – концентрация кислорода в атмосфере 0,1% от современного уровня (точка Пастера).

Поздний венд — силурийский период. Свободный кислород стимулировал развитие жизни — анаэробный процесс брожения сменился энергетически более перспективным и прогрессивным кислородным метаболизмом. С этого момента накопление кислорода в атмосфере происходило довольно быстро. Выход растений из моря на сушу (450 млн. л. н.) привел к стабилизации уровня кислорода в атмосфере.

Азот образовался на ранних стадиях развития Земли за счет разложения аммиака. Связывание атмосферного азота и захоронение его в морских осадках началось с появлением организмов. После выхода живых организмов на сушу, азот стал захороняться и в континентальных осадках. Процесс связывания азота особенно усилился с появлением наземных растений.

Таким образом, состав атмосферы Земли определял особенности жизнедеятельности организмов, способствовал их эволюции, развитию и расселению по поверхности земли.

Но в истории Земли бывали порой и сбои в распределении газового состава. Причиной этого служили различные катастрофы, которые не раз возникали в течение криптозоя и фанерозоя.

Эти сбои приводили к массовым вымираниям органического мира.

Состав древней и современной атмосферы Земли в процентном соотношении приведен в таблице 1.

Таблица 1. Состав первичной и современной атмосферы Земли.

Это была статья «Образование атмосферы Земли. Первичная и вторичная атмосфера Земли». Далее читайте: «Состав современной атмосферы Земли. Общие данные.»

Статьи по теме «Атмосфера Земли»:

Избранные мировые новости.

Проблема загрязнения атмосферы — угроза существованию человечества

Смог, который сегодня стал постоянным спутником огромных мегаполисов, озон, стремительно исчезающий в атмосфере планеты, парниковый эффект – темы, которыми сегодня постоянно пестрят информационные ленты средств массовой информации.

Загрязненный воздух становится обязательным явлением больших городов, а их население вынуждено приспосабливаться к новой среде обитания. В немалой степени ответственность за стремительное ухудшение экологической обстановки на планете лежит на нас.

Загрязнение атмосферы человеком приняло угрожающие масштабы, а дышать грязным воздухом во многих местах на земном шаре, становится нормой.

Если не предпринимать никаких усилий, последствия загрязнения атмосферы для окружающей среды и в частности, для человеческой цивилизации, могут быть плачевными.

Уже сегодня косвенный ущерб  оценивается учеными и специалистами в сфере экологической безопасности в десятки, сотни миллиардов долларов.

Так, загрязненный воздух грозит стать постоянным и неотъемлемым атрибутом существования последующих поколений.

Основные причины загрязнения атмосферы нашей планеты

Одним из основных природных богатств, которым обладает планета Земля, является ее атмосфера. Несколько слоев образуют уникальный химический состав воздуха:

• азот 78%;
• кислород 21%;
• менее 1% приходится на другие газы, включая CO2, гелий, водород, аргон, неон и метан.

Такой газовый состав земного воздуха способствовал появлению на планете миллиарды лет назад первых форм жизни, обеспечил последующее создание биосферы, создание условий для существования всего живого на Земле.

Во все времена чистый воздух и благополучная экологическая обстановка являются главными условиями развития человеческой цивилизации.

Именно от их состояния зависит существование человека как вида, здоровье и долголетие целых наций.

С течением времени состояние воздушной среды в биосфере планеты постоянно менялось. Это было вызвано действием естественных, природных процессов, которые растянулись на миллиарды лет. Соответственно вела себя и биосфера планеты. Исчезали одни виды, появлялись другие. Таким образом, малейшие изменения химического состава атмосферного воздуха, его концентрации, вредны для всего живого.

Появление человека разумного положило конец естественному ходу вещей в природе. На первый план выходит искусственное загрязнение атмосферы, вызванное бурной деятельностью человека.

Однако рассматривать проблему следует в глобальном масштабе, оценивая каждый из факторов, участие которого негативно сказывается на состоянии воздуха.

Эти негативные изменения химического состава атмосферы не возникают сами по себе. Этому способствуют источники загрязнения, одни из которых существовали всегда, а другие появились в результате искусственных процессов. В связи с этим, экологи сегодня имеют дело с двумя видами источников загрязнения:

• естественные источники загрязнения атмосферы;
• антропогенные источники загрязнения атмосферы.

С естественными источниками, влияющими на качественный состав атмосферы Земли, человек имеет дело не одно тысячелетие. Литосфера планеты активно принимает участие в формирование воздушного слоя нашей атмосферы.

Вулканы на протяжении всего существования планеты в период своей активности регулярно насыщали нашу атмосферу серой, миллионы тонн которой вместе с углекислым газом и тяжелыми металлами оказывали вредное влияние на живые организмы.

Лесные пожары, естественная эрозия поверхностного слоя почвы и прочие катаклизмы, происходящие в истории планеты ранее и случающиеся сегодня, вносят свою лепту в изменение химического состава воздуха.

Однако наша планета обладает несоизмеримо большим ресурсом и способна самостоятельно бороться с подобными явлениями. Другое дело – антропогенное загрязнение атмосферы, которое напрямую связано с деятельностью человека разумного. Масштабы участия человека в процессе ухудшения земной атмосферы стали отчетливо проявляться с ростом социально-бытовой и политической активности.

Основные источники загрязнения атмосферы

Естественная борьба за выживание, которую вел человек на протяжении многих тысячелетий, первоначально не носила масштабного характера. Однако по мере своего могущества, человек все активнее стал вступать в единоборство с природой, стараясь удовлетворить свои потребности и амбиции.

Еще в Древнем Риме интенсивное строительство флота привело к масштабной вырубке лесов, что сразу же привело к изменению климата на Юге Европы и к изменениям среды обитания человека.

В дальнейшем началась эра подзольного земледелия, которая привела к грандиозной вырубке лесов в масштабах целых регионов. Развитие мореплавания и борьба на море лишили естественных лесов целые страны.

Несмотря на то, что размеры вмешательства человека в масштабах планеты невелики, это стало первым тревожным сигналом того, что человек не остановится в своем желании использовать ресурсы планеты.

Последующая в XVII-XVIII промышленная революция дала старт новому беспощадному использованию природных ресурсов, что незамедлительно сказалось на состоянии атмосферы нашей планеты. Следующие 200 лет стали тем периодом в истории человеческой цивилизации, когда человек своими действиями сделал загрязненный воздух нормой нашего существования.

Основными искусственными источниками загрязнения нашей атмосферы стали:

• металлургические предприятия, химические заводы и фабрики, топливная и машиностроительная отрасль;
• развитие сельского хозяйства, связанного с применением минеральных удобрений;
• стремительно развивающаяся транспортная отрасль (появление автомобилей, самолетов, ракетная техника).

На этом фоне можно говорить о классификации процессов, оказывающих влияние на состояние воздуха. Сегодня рассматривается физическое, биологическое и химическое загрязнение. Физическое загрязнение связано с увеличением количества промышленной и бытовой пыли.

Загрязнение атмосферы пылью, другими крупным и фрагментами, насыщенными радионуклидами становится потенциально опасным для здоровья человека. Сюда можно отнести вредное влияние продуктов создаваемого человеком электромагнитного излучения, воздействие тепловых и шумовых факторов.

В этом аспекте радиоактивное загрязнение атмосферы, вызванное последствиями ядерных испытаний и техногенных аварий, стало одним из наиболее опасных явлений в XX веке.

Биологические факторы, влияющие на химический состав воздуха нашей атмосферы, в основном связаны с увеличившейся активностью биосферы планеты.

Появление новых бактерий и вирусов, токсических продуктов жизнедеятельности живых организмов является источником ухудшения биологической составляющей нашего воздуха.

Однако наиболее массовый и интенсивный вред атмосфере планеты наносят химические процессы.

В сравнении с извержением вулкана, который в один момент выкидывает в небо десятки тонн серы, токсичных газов и пепла, деятельность промышленных объектов менее заметна. Однако это скрытая опасность, угрозу которой человек ощущает только со временем.

Здесь мы имеем дело с целым перечнем факторов, среди которых выделяются стационарные источники загрязнения и автотранспорт. К стационарным источникам относятся промышленные предприятия, которые осуществляют масштабные промышленные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.

Аэрозольное загрязнение воздуха является следствием увеличения масштабов использования в процессе деятельности инертных газов. Их попадание в атмосферу и увеличение концентрации приводит к разрушению озонового слоя планеты. Наносит вред земным формам жизни и загрязнение атмосферы оксидами азота, альдегидами и диоксидом серы, которые в большой концентрации становятся ядовитыми соединениями.

Стремительный рост населения планеты вызвал увеличение транспортной инфраструктуры. По мнению экологов в наших городах главный загрязнитель воздуха — это автомобиль.

Сотни миллионов машин ежедневно вызывают масштабное загрязнение атмосферы выхлопными газами.

Продукты работы двигателей внутреннего сгорания – это соединение вредных веществ, которые неизбежно накапливаются в приземном слое воздуха, создавая смог.

Основные загрязнители воздуха и их влияние

В той или иной мере изменение газового состава воздуха неизбежно отражается на состоянии биосферы и в частности на здоровье человека.

Экологические организации, занимающиеся мониторингом и контролем загрязнения воздуха, сегодня имеют массу информации о том, что показатели загрязнения атмосферы превысили допустимые значения.

Так, количество вредных компонентов в земном воздухе превысило допустимую норму.

Промышленный рост, глобализация экономики, стремительное увеличение населения планеты привели к тому, что в атмосферу планеты стали попадать в огромных количествах следующие вредные и опасные вещества и компоненты:

• диоксид углерода в увеличенной концентрации нарушает естественный теплообмен нашей планеты, способствуя изменению климата;
• оксид углерода, он же угарный газ, в больших концентрациях отравляет все живое;
• соединения углеводорода в превышенных дозах становятся токсичными для человека, способствуя развитию заболеваний органов зрения и дыхательных путей;
• производные серы, попадая в воздушный слой атмосферы, приводят к образованию кислотных дождей. Такие дожди, выпадая за десятки, сотни километров от источников выбросов, убивают растительность и наносят катастрофический ущерб сельскому хозяйству;
• соединения азота (оксиды азота) в большой концентрации приводят к увеличению заболеваний дыхательных путей, к росту числа сердечно-сосудистых патологий;
• радионуклиды, выпадая вместе с осадками на поверхность планеты, накапливаются в живых организмах, провоцируя рост генетических осложнений и раковых заболеваний.

Последствия ухудшения качества воздуха для человека

Состав атмосферы, с которым мы имеем дело сегодня на Земле, уже далеко не тот, каким он всего 100-200 лет назад. Не говоря уже о том воздухе, которым дышали древние греки или египтяне.

Современные ученые видят прямую связь увеличения количества опасных для жизни и здоровья заболеваний, снижение уровня рождаемости в отдельных государствах. Только за последние 100 лет, когда началась интенсивная индустриализация экономики, врачи столкнулись с рядом новых, ранее неизвестных патологий и болезней.

Это является прямым следствием ухудшения среды обитания человеческой расы. Состояние атмосферы в данном случае имеет первостепенное значение.

В этом аспекте становится актуальным поиск решения проблемы загрязнения атмосферы. Последующие 30-50 лет станут переломными для человечества: окажется ли человек на грани вымирания или мы будем вдыхать чистые воздушные массы, радоваться жизни в условиях сохраненной природы.

В настоящее время наблюдается активизация не только общественных, негосударственных организаций по охране окружающей среды. Оценка реальных масштабов бедствия в научном сообществе привела к тому, что проблемой загрязнения воздуха стали заниматься на государственном уровне.

Прекрасным примером сплоченной позиции человечества в этом вопросе стало Киотское климатическое соглашение и Парижская международная конференция. Именно на этих международных форумах были зафиксированы основные проблемы, с которыми необходимо бороться человечеству для сохранения климата на планете.

В большей степени это касается и вопросов по сохранению атмосферы планеты.

Защита атмосферы от загрязнения сегодня носит глобальный характер.

Значимое место в сфере борьбы за чистоту воздуха занимает международная программа по сохранению озонового слоя нашей планеты. Уменьшение объема использования аэрозолей позволит уменьшить попадание в атмосферу инертных газов.

Перевод автомобильного транспорта на электрическую тягу и другие экологические виды топлива, существенно уменьшит загрязненность воздуха в городах планеты, которое сегодня достигло угрожающих масштабов.

По данным экологических организаций самым грязным воздухом дышат жители Шанхая и Дели. Несмотря на огромное население, эти гигантские мегаполисы представляют для человека самые враждебные места обитания на нашей планете.

Однако даже в таких странах, как Китай и Индия, сегодня активно внедряются программы, направленные на борьбу за сохранение чистого воздуха и окружающей среды.

Любой завод или огромный химический комбинат, который ранее загрязнял воздух на всю округу, сегодня должен быть закрыт или модернизирован в соответствии с требованиями экологической безопасности.

Прогнозируемое будущее

Только коллективные усилия, направленные на уменьшение количества антропогенных источников загрязнения, могут дать желаемый результат. Человечество достигло того максимума, когда одиночные и самостоятельные действия уже не принесут успеха. Наша атмосфера — это наше общее достояние, поэтому и бороться за ее чистоту надо сообща, всем миром.

Переход на альтернативные источники энергии, позволит отказаться в скором будущем от котельных, которые являются основными источниками загрязнения воздуха.

Только закрытие в Китае двух, трех десятков тепловых электростанций позволит уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу на 10-15%. Если такие мероприятия делать в масштабах планеты, успех гарантирован.

По мнению экспертов, уменьшение количества автотранспорта, оснащенного двигателями внутреннего сгорания на одну треть, уже через пять лет позволит снизить количество вредных веществ в составе воздуха на 20-25%.