Освіта та самоосвіта

Реферати, дослідження, наукові статті онлайн

Атмосфера — газова оболонка Землі

Зміст

Вступ. 3

1…. Стан атмосферного повітря та його захист його від забруднення

2. Електромагнітне випромінювання транспортного засобу. Вплив на організм людини

3…. Визначення димності вихлопних газів дизелів.

Висновки.

Список використаних джерел.

Вступ

Атмосфера — це газова оболонка Землі, яка обертається разом з нею.

Саме тут проходить озоновий захист життя Землі від жорсткого для всього живого випромінювання Сонця. Енергія радіації, що абсорбується, перетворюється у теплову енергію газових молекул. Сонячна радіація, яка проходить до земної поверхні, має зовсім безпечні границі, а всі ультрафіолетові промені з меншою довжиною хвилі в'язнуть у цьому невидимому, легкому, але непроникному шарі повітряного океану.

Атмосферне повітря — один з найважливіших природних ресурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Атмосферний кисень О2, необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин і мікроорганізмів. Організму людини і тварин необхідний постійний приток кисню. Основне джерело утворення кисню — це фотосинтез зелених рослин. Підраховано, що рослини за рік виділяють в атмосферу близько 70 млрд. т кисню. Близько 80% всього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон, 20% виробляє наземна рослинність.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіаційний та водяний баланс. Одним з найважливіших факторів, що визначають стан атмосфери, є її взаємодія з океаном, процеси газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на клімат Землі.

1. Стан атмосферного повітря та його захист його від забруднення

Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточками і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти, погіршуючи умови їх існування. Джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними):

Рис.1. Штучні та природні джерела забруднення атмосфери

Природне забруднення атмосфери. У нормі природні джерела забруднення не спричинюють істотних змін повітря. Інтенсивне поширення певного природного джерела забруднення на певній території (викиди попелу і газів вулканами, лісові і степові пожежі) можуть стати серйозною причиною забруднення атмосфери. Так, під час виверження вулкана Кракатау у 1883 р. маса попелу та пилу становила 150 млрд. т, і вони поширилися майже по всій земній кулі. Внаслідок виверження вулкана на Алясці в 1912 р. в атмосферу надійшло понад 20 млрд. т пилу, який тривалий час утримувався в повітрі. Такі катастрофічні явища зумовлюють іноді утворення світлонепроникного екрана навколо Землі, а також зміну її теплового балансу. Проте природні забруднення атмосфери здебільшого не завдають великої шкоди людині, бо відбуваються за певними біологічними законами і регулюються кругообігом речовин, виявляються періодично.

Штучне (антропогенне) забруднення атмосфери. відбувається внаслідок зміни її складу та властивостей під впливом діяльності людини. За будовою та характером впливу на атмосферу штучні джерела забруднення умовно поділяють на технічні (пил цементних заводів, дим і сажа від згоряння вугілля) та хімічні (пило- або газоподібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції).

За агрегатним станом усі забруднювальні речовини поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Саме газоподібні забрудники становлять 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу.

Забруднення атмосфери неоднакове по регіонах. В індустріально розвинених районах воно може бути в тисячу разів більшим за середньо-планетарні значення. У світі щороку спалюють понад 10 млрд. т органічного палива, переробляють близько 2 млрд. рудних і нерудних матеріалів. Лише при спалюванні вугілля и атмосферу щороку потрапляє близько 120 млн. т попелу, а разом з іншими видами пилу — до 300 мли т. За приблизними підрахунками, в атмосферу за останні 100 років надійшло 1,5 млн. т арсену, 1 мли т нікелю, 900 тис. т чадного газу, 600 тис. т цинку, стільки ж міді.

Серйозної шкоди навколишньому середовищу завдає хімічна промисловість. Особливо небезпечними є сірчисті сполуки, оксиди азоту, хлор та ін. Майже всі забруднювальні речовини можуть вступати між собою в реакції, утворюючи високотоксичні сполуки. У поєднанні з туманом це явище дістало назву фотохімічного смогу.

Значним джерелом забруднення довкілля є підприємства чорної металургії. Вони викидають в атмосферу багато пилу, кіптяви, сажі, важких металів (свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром). Ці речовини практично стали постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.

Повітря забруднюють практично всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується у всьому світі. Майже всі складові вихлопних газів автомобілів шкідливі для людського організму, а оксиди азоту до того ж беруть активну участь у створенні фотохімічного смогу. Одна вантажівка або один легковик викидає в повітря відповідно 6 м4 З м3 чадного газу СО. Забруднюється повітря і пилом гуми з покришок автомобілів і літаків (один автомобіль утворює близько 10 кг гумового пилу).

Найбільшу загрозу для людства становить забруднення атмосфери радіоактивними речовинами. Ця проблема вперше виникла в 1945 р. після вибуху двох атомних бомб, скинутих з американських літаків на японські міста Хіросиму й Нагасакі. Природна радіоактивність існує незалежно від діяльності людини.

Живі істоти певною мірою пристосувалися до неї, хоч шкідливість її для них є очевидною.

Атмосфера має здатність до самоочищення. Концентрація забруднювальних речовин через розпорошення їх у повітрі, осідання твердих часточок під впливом сили гравітації, випадання різних домішок з опадами (дощ інтенсивністю 1 мм/год за 45 хв. вимиває з повітря 28 % часточок пилу діаметром 10 мкм). Проте від величезної кількості забруднювальних речовин, що надходять в атмосферу сьогодні, вона не встигає самоочищуватись. Так, при спалюванні за рік 2,1 млрд. т кам'яного вугілля і 0,8 млрд. т бурого в навколишнє середовище потрапляє 225 тис. т арсену, 225 тис. т германію, 153 тис. т кобальту і, крім того, мільйони тони пилу з металургійних заводів, майже 1/5 частина світового виробництва цементу.

За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50-100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря.

Головними екологічними глобальними наслідками забруднення атмосфери є: парниковий ефект; озонова дірка; кислотні дощі; смог.

2. Електромагнітне випромінювання транспортного засобу. Вплив на організм людини

В промислово розвитих країнах основним джерелом забруднення атмосфери є автотранспорт, парк якого безупинно росте. Якщо в 1900 р. на планеті нараховувалося біля 6 тис. автомобілів, то до 2000 р. чисельність світового парку автомашин досягла 500 млн. одиниць.

До токсичних відносять такі компоненти вихлопних газів: оксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні. Крім того, деякі види палива містять сірку; що обумовлює вміст у вихлопних газах діоксиду сірки.

З початку 1930- х років тетраметил- і тетраетил свинець добавляють у якості антидетонатора до переважної більшості бензинів у кількості 80 мг л -1. При прямуванні автомобіля від 25 до 75% цього свинцю викидається в атмосферу, осаджується на землю, потрапляє в поверхневі води. Свинець акумулюється в ґрунті і рослинності уздовж автострад (у містах — уздовж вулиць із пожвавленим рухом), помітна кількість сполук свинцю утримується в повітрі великих міст. За даними США і Великобританії, до 90% усього свинцю, що утримується в атмосфері, варто віднести за рахунок вихлопних газів. В даний час у ряді країн (Японії й ін.) використання етилованого бензину заборонено. Виходячи із середніх втрат нафтопродуктів на одну автомашину 10 — 11 л в рік, загальний викид нафтопродуктів світовим автомобільним парком обчислюється 2,1-2,2 млн. т у рік, причому велика частина його потрапляє в ґрунти і гідросферу.

Важливе гігієнічне значення для забезпечення належних умов життєдіяльності населення має санітарно–гігієнічний стан навколишнього середовища, в тому числі санітарно–гігієнічний стан електромагнітної обстановки населених міст.

Електромагнітне забруднення навколишнього середовища виникає в результаті роботи радіотрансляційних та телевізійних станцій і ретрансляторів, радіолокаційних станцій, деяких промислових установок, що використовують електромагнітні поля високої частоти, та інших пристроїв.

Електромагнітна обстановка в містах і інших населених пунктах створюється великою кількістю радіотехнічних та електротехнічних засобів господарського, оборонного та іншого призначення. Головними джерелами електромагнітного випромінювання є радіо–, телевізійні, радіолокаційні об’єкти та високовольтні лінії електропередачі.

В останні роки, починаючи з 1994 р. в населених місцях України до головних джерел електромагнітного випромінювання приєдналась велика кількість базових радіостанцій стільникового, пейджингового та супутникового зв‘язку. Кількість цих джерел з кожним роком збільшується в сотні разів і безумовно це впливає на санітарно–гігієнічний стан електромагнітної обстановки населених місць, отже, і на стан здоров‘я людей.

Все це свідчить про те, що населення України особливо великих міст (Київ, Харків, Львів, Одеса, Донецьк, Дніпропетровськ та інші) знаходиться під постійним впливом антропогенного електромагнітного випромінювання, рівень якого в багато разів перевищує природний. Це явище спостерігається не тільки в Україні, а і у всьому світі. Всесвітня організація охорони здоров‘я (ВОЗ) класифікує це становище спеціальним терміном “електромагнітне забруднення навколишнього середовища”.

Несприятливо впливають на організм людини і електромагнітні випромінювання промислової частоти (50 герц) та частот радіохвильового діапазону. В помешканнях електромагнітні поля створюють: радіоапаратура, телевізори, холодильники тощо, що становить певну небезпеку.

Безперечно, обійтися без електропобутових приладів неможливо, та й не потрібно. Головне – дотримуватись певних правил:

— у спальні не варто встановлювати комп’ютер, “базу” для радіотелефону, а також вмикати на ніч пристроїв для підзарядки батарейок та акумуляторів;

— телевізор, музичний центр, відеомагнітофон на ніч треба вимикати з електромережі;

— електронний будильник не повинен стояти в головах;

— потужність мікрохвильнових печей може змінюватись, тому час від часу треба звертатись до майстра, щоб контролювати рівень випромінювання.

Слід звернути увагу, що рівень цього забруднення кожні десять років зростає в 10–15 разів.

Приймаючи це до уваги та в цілях попередження шкідливого впливу електромагнітних випромінювань на здоров‘я населення фахівцями Інституту гігієни та медичної екології АМН України, виконані багатопланові біологічні дослідження на основі яких був розроблений ряд нормативно–методичних документів по регламентуванню гігієнічних умов розміщення та експлуатації радіотехнічних об’єктів, засобів та високовольтних електроустановок.

Але поряд з цим по даній проблемі далеко не все ще зроблено як в науковому, так і практичному відношенні.

Для забезпечення охорони здоров‘я населення від шкідливого впливу електромагнітних випромінювань на сьогодні необхідно:

– продовжувати наукові дослідження по вивченню медико–біологічних наслідків дії електромагнітних випромінювань, що створюються радіотехнічними засобами стільникового, пейджингового, транкінгового та супутникового зв‘язку;

– провести облік всіх джерел електромагнітного випромінювання на території України;

– визначити рівні навантаження на населення електромагнітного випромінювання;

– створити медико–географічні карти електромагнітної обстановки для окремих міст України;

– провести санітарно–гігієнічну паспортизацію всіх радіотехнічних об’єктів України;

– створити електромагнітний моніторинг;

– продовжити вивчення комбінованої дії електромагнітного випромінювання різних частотних діапазонів та іонізуючої радіації;

– удосконалити та розробити нові нормативно–методичні документи по охороні здоров‘я населення від впливу електромагнітних випромінювань, що створюються радіотехнічними та електричними засобами радіомовлення, телебачення, радіолокацією, стільниковим та супутниковим зв’язком.

3. Визначення димності вихлопних газів дизелів

Для визначення кількісної оцінки димності користується одним з наступних методів: турбиметричним — шляхом просвічування слою газів певної товщини, що відпрацювали і нефелометричним — пропусканням газів, що відпрацювали через фільтр і подальшою оцінкою його почорніння. Внаслідок оцінки цими методами отримують дві величини, значення оптичної щільності ВГ і значення зміст сажі в ВГ, безпосередньо пов'язаних один з одним.

Прилади використовуючи нефелометричний метод оцінки ВГ вимірюють дійсна кількість зважених в газі часток, а при використанні турбиметричного методу визначають оптичну щільність певного об'єму аерозолі, що тільки частково залежить від дисперсної фази, то при перекладі одних одиниць в інші спостерігається різниця.

Для кожного методу є свої прилади. Найбільш відомі з них:

— для турбидиметрії англійський димомер МК-3 фірми "Хартрідж", СИДА-107 що випускається заводом “Автоматики" (м. Кировакан, Вірменія );

— для нефелометрії сажемер EFAF-69 німецької фірми "Бош".

Нефелометричний метод. Якісний і кількісний склади дисперсної фази аерозолю випуску визначають при аналізі набивання абсолютного фільтра, крізь який пропускають газ протягом проміжку часу, що фіксується. За допомогою такого фільтра можна отримати найбільш достовірні дані, однак створення його представляє великі технічні труднощі. Тому про зміст дисперсної фази звичайно судять або по непрямих показниках (кольору, оптичній щільності і т.д.), або по концентраціях в газах сажі, вимірювання яких, в свою чергу, ведеться непрямими методами.

Спочатку вміст зважених часток у випускних газах двигунів оцінювався візуальним методом, при якому прозорість ВГ визначалася на фоні блакитного неба або білих хмар шляхом безпосереднього спостереження оператора. Застосовувалися наступні градації: дим ледве помітний, видимий, чорний, дуже чорний.

Надалі використовувався метод візуального зіставлення оптичної щільності з тоновими дільницями еталонних шкал в основному Рінгельмана і Шелла.

Принцип методу фільтрації полягає в пропусканні через набивання фільтра (фільтрувальний папір, ультратонкі волокна ацетилцелюлози, фільтр Петрянова і певного об'єму газу з подальшою оцінкою міри почорніння фільтра порівнянням з тоновими шкалами або фотометричним в прилад включають фотоелемент, що дозволяє зв'язати міру потемніння фільтра з величиною фотоструму, що реєструється міліамперметром. Шкалу приладу градуюють в цьому випадку так, щоб по ній відразу можна було читати скільки сажі міститься в одному кубометрі газів, що відпрацювали. Різновидом методу фільтрації є метод зважування набивання фільтра до і після пропускання через нього газу.

Турбидиметричний метод оцінки димності.У більшості країн світу, в тому числі і в Україні, інтенсивність сажевих викидів оцінюють турбидиметричним методом по непрямому показнику димності газів, що відпрацювали, їх непрозорості. Розрахунок показує, що непрозорість середи, що містить сферичні частки, при рівних умовах визначається величиною суми їх поперечних перетинів, рівною

де V=сопstоб'єм аерозольної бази;

n – число часток, що збільшується із зростанням дисперсність.

Згідно ГОСТ 17. 2. 1. 02 76, під дисперсністю потрібно розуміти виражену в процентах оптичну щільність середи, що вимірюється з допомогою димомерів, де "0" відповідає повній прозорості, а "100" непрозорості стандартного об'єму газів. Це поняття знаходиться відповідно повному до прийнятих в оптичній оптиці і встановлених ГОСТ 7001 78 показниками якості серед в аспекті поглинання, розсіювання і пропущення ними світла:

N=(а+ р )×100= (1 — t) ×100%,

де a, р, tкоефіцієнти поглинання, розсіювання, пропущення світла, відповідно.

t=Фt/Ф

де Фt- потік випромінювання пройденого через ВГ, що досліджуються,

Ф- потік випромінювання що попадає на ВГ.

Показник "димність" став допоміжним і тепер називається коефіцієнтом ослаблення світлового потоку внаслідок поглинання і розсіювання світла газами, що відпрацювали при проходженні ними робочої камери димомера з фотометричною базою L=0,43 м. Як основний показник, що нормується стандартом визначений натуральний показник ослаблення світлового потоку До, що представляє величину, зворотну товщині слою ВГ. Проходячи цей шар, потік випромінювання від джерела світла димомера ослабляється в 2,718 раз. Розмірність м-1. У основі визначення показника лежить закон Бугера — Ламберта Бера.

Висновки

Щорічно на планеті у результаті спалювання в атмосферу поступає 20 млрд. т. оксиду вуглецю. У ріки скидається 160 км куб. промислових стоків. В грунт вноситься більше 500 млн. т. мінеральних добрив і приблизно 3 млн. т. отрутохімікатів. З’явилась більша кількість органічних забруднювачів, які є дуже стійкими і одночасно сильно канцерогенними (хлоровуглеці, діоксини, поліциклічні вуглеводні і т. д.). Сьогодні лише в Україні ведеться спостереження в ході моніторингу за вмістом (ГДК, ГДВ) більш ніж 2 тис. різноманітних забруднювачів (в інших країнах значно більше).

Наслідком соціоекологічної кризи є занепад духовності, низький рівень екологічної культури, спад морального рівня. Тому в ХХІ столітті особлива роль в подоланні дисгармонії належить молоді, яка з новим способом мислення і дій, з новим поглядом на свою роль в житті суспільства і біосфери, повинна включитись в процес гармонізації стосунків суспільства і природи.

Боротьба за неухильне підвищення рівня життя людей, зростання чисельності населення вимагають постійного розвитку промисловості, сільського господарства, інфраструктур, урбанізації. Людство не може відмовитись від цивілізації. Науково-технічний прогрес — явище незворотне. Це вимагає усі більш інтенсивної взаємодії людини з природою, її перетворення. Гасло "Назад до природи!" слід вважати не тільки реакційним, але й антинауковим.

Однак, людина, освоюючи природні ресурси, активно втручаючись у природні взаємозв'язки, не завжди враховує можливі наслідки, інколи переходити ту межу, коли природа вже не в змозі відновити природну рівновагу.

Зважаючи на це, людина від споживацького відношення до природи повинна перейти до співробітництва з нею, будувати свою господарську діяльність у відповідності з можливостями природи.

Список використаних джерел

1. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник/ Юрій Скобло, Валентин Цапко, Дмитро Мазоренко, Леонід Тіщенко,; Ред. В. Г. Цапко. -4-те вид., перероб. і доп.. -К.: Знання, 2006. -397 с.

2. Джигирей В. С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища: Навчальний посібник. -К.: Знання, 2006. -319 с.

3. Дуднікова І.І. Екологія: Навчальний посібник. Європейський університет. -К.: Видавництво Європейського університету, 2006. -327, с.

4. Екологія: теоретичні основи і практика: Навчальний посібник. -Львів: Новий Світ-2000, 2006. -321 с.

5. Желібо Є. П. Безпека життєдіяльності: Навч. посібник для студентів вищих навч. закладів. -К.: Каравела, 2005. -341 с.

6. Заверуха Н. М. Основи екології: Навчальний посібник для вищих навчальних закладів. -К.: Каравела, 2006. -365 с.

7. Лапін В. М. Безпека життєдіяльності людини: Навч. посібник. К.: Знання, 2000. -184, с.

8. Мусієнко М. М. Екологія: Тлумачний словник. -К.: Либідь, 2004. -374, с.