Рассмотрим основные источники загрязнения атмосферы. В настоящее время выделяют две большие группы: антропогенные и естественные. Для каждой из них характерны свои отличительные особенности и характеристики.
Природные виды
Естественные источники загрязнения атмосферы – это те группы, которые обладают растительной, минеральной или микробиологической природой. Что можно привести в качестве примера? Это пыльца растений, экскременты животных, пыль, продукты извержения вулканов. Влиять на данные источники загрязнения атмосферы у человека нет возможности. Единственное, что в силах человечества, использовать оптимальные методы для снижения негативного воздействия от них на здоровье населения.
Искусственные виды
Антропогенные источники загрязнения атмосферы – это продукты жизнедеятельности человека, попадающие в земную атмосферу. Существует их подразделение на несколько групп, каждая из которых заслуживает детального рассмотрения и изучения.
Транспортные загрязнители
Из-за существенного ухудшения экологической ситуации на нашей планете, необходимо искать альтернативные источники энергии, при сгорании которых не будут выделяться в большом количестве оксиды углерода. Автомобиль - источник загрязнения атмосферы. По результатам социологических исследований выяснено, что в некоторых странах на одну семью приходится 1-2 транспортных средства. Миллионы транспортных средств сегодня передвигаются по улицам крупных городов, а в воздухе возрастает содержание ядовитых выхлопных газов. В российских городах автомобильные выбросы СО/СН в атмосферу давно уже превысили выбросы от работы огромных производственных цехов. Суммарная мощность автомобильных двигателей в нашей стране намного выше установленной мощности всех тепловых электростанций страны. Такие источники загрязнения атмосферы воздуха – серьезная опасность для здоровья населения.
В составе автомобильных выхлопных газов есть множество разных веществ. В них содержатся углеводороды — не сгоревшие или не полностью сгоревшие части топлива, количество которых существенно увеличивается при работе двигателя на малых оборотах.
Серьезную опасность представляют и те промежутки времени, когда автомобиль начинает резко трогаться с места. При нажатии водителем на педаль газа, в атмосферу выделяется в десять раз больше несгоревших химических соединений, чем в процессе деятельности двигателя в стандартном режиме.
Эти искусственные источники загрязнения атмосферы негативно действуют на психическое состояние человека.
Вред от бензинового двигателя
Это особый вид поршневого двигателя внутреннего сгорания, в котором процесс воспламенения воздушной и топливной смеси в цилиндрах происходит в принудительном порядке при помощи электрической искры. В бензиновых двигателях в качестве топлива применяется бензин.
Источником загрязнения атмосферы являются углеводороды, входящие в состав данного вида топлива.
Четырехтактный двигатель — это поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два полных оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня, именуемых тактами.
Состав выхлопных газов
Рассмотрим подробнее эти источники загрязнения атмосферы. В выхлопных газах двигателя, функционирующего на качественном бензине, содержится около 2,7 % оксида углерода. В случае понижения скорости, такой показатель увеличивается до 3,9 %, а на малых оборотах он достигает 6,9 %. Угарный газ при образовании химических соединений с гемоглобином крови, негативно воздействует на процесс перенос кислорода в разные ткани организма. В составе выхлопных газов присутствуют альдегиды, которые обладают неприятным резким запахом, вызывающих аллергическую реакцию.
Серьезным источником загрязнения атмосферы являются непредельные углеводороды этиленового ряда: гексены, пентены. Эти органические соединения, содержащиеся в выхлопных газах, угнетают центральную нервную систему человека, вызывают приступы агрессии и раздражительности.
Максимальное количество различных смол и сажи образуется в том случае, если в работающем бензиновом двигателе есть серьезные неисправности.
Эти источники загрязнения атмосферы особенно опасны в тот момент, когда водитель, увеличивает работу бензинового двигателя, снижая при этом соотношение воздуха и горючего, пытаясь создать «богатую бензиновую смесь». В таких ситуациях за транспортным средством тянется хвост из дыма, в котором находится существенное количество полициклические углеводороды, например, бензапирен.
Если естественные источники загрязнения атмосферы появляются периодически, то выхлопные газы оказывают постоянное негативное действие на Землю, планомерно разрушая ее атмосферу.
Воздействие СО/СН на атмосферу и здоровье человека
Мы уже определили некоторые источники и последствия. Загрязнение атмосферы приводит к уничтожению зеленых растений, появлению множества генетических болезней. Всему виной выхлопные газы. Остановимся на данном вопросе подробнее.
Ученым удалось выяснить, что при попадании существенного количества выхлопных газов в земную атмосферу, возникают серьезные проблемы с развитием плода в утробе матери, причем и на поздних, и на ранних сроках беременности.
При расположении населенных пунктов вблизи крупных автомобильных трасс, по которым передвигаются транспортные средства с бензиновыми двигателями, у женщин часто рождаются малыши с серьезными отклонениями здоровья.
Это интересно
Американские ученые в ходе исследований выяснили, что выхлопные газы наносят значительный ущерб нейронам, которые воздействуют на функционирование головного мозга, вызывают снижение памяти. Они приводят и к воспалению, которое связано с преждевременным старением и развитием болезни Альцгеймера. Частицы несгоревших углеводородов в выхлопных газах малы по размерам, поэтому они не улавливаются системой фильтрации автомобилей. К сожалению, ученым пока не удалось найти эффективный способ защиты населения от негативного воздействия продуктов сгорания бензинового топлива.
Альтернативные варианты двигателей
Так как основные источники загрязнения атмосферы, рассмотренные выше, являются серьезной угрозой для человечества, ученые долгое время работали над созданием электрического двигателя, не предполагающего использования бензина в процессе своего функционирования. Электрический двигатель представляет собой установку, в которой происходит превращение электрической энергии механическую работу, а также наблюдается выделение тепла. Состоит такая система из двух частей: неподвижного статора, вращающегося ротора.
Многие инженеры именуют электрические двигатели транспортом с нулевым выбросом в атмосферу углекислого газа. Его коэффициент полезного действия достигает 95 % (у бензинового данный показатель не превышает 60 %). Среди преимуществ электрического двигателя выделим незначительные расходы на обслуживание, эксплуатацию таких транспортных средств.
Проанализировав, каковы источники загрязнения атмосферы, как они связаны с составом топлива, можно сделать вывод, что электромобили - оптимальный вариант для экологии.
Нет необходимости ставить в них механические тормоза, а ведь именно при остановке транспортного средства, в атмосферу выделяется значительное количество выхлопных газов.
Экологические аспекты электрического двигателя
При производстве аккумуляторных батарей используют определенные химикаты для их обработки. Например, такие химические источники загрязнения атмосферы, как гексафторид (SF6) в 20 000 раз опаснее для глобального потепления климата, чем углекислый газ. Но данное вещество, применяемое в электрических двигателях, по объему существенно меньше, а потому, электрические двигатели по праву можно считать экологически безопасными видами.
Чтобы понять, какова разница между бензиновыми машинами и электромобилями, проведем сравнительные вычисления.
Так как главные источники загрязнения атмосферы связаны с бензиновым транспортом, предположим, что для передвижения машины на 64 километра необходимо 3,785 литра жидкого топлива. Для прохождения такого пути машиной с электрическим двигателем, потребуется 10 кВт*ч энергии. В процессе сгорания 3,785 л бензина, в земную атмосферу выделяется 8,887 грамма углекислого газа. В ходе выработки альтернативных 10 кВт * ч электрической энергии, включая процесс добычи, производства, передачу и сжигание, образуется 900 г CO2 для гидроэлектростанций, 550 г для солнечных станций, 150 г для атомной энергетики.
Электромобили не оказывают негативного воздействия на нервную систему человека, не мешают живым организмам полноценно дышать, радоваться чистому воздуху.
При продумывании технологий переработки использованных электрических батарей, такие типы двигателей станут оптимальным вариантом для улучшения экологической ситуации на Земле.
Производственные выбросы
Анализируя основные источники загрязнения атмосферы, необходимо остановиться и на разнообразных технологических процессах, необходимых для обеспечения населения химическими средствами, одеждой, продуктами питания, бытовыми приборами, тепловой энергией. В настоящее время доля промышленных выбросов в атмосферу снижается, так как на крупных предприятиях устанавливаются эффективные газоулавливающие установки. В нашей стране промышленные выбросы в атмосферу регулируются на законодательной основе, что также способствует снижению вредных химических выбросов.
Бытовые загрязнители
В эту группу включают соединения, которые формируются при переработке разнообразных бытовых отходов, а также попадают в земную атмосферу в процессах сгорания. Их доля в объеме намного меньше выбросов от транспорта, функционирования промышленных предприятий.
Варианты классификации
Если школьникам предлагается вопрос: «Назовите источники загрязнения атмосферы», они, отвечая на него, пользуются подразделением таких веществ на несколько групп. Рассмотрим некоторые из критериев, используемых для подобной классификации:
- По составу. Выделяют механические примеси, такие как пыль, получаемую в процессе сгорания твердотопливных соединений, изготовлении цемента. Сюда же включается сажа, компоненты шин, трущихся о дорожное покрытие.
- Химические загрязнители, находящиеся в газообразном либо твердом состоянии, способствуют протеканию процессов, продукты которых негативно воздействуют на атмосферу. Среди них: аммиак, оксиды азота, диоксид серы, альдегиды, кетоны.
- К радиоактивным источникам относят изотопы и радиацию.
- Биологические загрязнители воздушной оболочки – это грибковые, микробные, вирусные организмы.
Заключение
В настоящее время земная атмосфера подвергается атакам со стороны разнообразных загрязнителей. По своей природе они могут быть естественного, искусственного происхождения. Остановимся на процессах, связанных с извержением вулканов. В земных недрах осуществляются процессы, результатом которых становится образование разнообразных соединений органической и неорганической природы.
Во время извержения вулкана, помимо пыли и иных твердых компонентов, в атмосферу попадает множество соединений: сероводород, оксиды серы, сульфаты. Эти загрязнители не предсказуемы, а потому, человек не может воздействовать на них.
В последнее время вопросам, касающимся снижения негативных выбросов в земную атмосферу, уделяется особое внимание во всем мире. Существует множество международных организаций, основной целью деятельности которых является поиск оптимальных методов и средств защиты флоры и фауны от химических, промышленных, естественных загрязнений.
Среди тех эффективных мер, которые позитивно отражаются на снижении выбросов угарного газа, соединений серы, азота, можно назвать постепенный переход на качественное топливо, а также частичный отказ от бензиновых двигателей. Многие крупные автомобильные концерны разрабатывают электрические и водородные двигатели, при работе которых не выделяются в атмосферу вредные химические вещества.
