Zanieczyszczenia powietrza, przyda sie do szkoły, mikrobiologia
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Zanieczyszczenia powietrza
POWIETRZE jest mieszaniną gazów, z których składa się atmosfera ziemska.
Głównymi jego składnikami są; azot stanowiący ok. 78% i tlen ok. 21%.Pozostałą część
stanowią inne gazy; argon, dwutlenek węgla oraz w niewielkich ilościach; neon, hel,
krypton, ksenon i wodór. Ponadto powietrze zawiera różną, zależną od warunków
otoczenia ilość pary wodnej.
Procentowa zawartość głównych składników powietrza nie ulega zmianie od poziomu
morza do wysokości 80 km nad powierzchnią Ziemi; wyjątek stanowią: para wodna i
aerozole atmosferyczne, występujące głównie w warstwach powietrza znajdujących się
bliżej powierzchni Ziemi. Połowa zawartej w atmosferze pary wodnej występuje poniżej
wys. 1,5 km oraz ozon, który koncentruje się na wys. 20–30 km. Powyżej wys. 80 km
powietrze staje się bardziej rozrzedzone, a jego skład ulega zmianie w wyniku procesów
zachodzących pod wpływem krótkofalowego promieniowania słonecznego i
promieniowania kosmicznego (dysocjacji cząsteczek, jonizacji cząsteczek i atomów oraz
reakcji fotochemicznych).
Powietrze wywiera ciśnienie na powierzchnię Ziemi i przedmioty w nim się znajdujące
(ciśnienie atmosferyczne). Stanowi ośrodek, w którym przebiegają najważniejsze
procesy życiowe organizmów: procesy utleniania i spalania.
Jest surowcem dla przemysłu azotowego, a także stosowane jako środek przenoszący
ciepło lub masę w procesach ogrzewania, chłodzenia, suszenia, nawilżania; sprężone
powietrze jest używane do poruszania maszyn pneumatycznych.
Powietrze skroplone jest błękitną, ruchliwą cieczą (po raz pierwszy powietrze skroplili
1883 Z. Wróblewski i K. Olszewski). W tej postaci jest stosowane głównie do
otrzymywania tlenu, azotu i gazów szlachetnych oraz do wytwarzania niskich temperatur.
Przestrzenny skład powietrza jest bardzo zróżnicowany, gdyż stale emitowane są do
niego zanieczyszczenia z różnych emitorów.
Emitorami są wszystkie źródła, które emitują, wyrzucają w powietrze substancje
zanieczyszczające powodując zanieczyszczenie powietrza.
ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA stanowią gazy, ciecze i ciała stałe obecne w
powietrzu, ale nie będące jego naturalnymi składnikami, lub też substancje występujące
w ilościach wyraźnie zwiększonych w porównaniu z naturalnym składem powietrza.
Do zanieczyszczeń powietrza należą:
1) gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i
azotu , amoniak (NH3), fluor, węglowodory (łańcuchowe i aromatyczne), a także
 ich chlorowe pochodne, fenole;
2) cząstki stałe nieorganiczne i organiczne (pyły), np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji
cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali
ciężkich;
3) mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj lub ilość odbiega od składu
naturalnej mikroflory powietrza;
4) kropelki cieczy, np. kwasów, zasad, rozpuszczalników.
Wartość emisji zanieczyszczeń to ilość zanieczyszczeń wydalana do atmosfery w
jednostce czasu, wyrażana w g/s, kg/h lub t/rok.
Rozróżniamy następujące źródła zanieczyszczeń powietrza:
a) źródła naturalne do których należą należą:
- wulkany (ok. 450 czynnych), z których wydobywają się m.in. popioły wulkaniczne i gazy
(CO2 , SO2, H2S - siarkowodór i in.);
- pożary lasów, sawann i stepów (emisja CO2, CO i pyłu);
- bagna wydzielające m.in. CH4 (metan), CO2, H2S, NH3;
- gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe (globalnie do 700 mln t pyłów/rok )
- tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne.
b) źródła antropogeniczne (powstające w wyniku działalności człowieka) można podzielić
na
4 grupy:
- energetyczne - spalanie paliw,
- przemysłowe - procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach,
kopalniach i cementowniach,
- komunikacyjne - głównie transport samochodowy, ale także kołowy, wodny i lotniczy,
- komunalne - gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków
(np.
wysypiska, oczyszczalnie ścieków).
Źródła emisji zanieczyszczeń mogą być punktowe (np. komin), liniowe (np. szlak
komunikacyjny) i powierzchniowe (np. otwarty zbiornik z lotną substancją).
Zanieczyszczenia powietrza można podzielić na zanieczyszczenia pierwotne, które
występują w powietrzu w takiej postaci, w jakiej zostały uwolnione do atmosfery, i
zanieczyszczenia wtórne, będące produktami przemian fizycznych i reakcji chemicznych,
zachodzących między składnikami atmosfery i jej zanieczyszczeniem (produkty tych
reakcji są niekiedy bardziej szkodliwe od zanieczyszczeń pierwotnych) oraz pyłami
uniesionymi ponownie do atmosfery po wcześniejszym osadzeniu na powierzchni ziemi.
Zanieczyszczenia powietrza ulegają rozprzestrzenianiu, którego intensywność zależy
m.in. od warunków meteorologicznych i terenowych. Następnie zachodzi proces
samooczyszczania w wyniku osadzania się zanieczyszczeń (sorpcja) lub ich wymywania
przez wody atmosferyczne.
Wszystkie składniki powietrza w wyniku nieustannego ruchu ulegają ciągłemu mieszaniu;
przy niekorzystnym ukształtowaniu terenu i bezwietrznej pogodzie, na niewielkiej
przestrzeni (miasta, okręgi przemysłowe) gromadzi się duża ilość zanieczyszczeń -
wzrost ich stężenia powoduje niekiedy powstanie gęstej mgły zwanej - smogiem.
Występujące w atmosferze gazy absorbujące promieniowanie podczerwone odbite od
powierzchni Ziemi - para wodna, dwutlenek węgla, metan, podtlenek azotu oraz freony,
zwane gazami cieplarnianymi lub szklarniowymi, powodują tzw. efekt cieplarniany.
Gazy tzw. kwaśne np.; dwutlenek siarki, tlenki azotu wywołują zakwaszenie wody w
atmosferze (kwaśne opady).
Związki reagujące z ozonem, tj. freony i tlenki azotu, są przyczyną ubytku ozonu w
ozonosferze tworząc tzw. dziurę ozonową.
Skład powietrza w pomieszczeniach zamkniętych zależy głównie od: jakości powietrza
atmosferycznego w rejonie, w którym stoi budynek, rodzaju i ilości zanieczyszczeń
emitowanych w procesach zachodzących w pomieszczeniu oraz rodzaju i efektywności
systemu wentylacji pomieszczenia.
Źródłami zanieczyszczeń są:
1) procesy utleniania: bezpośrednie spalanie paliw (gotowanie posiłków, ogrzewanie
wody),
palenie tytoniu, procesy oddychania
2) materiały budowlane lub wykończeniowe,
.Najbardziej szkodliwe związki chemiczne stosowane w budownictwie to: aldehyd
mrówkowy (formaldehyd), fenole, toluen, ksylen i styren, znajdujące się głównie w
lepikach, klejach, lakierach i materiałach impregnacyjnych; toksyczny formaldehyd
(szczególnie niebezpieczny dla dzieci i młodzieży) jest emitowany z wełny mineralnej
oraz płyt paździerzowych, do produkcji których są stosowane kleje i lakiery zawierające
ten składnik.
Człowiek sam w sobie jest także źródłem zanieczyszczeń - poza dwutlenkiem węgla w
powietrzu wydychanym , wydziela 150 różnych substancji lotnych. Przyczyniają się do
tego także zwierzęta domowe. Duża część z nich mieszka pod jednym dachem z ludźmi,
będąc dodatkowym źródłem czynników alergicznych . Są nimi zwłaszcza sierść i
złuszczony naskórek oraz włosy a także gazy trawienne - siarkowodór, amoniak, metan -
tym obficiej wydzielane przez zwierzę - im gorszy rodzaj pokarmu jest stosowany.
Na złą jakość powietrza ma wpływ również niski poziom wilgotności.
Wskazana wilgotność to 50-65%. Często, zwłaszcza zimą zmniejsza się ona wyraźnie na
skutek działania centralnego ogrzewania. Podrażnia to delikatną śluzówkę dróg
oddechowych powodując jej wysychanie i większą wrażliwość na drobnoustroje i
alergeny szkodliwe.
Także kurz domowy który w 80% stanowią martwe komórki ze złuszczającego się stale
naskórka człowieka i zwierząt domowych jest pokarmem roztoczy.
Roztocza to mikroskopijne pajęczaki, które gnieżdżą się w dywanach, fotelach,
zasłonach, łóżkach oraz unoszą się w powietrzu. Uważa się, że roztocza a dokładniej
proteiny wydalane przez nie są jednym z najpoważniejszych źródeł czynników
wywołujących alergię .
Sześcioletnia poduszka może zawierać żywe i martwe roztocza w ilości 10% swojej
wagi, będąc przyczyną porannego kaszlu u osoby ją używającej.
Tak więc powodami zanieczyszczenia powietrza są: hermetyczne uszczelnianie
budynków, tworzywa sztuczne wyposażenia, słaba wentylacja, wydzieliny biologiczne
człowieka i zwierząt z nim mieszkających pod jednym dachem.
W latach osiemdziesiątych w USA, Kanadzie, Europie, gdzie szeroko stosowano nowe
technologie stwierdzono wiele nowych objawów chorobowych. Nazwano je „zespołem
chorego budynku". Objawy tego zespołu to alergie, astma, podrażnienie oczu, nosa,
gardła,zapalenie zatok i oskrzeli, trudności w oddychaniu, objawy chronicznego
zmęczenia, bóle głowy, zaburzenia snu i inne zaburzenia systemu nerwowego jak
depresje czy stany lękowe.
W środowisku kulturowym człowieka zanieczyszczenia powietrza powodują korozję
metali i materiałów budowlanych. Wtórnie skażają wody i gleby. Działają niekorzystnie
również na świat roślinny, zaburzając procesy fotosyntezy, transpiracji i oddychania. W
skali globalnej mają wpływ na zmiany klimatyczne.
Zakłady przemysłowe Spaliny samochodowe
Erupcja wulkanu Wysypisko śmieci
SMOG [ang.]- utrzymujące się nad terenami wielkich miast i okręgów przemysłowych
zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego.
Smog tworzą zanieczyszczenia pierwotne (pyły, gazy i pary emitowane przez zakłady
przemysłowe, energetyczne, silniki spalinowe pojazdów mech. itp.) i ich produkty
fotochemiczne i chemiczne przemian zachodzących w warunkach inwersji temperatury,
podczas braku ruchów powietrza (przy bezwietrznej pogodzie).
Powstawaniu smogu sprzyja położenie zagrożonych nim obszarów w obniżeniach;
rozróżnia się smog fotochemiczny i smog kwaśny.
Smog fotochemiczny, zwany też utleniającym, tworzy się w czasie silnego
nasłonecznienia w wyniku fotochemicznych przemian występujących w dużym stężeniu
tlenków azotu, węglowodorów, zwłaszcza nienasyconych (alkeny) i innych składników
spalin (głównie samochodowych) . Ze związków tych powstają bardzo reaktywne rodniki,
które z kolei ulegając przemianom chemicznym tworzą toksyczne związki, głównie
nadtlenki, np. azotan nadtlenku acetylu . Składnikami tego typu smogu są także: ozon,
tlenek węgla (czad), tlenki azotu, aldehydy, węglowodory aromatyczne.
Smog kwaśny, zwany też mgłą przemysłową, powstaje w wilgotnym powietrzu silnie
zanieczyszczonym tzw. gazami kwaśnymi, głównie dwutlenkiem siarki (SO2) i
dwutlenkiem węgla (CO2), oraz pyłem węglowym . Smog, ze względu na dużą
koncentrację agresywnych czynników chemicznych, stanowi zagrożenie dla zdrowia
ludzi i zwierząt, wywołuje choroby roślin i powoduje niszczenie materiałów.
Smog kwaśny obserwowano już w 1 poł. XX w., m.in.: 1930 w dolinie Mozy (Belgia),
1948 w Donorze (USA), oraz 1948, na przeł. 1952 i 1953, 1956 w Londynie, gdzie
1952/53 w ciągu 7 dni wskutek smogu (przyczyna bezpośrednia lub pośrednia) zmarło
4000 osób, 1956 - 1000 osób, nieco później wystąpił smog fotochemiczny w Los
Angeles, Atenach i in. miastach. W Polsce smog kwaśny występuje w Krakowie i
niektórych miastach Górnego Śląska.
Nie ma inwersji Inwersja
Jeśli nad warstwą zimnego powietrza zalegnie masa ciepłego powietrza, wtedy zimne,
cięższe powietrze nie może przedostać się do góry. Takie zjawisko w meteorologii
określa się jako „inwersję temperatury”, a to sygnalizuje, że z powodu warunków
pogodowych możliwe jest utworzenie się smogu, jeśli jednocześnie w pobliżu
powierzchni gleby będą pozostawały przez dłuższy czas szkodliwe substancje
zanieczyszczające powietrze.
EFEKT CIEPLARNIANY- to wzrost średniej temperatury przy powierzchni Ziemi
wywołany zmianą bilansu energetycznego promieniowania słonecznego pochłanianego
przez Ziemię i promieniowania wysyłanego przez Ziemię.
Gazy i pyły zanieczyszczające atmosferę zatrzymują część promieniowania
emitowanego przez powierzchnię Ziemi, w związku z czym temperatura tej powierzchni
wzrasta.
W ostatnich dwóch stuleciach człowiek wywarł istotny wpływ na skład atmosfery. Przede
wszystkim doszło do zwiększenia o około 25% ogólnej zawartości dwutlenku węgla
(CO2). Stało się to wskutek uprzemysłowienia i zurbanizowania oraz ogromnego rozwoju
motoryzacji (transport: kołowy, morski, lotniczy).
Najważniejszym gazem atmosferycznym przyczyniającym się do powstawania efektu
cieplarnianego jest dwutlenek węgla, a także metan, tlenek azotu, ozon i freony.
Raport Międzynarodowego Zespołu do Zmian Klimatycznych (1995) przewiduje, że w
wyniku efektu cieplarnianego w następnym stuleciu na skutek topnienia lodów poziom
wód morskich może wzrosnąć o ok.1 m, zalewając większość delt rzecznych, wysp na
atlantyckim wybrzeżu USA, część Chin, wyspy na Oceanie Indyjskim i Spokojnym. Zimy
będą cieplejsze, a lata niebezpiecznie dla życia upalne. Zaostrzą się susze, opady
deszczu będą prowadziły do nieustających powodzi.
Aby zapobiec rozszerzaniu się efektu cieplarnianego należy podejmować działania
mające na celu dostosowanie przemysłu, transportu i mentalności społeczeństwa do
tego problemu.
Narody Świata będą musiały spalać mniej węgla, gazu i ropy. Dokonać tego należy przez
bardziej oszczędne korzystanie z energii, zarówno w przemyśle, jak i w domu.
Ważne jest również, aby poprawić efektywność samych elektrowni. Za dużą część
emitowanego na Świecie dwutlenku węgla są odpowiedzialne pojazdy silnikowe.
Poza możliwościami ograniczenia przez człowieka emisji gazów cieplarnianych, można
także zmierzać do usunięcia CO2 z atmosfery. Należy zahamować wyrąb i wypalanie
lasów oraz sadzić co najmniej tyle nowych drzew, ile ulega niszczeniu. Drzewostan ma
[ Pobierz całość w formacie PDF ]