ІНЖЕНЕРНА ЕКОЛОГІЯ
ЛЕКЦІЯ СРС
Антропогенні джерела забруднення.
Розглянемо типи забруднюючих речовин, які виділяються при роботі різних видів промисловості:
Підприємства енергетики
95% енергії отримають при згорянні палива (газу, нафтопродуктів, вугілля). В той же час при згорянні палива в атмосферу викидаються оксиди вуглецю, оксиди азоту, оксиди сірки, оксиди ванадію (при спалюванні рідкого палива).
Підприємства металургії
При виплавлянні 1 тонни чавуну в атмосферу поступає 4,5 кг пилу, 2,7 кг оксиду сірки, 0,6 марганцю, а також виділяється деяка кількість ртуті, фосфору, свинцю і миш'яку.
Хімічна і нафтохімічна промисловість
Виробництво лакофарбових виробів, пластмаси, добрив, неорганічних кислот забруднюють атмосферу, як твердими частинками, так і аерозолями.
Промисловість будівельних матеріалів
Основний забруднювач – пил, різного гранулометричного складу.
Целюлозно-паперова промисловість
Забруднюється атмосфера парами хлору, оксидами сірки, сірководнем.
Транспорт
При своїй роботі транспорт виділяє в атмосферу оксиди вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні, пил, сажу.
Наслідки антропогенного забруднення атмосфери
Основні наслідки забруднення атмосфери:
1) парниковий ефект;
2) руйнування озонового шару («Озоновий екран»)
3) кислотні дощі;
4) смоги.
Парниковий ефект (глобальне потепління)
Вперше парниковий ефект відмітив в 1896 р. шведський хімік Сванте – Ареніус.
За прогнозом учених температура приземного шару атмосфери до середини ХХI століття зросте на 1,5-4,5 °С.
Це призведе до:
1) зростання рівня світового океану за рахунок теплового розширення води на 100 см в середньому, а до кінця ХХI століття – до 2 м, тобто це призведе до підтоплення прибережних зон континентів;
2) танення льодовиків, що також призведе до підтоплення прибережних зон континентів;
3) зміни кліматичних зон (припускають, що тундра і тайга стануть зонами землеробства).
4) засух, пожеж і порушення екологічної рівноваги.
Причиною глобального потепління є викидання в атмосферу, так званих парникових газів:
· Вуглекислий газ (СО2 ), який потрапляє в атмосферу при роботі ТЕС, транспорту, сміттеспалювальних заводів, металургійних заводів; грунти і дихання живих організмів;
· Метан (СН4 ), основні джерела: болота, шахти, рисові поля – процес гниття, нафтохімічна і нафтопереробна промисловість;
· Озон О3, утворюється під час грози. Антропогенне утворення - озонаторні установки при знезаражуванні води, під час зварювальних робіт;
· Водяна пара.
У 1992 р. на конференції ООН була підписана конвенція по обмеженню викиду вуглекислого газу в атмосферу. Кінцева мета її: досягти стабілізації концентрації парникових газів на рівні, що не допускає небезпечної дії на кліматичну систему. У 1997 р. в японському місті Кіото був підписаний так званий Кіотський протокол про зниження викидів парникових газів в атмосферу.
Руйнування озонового шару (озонового екрану)
Основна маса озону знаходиться на висоті 22-25 км над рівнем моря.
Призначення: відбивати згубні ультрафіолетові промені, сонячну радіацію, захищати все живе. Внаслідок антропогенного впливу озоновий екран руйнується – утворюються озонові дірки. Так в 1975 р. було виявлено руйнування озонового екрану над Антарктидою. 1987г. озонова дірка над Антарктидою дорівнювала площі США. Починаючи з цього року товщина озонового шару зменшується.
Озоновий стовп – це товщина озону, через який ультрафіолетові промені повинні пройти з верхніх шарів атмосфери до поверхні Землі в даному пункті.
1988 р. НАСА опублікувало дані про зменшення озонового стовпа на 3 % над районами Північної Америки, Європи, Китаю і Японії, над Аляскою і країнами Скандинавії на 6% і над Північним полюсом на 10%.
Основні руйнівники озону:
1) Оксиди азоту. Джерела: вихлопні гази, випаровування з полів, на які вносилися азотні добрива, випробування ядерної зброї, запуск ракет, підприємства по виробництву азоту;
2) Фреони – інертні речовини, СF2Cl2,CFCl 
(хлорфторвуглеці), які, потрапляючи у верхні шари атмосфери, розкладаються з виділенням атомів хлору. У нижніх шарах атмосфери фреони можуть знаходитися десятиліттями, після чого поступають у верхні шари атмосфери. Щорічна їх кількість збільшується на 5%.
У 1987г. у Монреалі проходила Міжнародна конференція. Її основні завдання – зниження хлорфторвуглеців до кінця ХХ століття на 50%. У 1990 р. був прийнятий Монреальський протокол, рішенням якого було створити цільові фонди, сприяти заміні хлорфторвуглеців на менш шкідливі речовини.
3) Водяна пара. Вона потрапляє у верхні шари атмосфери з викидами з ракет і літаків в процесі згоряння палива.
Руйнування озонового екрану впливає на клімат і здоров'я жителів Землі.
Кислотні дощі
Вперше цей термін прозвучав в роботі англійського інженера Сміта «Повітря і дощі: початок хімічної кліматології». «Кислотні дощі» або «кислотні атмосферні опади» мають рН <5,5.
Основними причинами утворення кислотних дощів є сірчані і азотні кислоти. Їх випаровування з'єднуються з крапельками водяної пари, які знаходяться в атмосферному повітрі, і утворюється кислота.
Джерела кислотних дощів:
· природні;
· штучні.
Природні – виверження вулканів, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій.
Штучні (антропогенні) – робота або діяльність ТЕС, транспорт, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати, хімічні підприємства.
Наслідки випадання кислотних дощів:
1) В результаті випадання кислотних дощів знижується рН поверхневих вод, ґрунтів, посилюється міграція важких металів;
2) На листках спостерігаються опіки, зниження або припинення процесу фотосинтезу;
3) Збільшується корозія металевих виробів;
4) Відбувається руйнування будівель з бетону, вапняку;
5) Деградація лісів;
6) У водоймищах відбувається загибель молодняка, ікри риб.
При рН <5 припиняється життєдіяльність водоймища. Якщо рН ґрунтів дорівнює 3, то грунт неродючий.
Смоги
Смоги в залежності від умов виникнення поділяються на 3 види:
· Лондонський смог (чорний);
· Лос-анджелеський смог (білий);
· Крижаний смог.
Умови появи Лондонського смогу:
· низькі температури (0°С);
· вологість повітря (100%);
· підвищений вміст в повітрі сажі, оксидів вуглецю, азоту, сірки;
· відсутність перемішування шарів повітря у вертикальній площині.
Лос-Анджелеський смог (білий, фотохімічний);
Його поява була відмічена в 30-х роках ХХ сторіччя. Це найбільш небезпечний вид смогу, який виникає в повітрі, забрудненому викидами вихлопних газів Лос-Анджелеса за наявності сонячного світла і в результаті фотохімічних реакцій. Візуально він є білим туманом з неприємним запахом, Шкідливий вплив проявляється у вигляді запалення слизистої оболонки очей, органів дихання, виникають напади задухи.
Виникає такий смог за умов:
· температура 30°С та вище;
· відсутність перемішування шарів повітря у вертикальній площині (інверсія);
· значна концентрація вихлопних газів, таких як оксиди вуглецю, азоту, а також наявність озону.
На Україні подібний смог спостерігався в Дніпропетровську, Запоріжжі, Донецьку, Ялті і Києві.
Крижаний смог складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Цей вид смогу характерний для північних районів, де температура повітря сягає -30°С, невисока вологість і повітря забруднене вихлопними газами автотранспорту.
Наслідки впливу смогів:
· запалення слизистої оболонки очей і органів дихання;
· напади задухи, астми;
· при тривалому знаходженні людини в районі забруднення – збільшується кількість серцево–судинних захворювань, внаслідок чого збільшується смертність населення;
· руйнування будівель та споруд;
· збільшення корозії металевих споруд і виробів.
Для зниження негативного впливу транспортних засобів на навколишнє середовище рекомендуються такі заходи:
· обмеження швидкості руху транспортних засобів;
· ліквідація світлофорів або дво- трирівнева розв'язка;
· проектування об'їзних шляхів для транзитного транспорту;
· спорудження мереж електротранспорту і метрополітену;
· використання екологічно чистих видів палива (природний газ, спирт, на основі рапсової олії) або альтернативного (сонячні батареї, електрика, водень);
· створення економічних двигунів.
ІНЖЕНЕРНА ЕКОЛОГІЯ
ЛЕКЦІЯ СРС 2
