Влияние процессов горения на глабальное изменение климата

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ  СЛУЖБЫ МЧС РОССИИ.

Кафедра сервис безопастности.

 

 

Реферат по дисциплине «экология»

«Влияние процессов  горения на глабальное изменение  климата».

 

 

Выполнил:

11 Э учебной группы  ФэиП

Рядовой вн. службы

Киров А.А.

Проверил:

Старший преподователь кафедры,

Майор  вн. службы

Панфилова Л.Н.

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2010

 

Содержание

 

1. Введение. Проблема загрязнения атмосферы…………………………….…3
2. Причины и факторы …………………………………………………...…...…4
3. Масштабы………………………………………………………….……..….....8
4. Региональные особенности …………………………………………  ….….10
5. Основные пути решения …………………………………….………….…...11
6. Результаты по решению………………………………………………….…..12
7. Перспективы…………………………………………………………....….…13
8. Литература……………………………………………………….…..…….…15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение. Проблема загрязнения атмосферы

 

  Современная цивилизация  осуществляет невиданное давление  на природу.

Загрязнение природной среды  промышленными выбросами оказывает  вредное

действие на людей, животных, растения, почву, здания и сооружения, снижает

прозрачность атмосферы, повышает влажность воздуха, увеличивает  число дней

с  туманами, уменьшает  видимость, вызывает коррозию металлических  изделий.

   Под загрязнением  окружающей среды следует понимать  изменение свойств

среды (химических, механических, физических, биологических и связанных  с

ними информационных), происходящие в результате естественных или

искусственных процессов  и приводящие к ухудшению функций  среды по отношению

к любому биологическому или  технологическому объекту. Используя  различные

элементы окружающей среды  в своей деятельности, человек  изменяет её

качество. Часто эти изменения  выражаются в неблагоприятной форме

загрязнения. По масштабам  антропогенные изменения становятся сопоставимыми

с природными, а в ряде случаев даже превышают их, о чем  можно судить из

таблицы 1.

                                                                    Табл. 1.

 Поступление в атмосферу  ( тонн / год) некоторых компонентов,  естественного

                       и промышленного происхождения:

 

 

|Компонент                     |Естественное                |Промышленное           |

|Озон                               |2*109                           |Незначительные        |

|Двуокись углерода        |7*1010                         |1,5*1010                       |

|Окись углерода              |---                                 |2*108                            |

|Сернистый газ                |1,42*108                       |7,3*107                         |

|Соединения азота          |1,4*109                         |1,5*107                         |

|Взвешенные в-ва           |(770…2200)*106          |(960…2615)*106         |

 

 

 

  Естественные процессы  загрязнения имеют в природе  антиподы, способные

нейтрализовать действие природного загрязнителя, а многие вещества,

созданные человеком, являются инородными по отношению к природе.

Естественные источники  загрязнения обычно удалены от среды  обитания

человека, а антропогенные  расположены в районах концентрации населения.

 

 

Причины и факторы

 

   Вещества, загрязняющие  атмосферу, причиняли значительный  вред окружающей

среде в течении многих десятилетий. По-видимому, с их вредным  воздействием

придётся считаться и  в будущем. Дальнейший рост населения  и промышленного

производства неизбежно  приводит к увеличению опасности  загрязнения.

   Основными загрязняющими  веществами, содержание которых  в атмосфере

регламентируется стандартами, являются: диоксид серы(SO2), оксиды азота(NO

и NO2), оксид углерода(CO), газообразные углеводороды(HC), а также

сероводород(H2S), сероуглерод(CS2),аммиак(NH3),различные  галогеносодержащие

газы.

     Существуют 3 основных  источника образования газообразных  загрязнений:

сжигание горючих материалов, промышленные производственные процессы и

природные источники. В результате сжигания топлива образуется 78% диоксида

серы от общего его количества. Углеводороды, опасность появления  которых

связана с тем, что они  являются промежуточными продуктами в  процессе

образования озона, поступают  в атмосферу при сжигании топлива  и при

переработке нефтепродуктов, кроме того, многие углеводороды выделяются в

процессе роста и размножения  растений. По оценкам учёных из природных

источников во всём мире ежегодно выделяется 117 млн. т. углеводородов, а из

антропогенных источников 100 млн. т. Однако углеводороды, присутствующие в

атмосфере городов, в основном представляют собой продукты сгорания.

    Значительные  количества оксидов серы выбрасываются  в атмосферу при

производстве меди, свинца и цинка из сульфидных руд, а также  в процессе

очистки нефтепродуктов. Большая  часть выбросов SO2 связана со сжиганием

топлива в топках для получения  необходимого для процесса тепла.

Образующиеся газы, содержащие SO2, обычно используются для производства

серной кислоты.

   Оксиды серы также  возникают в процессе производства  бумаги и целлюлозной

массы в результате сжигания серосодержащих материалов.

   Загрязнение атмосферы  углеводородами происходит от  химических

предприятий,нефтеперерабатывающих  и металлургических заводов. Углеводороды,

выделяются в процессе производства пластмасс, красителей, пищевых  добавок,

парфюмерных продуктов, смол, пластификаторов, пигментов, пестицидов, а

также при переработке  каучуков и нефтехимических продуктов.

   Среди химических  соединений, выбрасываемых в атмосферу,  содержится

достаточно большое число  ядовитых веществ. В настоящее время  к опасным

загрязняющим веществам  относятся пары ртути, винилхлорид  и бензол,

содержание которых в  атмосфере подлежит специальному контролю.

   Большое количество  ископаемого топлива ежегодно  сжигается в топках

котельных для получения  тепла. Котельные самые крупные  потребители самого

  “грязного” топлива-  угля и мазута. Поэтому энергетика  по совокупности

количества и качества сжигаемого топлива является единственным источником

выбросов диоксида серы, а также главным источником дисперсных загрязнителей

и оксида азота.

   Газообразные загрязнители  возникают в процессе горения,  а дисперсные -

механическая пыль, может  выдуваться при разгрузке и транспортировке  угля по

конвейеру, а также при  удалении и складировании топочной золы. Пыление угля

происходит в результате ветровой эрозии. Использование природного угля в

качестве топлива является более эффективным. Хотя природный  газ

рассматривается как относительно чистое топливо, при его сгорании также

образуются загрязняющие вещества: оксиды азота, оксиды углерода,

углеводороды, дым.

   Ещё одним немаловажным  источником загрязнения атмосферы  является

сжигание твёрдых городских  отходов. Во всех цивилизованных мирах  для этих

целей существуют мусоросжигательные печи, от конструкции которых зависят

составы выбросов.

   Дымовые выбросы  состоят из относительно безвредных  газообразных

продуктов сгорания: диоксида углерода, воды, инертного азота. Но их избыток

может привести к образованию  шлейфа тумана. Для улавливания дымовых

выбросов используют различные  фильтры и улавливатели.

   Загрязнение окружающей  среды выбросами двигателей внутреннего  сгорания

привлекают всё более  пристальное внимание в последние  годы из-за возросшей

угрозы здоровью человека.

   Сравнительная характеристика  основных выбросов различных  транспортных

средств, как источников загрязнения, приведена в табл.2

 

|Транспортное средство          |Аэрозоли    |Оксиды серы |Оксиды азота|Углеводороды|Оксиды углерода|

|Автотранспорт                        |         1,1    |              0,4    |            6,6    |                 6,4   |                    61,9   |

|Самолёты                                |            0,1    |              0,0    |            0,1    |               0,2    |                     1,0    |

|Железнодорожный транспорт|           0,1    |               0,1    |            0,7    |                0,2    |                     0,3    |

|Морской транспорт               |            0,6    |              0,3    |             0,2    |                0,5    |                     1,5    |

 

Увеличение содержания углекислого  газа в атмосфере ведёт к повышению

температуры Земли. При увеличении содержания CO2 можно ожидать повышения

средней температуры Земли, хотя зависимость между этими  параметрами

довольно сложная . Было проведено  множество модельных исследований по этой

проблеме. Судя по их результатам, примерное удвоение содержания CO2

произойдет около 2040 года, в результате чего средняя температура  планеты

возрастёт на 2 или 3 С. В полярных районах повышение температуры  может

превысить данное значение в несколько раз. Считается вероятным, что около

2000г. содержание CO2 будет  составлять ~400млн. ,что вызовет повышение

температуры на 1С, причём также  с более значительным повышением в полярных

областях.

   Проблема влияния  антропогенной деятельности на  изменение температуры всё

ещё в стадии обсуждения.Конечно, нельзя сводить это воздействие  просто к

“Подъёму температуры  на термостате”, поскольку глобальное распределение

температуры связано с  перемещением атмосферных масс, например со штормами в

зимнее время.

   Содержание водяного  пара также может измениться  при изменении

температуры. Таким образом, конечным результатом изменения  концентрации CO2

в атмосфере могут стать  сложные климатические процессы, связанные с

изменением, как температуры, так и процессов образования  осадков.

   Ранее предполагалось, что окислы азота, выбрасываемые  транспортной

авиацией, являются основной причиной разрушения озонового слоя. Однако

количественные измерения  показали, что этот источник ничтожен по сравнению

с естественными. Из продуктов  человеческой деятельности наиболее опасными

для озонового слоя являются фреоны и подобные им вещества. Они

искуственного происхождения  и широко применяются в холодильных  установках,

различных аэрозольных установках.

   Озон составляет  очень небольшую долю в атмосфере  –менее одной миллионной

доли и по объёму, и  по массе. Основная его часть концентрируется  в

стратосфере- до 90%. Остальные 10% сосредоточены в нижних слоях  атмосферы.

Здесь озон уже является очень опасным загрязнителем  воздуха. Он действует

на дыхательные пути, раздражает глаза, нарушает рост растительности и  т.д.

концентрация его в  воздухе, используемом для дыхания, не должна превышать

150-200 мкг/м^3.

   Озон образуется  в результате электрических разрядов, но гораздо более

важными являются фотохимические реакции с участием веществ-посредников

(окислыы азота или  углеводороды). В больших городахв  результате

промышленных и автомобильных  выбросов, которые взаимодействуют  друг с

другом  и с другими  газами, образуются сложные химические соединения,

возникает фотохимический смог, имеющий высокую концентрацию озона.

   В связи с тем  что экологическая роль озонового  слоя в глобальном

масштабе велика, многие страны приступили к немедленным  практическим

действиям. Уже в 1978г. США, Канада и Скандинавские страны запретили

применение фреонов в  аэрозольных балончиках там, где  в этом нет

необходимости.

   В заключении заметим,  что пока наши знания недостаточны, чтобы

определить основные причины  колебания содержания озона  в  атмосфере и

объяснить его механизм. Поэтому любые прогнозы следует  воспринимать как

гипотетические.

 

 

Масштабы

 

   По масштабам загрязнение  окружающей среды можно разделить  на локальное,

региональное и глобальное. Эти три вида загрязнения тесно  связаны между

собой. Как правило,первичным  является локальное загрязнение, которое, если

скорость процесса загрязнения  больше скорости естественного очищения,

переходит в региональное и затем при накоплении количественных изменений -

в глобальное изменение качества окружающей среды. Для глобального

загрязнения наиболее важным является временный фактор.

   Существование таких  процессов свидетельствует об  ограниченности ресурсов

атмосферы и о пределах её естественного самовосстановления. Например,

использование воздуха в  производственных процессах издавна  предполагало