REFERAT

Opracowała: Marlena Rakicka I „d”

NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE ZAGROŻENIA POWIETRZA

Ze względu na zanieczyszczenia powietrza spotykamy wiele zagrożeń, niebezpiecznych zarówno dla człowieka, jak i jego otoczenia. Jest ich wiele. Najczęściej spotykane z nich to:

*smog-nienaturalne zjawisko atmosferyczne. Polega na współwystępowaniu zanieczyszczeń powietrza spowodowanych działalnością człowieka oraz niekorzystnych naturalnych zjawisk atmosferycznych, takich jak wilgotność powietrza i brak wiatru. Związki chemiczne wchodzące w skład smogu są zagrożeniem dla zdrowia, gdyż są one czynnikami alergizującymi, wywołują astmę i jej napady, mogą powodować zaostrzenie przewlekłego zapalenia oskrzeli, niewydolność oddechową lub paraliż układu krwionośnego.

Jego nazwa powstała od angielskich słów „smoke”(dym) i „fog”(mgła). Smog w Londynie i Los Angeles różnią się od siebie składem. W skład smogu londyńskiego wchodzą: tlenek siarki (IV), tlenki azotu, tlenki węgla, sadza oraz pyły. Występuje zimą, gdy temperatura powietrza wynosi od -3 do 5°C. Powoduje duszność, łzawienie, zaburzenie pracy układu krążenia, podrażnienie skóry. Wywiera również silne działanie korozyjne na środowisko. Smog Los Angeles składa się z tlenków węgla, tlenków azotu oraz węglowodorów. Występuje od lipca do października w temperaturze od 24 do 35°C. Powoduje on ograniczenie widoczności do 1,6 km. Do wytworzenia się smogu tego typu konieczne jest duże nasłonecznienie.

Santiago de Chile w godzinę po deszczu Santiago de Chile w 30 godzin po deszczu

Zamieszczone wyżej fotografie pokazują, jak smog wpływa na środowisko.

Smog w Los Angeles

*dziura ozonowa-zjawisko spadku stężenia O₃ w stratosferze atmosfery ziemskiej. Głównie występują w obszarach podbiegunowych. Tworzenie się i rozpad O₃ zachodzi pod wpływem światła, a jego natężenie zmienia się w danych obszarach ze wzglądu na poszczególną porę roku. Naturalna zawartość ozonu zmienia się wraz z szerokością geograficzną, więc podanie uniwersalnej wartości stężenia granicznego, które określa pojawienie się dziury ozonowej jest bardzo trudne. W przypadku Antarktyki granica między naturalnym stanem ozonosfery a dziurą ozonową wynosi 220 DU. Dziura ozonowa powstaje na skutek niszczenia warstwy ozonu w atmosferze przez freony. Są to związki chemiczne, które pod wpływem promieniowania ultrafioletowego rozkładają się na węgiel, fluor i chlor. Chlor wchodzi następnie w reakcję z ozonem prowadząc do tworzenia się tlenków i zwykłego tlenu. Tlenki chloru łączą się w dwutlenki chloru i uwalniają pojedyncze atomy chloru, które rozbijają cząsteczki ozonu. Reakcje te zachodzą aż do całkowitego wyczerpania się cząsteczek ozonu lub do usunięcia chloru w wyniku innych reakcji chemicznych. Od czasu, gdy w 1985r. odkryto dziurę ozonową nad Antarktydą powiększyła się ona o 15%.

Zmniejszenie się ilości ozonu w atmosferze może mieć poważne skutki dla życie mieszkańców Ziemi. Jest on bowiem odpowiedzialny za pochłanianie szkodliwych dla środowiska promieni ultrafioletowych, które prowadzą do uszkodzeń komórek, poprzez oparzenie skóry. Może powodować zmiany w materiale genetycznym oraz wywoływać choroby nowotworowe. Nadmiar promieniowania może również doprowadzić do osłabienia odporności organizmów, w konsekwencji zwiększając ryzyko na zarażenie się chorobami wirusowymi czy pasożytami. Przyspiesza również procesy starzenia się skóry. Niebezpieczny jest również dla oczu, gdyż może powodować, m.in. zaćmy. Wzrost promieniowania UV wpływa także na rośliny. Może prowadzić do uszkodzeń wielu gatunków roślin żywieniowych, co z kolei wpływa na zmniejszenie się produkcji i pogorszenie się jakości żywności. Zanik ozonu w atmosferze prowadzi także do zmian klimatycznych na Ziemi.

C_nCl_xF_y
C_nF_y + x Cl

Cl + O₃
ClO + O₂

2 ClO
ClO₂ + Cl

ClO₂
Cl + O₂

Reakcja chemiczna zachodząca podczas niszczenia ozonu

Godzien uwagi jest fakt, iż dziura ozonowa powstaje właśnie nad Antarktydą, czyli na półkuli południowej, pomimo tego, że największa emisja gazów niszczących ozon występuje na półkuli północnej. Dlaczego tak się dzieje?...

Powietrze zanieczyszczone freonami, halonami i innymi gazami, na skutek różnic ciśnień zostaje wprawione w ruch i jest przenoszone na pewne odległości. Wraz z wielkoskalowymi prądami powietrznymi w atmosferze ziemskiej masy zanieczyszczonego powietrza są następnie roznoszone po całej kuli ziemskiej. Obecnie freony występują nad całą powierzchnią kuli ziemskiej, nawet w miejscach tak odległych od uprzemysłowionych terenów jak Antarktyda. W okresie, kiedy na półkuli północnej rozpoczyna się pora wiosenna, nad Antarktydą zaczyna się noc polarna. Tworzy się wtedy regularny, stabilny, trwający pół roku wir, w którym powietrze krąży wokół bieguna południowego. Masy powietrza antarktycznego są wtedy całkowicie odizolowane od dopływu powietrza równikowego, zawierającego zawsze wysokie stężenie ozonu stratosferycznego. Reakcje niszczenia ozonu przez freony przebiegają szybciej, niż reakcje powstawania ozonu, zatem jego koncentracja wyraźnie ulega zmniejszeniu. Z przestawionego mechanizmu można łatwo wywnioskować, jak ważną rolę odgrywają lasy równikowe, które poprzez produkcję tlenu atmosferycznego umożliwiają powstawanie O_{3 .}

Dziura ozonowa nad Antarktydą w 2006r.

Roczne minima ozonu nad Antarktydą

Skutki niszczenia warstwy ozonu

*kwaśne deszcze-Nazwa ta określa wszystkie rodzaje kwaśnych opadów, tzn. kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które mogą znajdować się w kwaśnym deszczu, mgle lub też w kwaśnym śniegu. Są to opady atmosferyczne, zawierające kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, takimi jak dwutlenek siarki, tlenki azotu, siarkowodór, chlorowodór, wyemitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw, produkcji przemysłowej, wybuchów wulkanów, wyładowań atmosferycznych i innych czynników naturalnych. Stężenie kwasu w deszczu zależy od ilości trujących gazów. Jeśli deszcz pada po długim okresie bezdeszczowej i bezwietrznej pogody, gdy warunki sprzyjały powstawaniu warstwy smogu, stężenie kwasu może być bardzo duże. Jednym ze składników kwaśnego deszczu jest siarka występująca w związku chemicznym. W wyniku działalności człowieka do atmosfery emitowane jest 50-70 mln ton siarki rocznie. Najwięcej zaś emitowano wciągu ostatnich 50 lat. W tym samym czasie w wyniku działalności czynników naturalnych, np. wulkanów do atmosfery dostaje się drugie tyle siarki. Człowiek jest jednak odpowiedzialny za emisję siarki na obszarach wysoko uprzemysłowionych lub intensywnie zurbanizowanych. W kroplach wody znajdują się również rozcieńczone roztwory kwasu siarki, przede wszystkim kwasu siarkowego (IV) oraz najbardziej szkodliwego kwasu siarkowego (VI), a także kwasu azotowego (V).

Kwaśne deszcze wywołuje również związek chemiczny, którego pierwiastkiem jest azot. Azot tworzący tlenki pochodzi z powietrza. Podczas spalania w wysokich temperaturach tlen łączy się z azotem. Emisję tlenków azotu jest trudniej ocenić, niż dwutlenku siarki. Wynosi ona ok. 20 mln ton rocznie, jednak nie ma ku temu całkowitej pewności. Czasami opady zarówno kwaśnego deszczu jak i kwaśnego śniegu trafiają na obszary odległe od źródeł zanieczyszczeń atmosfery, więc przeciwdziałanie kwaśnym deszczom stanowi międzynarodowy problem. Opady te działają szkodliwie na faunę i florę, są przyczyną wielu chorób układu oddechowego, przyspieszają korozję konstrukcji metalowych oraz zabytków. Kwaśne deszcze powodują niszczenie warstwy znajdującej się na liściach. Przyczynia się to do nadmiernego parowania rośliny. Nadmiar kwasu osadzający się na drzewach wypłukuje z nich wapń i magnez. Liście drzew przedwcześnie zaczynają żółknąc i opadają. Zaatakowane zostają także gleby. Jeśli są one pozbawione wapnia z przyczyn naturalnych, to stają się w ogóle niezdatne do uprawy. Opady są szczególnie niebezpieczne, gdyż swoim wyglądem nie różnią się od zwykłych opadów i nie możemy ich rozpoznać. Rozpoznawalny jest jednak ich wpływ na otoczenie.

Skutki kwaśnych deszczów

Kwaśne deszcze mogą występować w postaci suchej(pyły i gazy) lub mokrej(deszcz, mgła, śnieg, itp.). Głównym zagrożeniem lokalnym są opady suche. Kwaśne pyły opadają zazwyczaj blisko źródeł zanieczyszczeń. Mokre natomiast mogą opaść w odległości nawet 1000 km od źródła, które wyemitowało zanieczyszczenia.

Szkodliwe opady dostają się do jezior lub rzek, powodując ich zakwaszenie, tym samym czyniąc je nie nadające się do spożycia lub użytku przez ludzi u zwierzęta. Substancje te dostają się do zbiorników bezpośrednio. Często jednak są wymywane z sąsiednich terenów. Glin, który zostaje wymyty z gleby jest szczególnie niebezpieczny dla ryb, ponieważ kumuluje się on w ich skrzelach uniemożliwiając oddychanie. Kwasy znajdujące się w wodzie pitnej niszczą również instalacje wodociągowe tzn. powodują jej korozję, co z kolei łączy się z ogromnymi wydatkami na ten cel. Jest to kolejny powód, dla którego możemy stwierdzić, iż kwaśne deszcze są problemem międzynarodowym. Niosą ze sobą wiele zniszczeń i mają wpływ na każdy aspekt naszego życia.

*efekty cieplarniane- są one zjawiskiem spowodowanym zdolnością atmosfery do przepuszczania dużej części promieniowania słonecznego i zatrzymywania promieniowania Ziemi. Dzięki temu na powierzchni planety i w dolnych warstwach atmosfery jest cieplej, niż byłoby, gdyby atmosfera nie istniała. Ciało niebieskie pozbawione atmosfery pochłania i emituje promieniowanie bezpośrednio ze swojej powierzchni. Atmosfera ogranicza ilość energii cieplnej wypromieniowywanej z powierzchni planety, przez co zaburza proces wymiany ciepła. Wywoływany jest on przez gazy cieplarniane, pyły i aerozole zawieszone w atmosferze. W opisie tego zjawiska uwzględnia się również inne procesy zachodzące zarówno w atmosferze, jak i na powierzchni planety odpowiedzialne za przepływ energii z gwiazdy macierzystej a także przenoszące energię z planety w przestrzeń kosmiczną. Efekt cieplarniany może zachodzić na wszystkich planetach posiadających atmosferę.

Uproszczony bilans energetyczny ziemi

Ziemia wraz z atmosferą otoczona jest próżnią, więc wymiana energii cieplnej z otoczeniem odbywa się jedynie poprzez promieniowanie elektromagnetyczne. Do Ziemi dociera jedna znacząca ilościowo energia . Jest nią energia słoneczna. Wszelkie pozostałe np. energia rozpadów promieniotwórczych, energia spalania paliw kopalnych są znikome w porównaniu z energią promieniowania słonecznego, mogą więc być pominięte.

Wiele gazów ma wpływ na efekty cieplarniane, każdy w innym „stopniu”.

Przedstawienie procentowe:

• Para wodna-36-66%

• 
  Para wodna razem z chmurami-66-85%

• Tlenek węgla (IV)-9-26%

• Ozon-7%

• Inne gazy-8%

Łącznie gazy te nazywa się gazami cieplarnianymi.

Efekt cieplarniany spowodowany wyłącznie przez

dwutlenek węgla nazywa się efektem Callendara.

ZAPOBIEGANIE ZANIECZYSZCZENIOM POWIETRZA

Istnieje wiele zagrożeń dla powietrza. Zanieczyszczenia można podzielić na dwie grupy: naturalne i sztuczne. Główne zanieczyszczenia powietrza to substancje gazowe, np. SO_{2 i} NO_2.

Są one niebezpieczne zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt. W celu ochrony środowiska, społeczeństwo powinno starać się zmniejszyć stężenie szkodliwych gazów. Istnieje wiele możliwości, aby tego dokonać, np.:

• odsiarczanie spalin i węgla,

• zaprzestanie wykorzystywania węgla o dużej zawartości siarki,

• zmiana systemu ogrzewania miast (przechodzenie na inne niż węgiel źródła energii),

• stosowanie katalizatorów spalin,

• zakładanie urządzeń odpylających (filtrów i elektrofiltrów)

• oddzielenie zakładów przemysłowych i popularnych szlaków komunikacyjnych pasami drzew i krzewów (są to naturalne filtry)

Urządzenie służące do odpylania gazów

Katalizator spalin

ŹRÓDŁA:

*www.wikipedia.pl

*www.edu.pgi.gov.pl

*www.sciaga.pl

*www.portalwiedzy.onet.pl

*www.bryk.pl

*www.ekoproblemy.webpark.pl

*www.szkola.gery.pl

---