Zanieczyszczenia atmosfery wywołane przez człowieka

Prezentacja na temat: "Zanieczyszczenia atmosfery wywołane przez człowieka"— Zapis prezentacji:

1 Zanieczyszczenia atmosfery wywołane przez człowieka

2 Główne źródła zanieczyszczeń:
chemiczna konwersja paliw wydobycie i transport surowców przemysł chemiczny przemysł rafineryjny przemysł metalurgiczny cementownie składowiska surowców i odpadów motoryzacja

3 Źródła emisji: punktowe - są to głównie duże zakłady przemysłowe emitujące pyły, dwutlenku siarki, tlenku azotu, tlenku węgla, metale ciężkie. powierzchniowe (rozproszone) - są to paleniska domowe, lokalne kotłownie, niewielkie zakłady przemysłowe emitujące głównie pyły, dwutlenek siarki. liniowe - są to głównie zanieczyszczenia komunikacyjne odpowiedzialne za emisję tlenków azotu, tlenków węgla, metali ciężkich (głównie ołów).

4 Jest pięć zasadniczych zanieczyszczeń, które stanowią nieco więcej niż 90% zanieczyszczeń środowiska atmosferycznego : 1. Cząstki stałe w postaci dymów i pyłów 2. Tlenki azotu 3. Tlenki siarki 4. Tlenki węgla 5. Węglowodory

5 Dymy i pyły Pył tworzą cząstki (ziarna) od 0,001 do 100 um, przy czym pył o wielkości ziaren um opada na ziemię stosunkowo szybko, pył o ziarnach 0,1-3,5 um dłużej utrzymuje się w powietrzu, natomiast przy uziarnieniu poniżej 0,1 um elektryzuje się ujemnie, wskutek czego nie opada na ziemię. Najbardziej groźne dla życia ludzi i zwierząt o wymiarach rzędu 1,5 do 5 mikrometrów. Węglowodory kancerogenne osadzają się na jednym gramie pyłu w ilości od 15 do 25 mikrogramów.

6

7 Źródła emisji: Powstawanie pyłów wiąże się nierozerwalnie ze wszystkimi procesami produkcyjnymi i procesami spalania. Szczególnie duże ilości pyłów powstają przy spalaniu paliw stałych Szczególnie "pyłotwórcze" są procesy metalurgiczne oraz produkcja materiałów budowlanych, a zwłaszcza produkcja cementu

8 Rozróżniamy: pył atmosferyczny, (aerozol atmosferyczny) i pył powierzchniowy, będący materiałem kumulującym się na drogach, w pomieszczeniach domów i miejsc pracy. Zależnie od aktywności pyły dzieli się na pyły działające: zwłókniająco – są pochodzenia mineralnego. Zawierają krystaliczną SiO (kwarc, krystobalit, ) i niektóre krzemiany (kaolin, szkło kwarcowe, azbest lub inne). Powodują pylicę. alergizująco – są w znacznej mierze pochodzenia organicznego, np. pyły bawełny, lnu, herbaty, zboża, sierści zwierzęcej czy tytoniu. drażniąco – z stałych, nierozpuszczalnych materiałów, np. pyły karborundu, szkła, apatytów, fosforytów i węgla kamiennego. toksycznie – są to w znacznej mierze syntetyzowane chemicznie (mają zdolność rozpuszczania się w płynach ustrojowych człowieka), ale również mogą to być aerozole pyłu związków fluoru, pyłu siarkowego, ołowiowego, arsenu, rtęci, cynku, miedzi.... radioaktywnie – są to aerozole, które zawierają pierwiastki o właściwościach promieniotwórczych.

9 Wpływ na organizmy żywe:
patologiczne działanie pyłu na skórę lub błony śluzowe, wywołując stany zapalne spojówek oka, nieżyt nosa, tchawicy, oskrzeli pyły o rozmiarach mniejszych niż 5µm docierają aż do pęcherzyków płucnych i mogą powodować pylicę płuc. alergie

10 Pylica płuc Organizm człowieka broni się przed pylicą przez ciągłe usuwanie pyłków, które dotarły do dróg oddechowych. W procesie samooczyszczania obok takich czynników, jak ruch nabłonka rzęskowego, kaszel, kichanie, dużą rolę odgrywają białe krwinki. Jeżeli jednak mechanizmy obronne nie wystarczają, co może mieć miejsce przy dużych stężeniach pyłu w powietrzu oddechowym lub przy dłużej trwającej wdychaniu powietrza średnio zapylonego, następuje odkładanie się pyłu w tkance płucnej prowadzące po pewnym czasie do rozwoju pylicy płuc.

11 Zadymienie powietrza atmosferycznego w dużych miastach i okręgach przemysłowych jest przyczyną znacznego wzrostu zachmurzenia nieba i większej ilości dni mglistych i pochmurnych w ciągu roku. W wyniku tego następuje osłabienie dopływu promieni słonecznych, a zwłaszcza tak ważnych dla zdrowia ludzkiego promieni ultrafioletowych. Zmniejszenie dopływu promienistej energii słonecznej znajdują odbicie w stanie zdrowia ludności zamieszkującej zadymiony obszar kraju. Sprzyja to bowiem rozwojowi bakterii, zmniejsza odporność ludzi na zakażenie, przyczynia się do występowania chorób spowodowanych awitaminozą - zwłaszcza krzywicy.

12 Wpływ na środowisko: Zanieczyszczenia pyłowe mogą powodować bezpośrednie uszkodzenia u roślin. Wynikają one głownie z aktywności chemicznej lub toksycznych właściwości danych cząstek pyłów. Czynnikiem zwiększającym depozycje zanieczyszczeń pyłowych są szorstkość i wilgotność powierzchni liścia oraz długość utrzymywania liści przez rośliny. Bezpośredni wpływ cząstek pyłów na roślinność może się objawiać plazmolizą komórek, łuszczeniem kory drzew, ostrymi uszkodzeniami liści, zamieraniem gałązek i różnymi patologicznymi zmianami na liściach Liście eksponowane na zanieczyszczenia pyłowe wykazują zwiększoną podatność na infekcje grzybicze i bakteryjne.

13 cząstki pyłów mogą blokować aparaty szparkowe roślin, uniemożliwiając sprawną wymianę gazową
przy długotrwałej depozycji na pyły stwierdzono również zmiany w składzie chemicznym gleb oraz zmiany w obrębie składu gatunkowego zbiorowisk roślinnych

14 Zanieczyszczenia gazowe

15 Związki azotu W atmosferze występuje wiele związków azotu: tlenek azotu, dwutlenek azotu, podtlenek azotu, nadtlenek azotu, trójtlenek azotu, pięciotlenek azotu, amoniak, oraz kwasy azotawy i azotowy. W szczególności groźne są bezbarwny i bezwonny tlenek azotu oraz brunatny o duszącej woni dwutlenek azotu. Mogą się one kolejno ulatniać do pięciotlenku azotu, który w obecności pary wodnej tworzy kwas azotowy, jeden ze składników kwaśnych deszczy. Tlenki azotu są współodpowiedzialne za podwyższoną zawartość ozonu, jak i za smog fotochemiczny.

16 Źródła emisji Głównym źródłem związków azotu są silniki samochodowe, elektrownie i wszystkie inne branże przemysłu wykorzystujące obróbkę wysoko termiczną.

17 Wpływ na organizm i środowisko:
Tlenki azotu są substancjami toksycznymi. Powodują uszkodzenie pęcherzyków płucnych, zwiększenie podatności na infekcję dróg oddechowych, działają drażniąco na oczy, powodują rozszerzenie naczyń krwionośnych co prowadzi do obniżenia ciśnienia krwi. Większe stężenia tlenków powodują uszkodzenia chloroplastów u roślin, działa toksycznie na rośliny. Zarówno tlenek azotu jak i dwutlenek azotu są prekursorami powstających w glebie rakotwórczych i mutagennych nitrozoamin (związki chemiczne powstające w wyniku działania kwasu azotowego na aminy.)

18 Związki siarki Zanieczyszczenie atmosfery powodują gazowe związki siarki: dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, siarkowodór, kwas siarkowy (VI)i siarczany różnych metali. Powstają m. in. w wyniku spalania zanieczyszczonych siarką paliw stałych i płynnych (np. węgla, ropy naftowej) w silnikach spalinowych, w elektrociepłowniach, elektrowniach cieplnych. Największy udział w emisji SO2 ma przemysł paliwowo- energetyczny.

19 Wpływ na organizm i środowisko:
dwutlenek siarki: Może wywoływać podrażnienie dróg oddechowych ,oczu oraz inne objawy chorobowe. Narażeni na jego działanie są szczególnie osoby mieszkające w dużych miastach przemysłowych. Tam notuje się stężenie dwutlenku węgle osiągające nawet wartość 105 g/m3. Największe stężenia tego gazu występują zimą, przy bezwietrznej pogodzie i wysokiej wilgotności. Podawany zwierzętom doświadczalnym w niskim stężeniu, przy długotrwałej ekspozycji uszkadzał również komórki wątrobowe. W powietrzu dwutlenek siarki utlenia się do trójtlenku siarki, a ten z kolei łatwo reaguje z wodą (parą wodna zawarta w powietrzu), tworząc kwas siarkowy, jeden ze składników kwaśnych deszczy

20 Siarkowodór Siarczek węgla
Niekorzystnie wpływa na organizm ludzki, może wywołać nawet porażenie układu nerwowego. Zalicza się go do substancji toksycznych. Siarczek węgla Siarczek węgla, to podobnie jak siarkowodór substancja o działaniu toksycznym. Stanowi produkt uboczny procesu produkcji tworzyw sztucznych i wiskozowych. Wyższe stężenia siarczku węgla mogą doprowadzić nawet do ślepoty lub śmierci człowieka.

21 Związki węgla tlenek węgla (czad):
powstaje w wyniku niezupełnego spalania węgla lub jego związków jest gazem silnie toksycznym. Ze względu na mały ciężar właściwy, łatwo rozprzestrzenia się w powietrzu atmosferycznym jest szczególnie niebezpieczny, ponieważ jest to gaz bez smaku, zapachu, barwy, a więc zmysły ludzkie nie ostrzegają przed nim. Łączy się on z hemoglobiną w sposób trwały, blokując w ten sposób przenoszenie tlenu Współcześnie mieszkańcy miast są codziennie zatruwani częściowo tlenkiem węgla zawartym w spalinach samochodowych.

22 dwutlenek węgla: Jest głównym produktem spalania paliw . Ta gazowa substancja występuje naturalnie w powietrzu atmosferycznym. Stanowi produkt oddychania komórkowego, który wydalają zarówno zwierzęta, jak i rośliny. Naturalne stężenie tego związku chemicznego w powietrzu wynosi ok. 0,03 %. W atmosferze nie stanowi bezpośredniej groźby pod warunkiem, że nie nastąpi naruszenie równowagi biologicznej, spowodowane nadmierną jego emisją do atmosfery. W przyrodzie pełni niezwykle ważną rolę jako materiał do budowy substancji organicznej roślin. Jest on podstawowym źródłem węgla pobieranego przez rośliny z powietrza w procesie fotosyntezy.

23 Ma on szczególny wpływ na globalny klimat naszej ziemi
Ma on szczególny wpływ na globalny klimat naszej ziemi. Tlenek węgla (IV) zalicza się do tzw. gazów cieplarnianych (szklarniowych), które z jednej strony przepuszczają widoczne dla ludzkiego oka pasmo fal słonecznych, z drugiej absorbują promieniowanie podczerwone (cieplne), zapobiegające w ten sposób ucieczce ciepła atmosferycznego w kosmos. Ocenia się, iż całkowite wyeliminowania dwutlenku węgla z atmosfery spowodowałoby spadek globalnej temperatury do ok. -70ºC. Natomiast podwojenie istniejącego obecnie stężenia tego gazu wpłynęłoby na wzrost średniej rocznej temperatury do ok. 40ºC.

24 Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)
związki chemiczne zbudowane z węgla i wodoru, zawierające w cząsteczce kilka pierścieni aromatycznych. węglowodory pojawiają się w powietrzu w wyniku parowania lub spalania paliw, głównie węgla, ropy naftowej i ropopochodnych. Powstają także podczas palenia tytoniu. są to związki bardzo niebezpieczne, ponieważ wywołują zmiany nowotworowe w różnych tkankach u glonów, roślin wodnych i organizmów bezkręgowych, jak małże, skorupiaki, mięczaki, dochodzi do silnej akumulacji WWA. Organizmy te, będące w zbiornikach wodnych producentami i konsumentami I rzędu, nie wytwarzają enzymów unieczynniających te trucizny. W związku z tym WWA są przenoszone do wyższych poziomów troficznych, a w konsekwencji mogą trafiać do organizmu człowieka. Stwierdzono również, że WWA działają toksycznie wobec mikroflory bakteryjnej ekosystemów i stanowią zagrożenie dla ich równowagi u zwierząt w wyniku kontaktu z WWA może dojść do martwicy niektórych narządów lub ich uszkodzenia. Dotyczy to zwłaszcza organów układów: chłonnego, krwiotwórczego (zwłaszcza szpik kostny) i oddechowego. Substancje te działają również szkodliwie na jądra samców oraz na wątrobę

25 Kwaśne deszcze

26 Czym są kwaśne deszcze ? Opady atmosferyczne, o odczynie pH mniejszym niż 5,6 czyli kwaśnym. Zawierają 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.

27

28 Skład chemiczny: Związki chemiczne siarki – szacuje się, że w wyniku działalności człowieka rocznie emitowanych jest do atmosfery na całym świecie mln ton siarki rocznie. W wyniku działalności wulkanów i innych czynników naturalnych uwalnia się drugie tyle. Związki chemiczne azotu - emisja wynosi około 20 mln ton rocznie. Najwięcej związków tych powstaje w spalinach silników pracujących na paliwach ropopochodnych, więc ich koncentracja jest tam, gdzie jest duża liczba samochodów.

29

30 Stężenie kwasu w deszczu zależy od ilości trujących gazów obecnych w powietrzu. Na przykład jeśli deszcz pada po długim okresie bezdeszczowej, bezwietrznej pogody, kiedy to istniały warunki sprzyjające powstawaniu warstwy smogu, stężenie kwasu może być bardzo duże o pH wynoszącym 3, a nawet mniej, zwłaszcza jeśli nad danym miejscem unosi się mgła. Naturalne pH deszczu wynosi około 5,6. Kwaśny deszcz jest więc lekko kwaśny - z powodu obecnego w powietrzu dwutlenku węgla, który z wodą tworzy kwas węglowy.

31 Działanie: Dwutlenek siarki i tlenki azotu tworzą z wodą kwasy o słabym stężeniu. Dzieje się tak na przykład, gdy rozpuszczają się w kropelkach wody w atmosferze. depozycja mokra - wraz z opadami atmosferycznymi, zanieczyszczenia spadają na ziemię i roślinność depozycja sucha – osiadają na cząsteczkach pyłu zawieszonego w powietrzu, które to cząsteczki z czasem opadają

32 Występowanie: Kwaśne deszcze padają często w krajach, które nie są odpowiedzialne za ich powstanie. Szkodliwe gazy mogą być bowiem przenoszone przez wiatr setki, a nawet tysiące kilometrów od miejsca pochodzenia i wywołać niebezpieczne opady w regionie wolnym, zdawałoby się, od ekologicznych zagrożeń - kwaśny deszcz nie zna żadnych granic, poza naturalnymi. Do powstawania kwaśnych deszczy przyczyniają się głównie Stany Zjednoczone i Europa.

33 W XVIII w. kwaśne deszcze występowały głównie w miastach. Od lat 50
W XVIII w. kwaśne deszcze występowały głównie w miastach. Od lat 50. XX w. zaczęto budować wysokie kominy, dzięki czemu polepszyła się jakość powietrza w miastach. Niestety, zanieczyszczenia powietrza są za to przenoszone na znaczne odległości, na dużych wysokościach, czasem do innych krajów, lub na obszary, gdzie nie ma ani przemysłu, ani samochodów a jednak tam właśnie pojawia się kwaśny deszcz. Przykładowo w Szwecji i Norwegii około 90% kwaśnej depozycji pochodzi z innych krajów, głównie z Wielkiej Brytanii, Niemiec i Polski, a także z transportu morskiego.

34 Rozmieszczenie 600 największych emitorów SO2 w Europie
Rozmieszczenie największych emitorów SO2 w Europie. Na szczycie listy są dwie duże opalane węglem elektrociepłownie w Bułgarii. Łącznie emitują prawie ton SO2 rocznie, czyli tyle, co całkowita łączna emisja ze wszystkich następujących krajów: Austria, Belgia, Dania, Finlandia, Holandia, Norwegia i Szwecja.

35 Wpływ na roślinność:

36

37

38 wpływ bezpośredni na rośliny- uszkodzeń igieł i liści
wpływ bezpośredni na rośliny- uszkodzeń igieł i liści. Wewnątrz nich uszkadzane są różne błony, co może spowodować zakłócenie w systemie odżywiania i w bilansie wodnym. wpływ pośredni na rośliny – zakwaszenie gleby. Zmniejsza się wówczas dostępność substancji odżywczych przy jednoczesnym zwiększeniu zawartości szkodliwych dla drzew metali rozpuszczonych w roztworze glebowym. Powoduje to uszkodzenie korzeni i zabicie flory grzybów mikoryzowych. Rośliny nie mogą pobrać wystarczających ilości pożywienia i zmienia się odczyn gleby. Ponadto zmniejsza się odporność roślin na choroby i owady. Tak osłabione drzewo atakują owady lub pasożytnicze grzyby niszcząc je doszczętnie. Podobnie dzieje się z innymi roślinami.

39 Wpływ na inne elementy środowiska:
Kwaśne deszcze powodują też zakwaszenie wód powierzchniowych. Szczególnie narażone są strumienie, rzeki i jeziora na terenach zalesionych. Badania wykazały, że przy współczynniku pH = 5,4 przestają się rozmnażać ryby. Kwaśne deszcze spowodowały śmierć milionów łososi i pstrągów w tysiącach szwedzkich jezior. Z niektórych rzek na południu tego kraju całkowicie zniknęły łososie. Sytuację próbuje się uzdrowić przez rozpylanie z helikopterów latających nad zakwaszonymi jeziorami wapna, które neutralizuje kwas. Akcja rozpylania wapna objęła blisko 3 tysiące rzek i jezior, a cała procedura musi być powtarzana co 3 do 5 lat.

40 Zanieczyszczenie powietrza nie pozostaje bez wpływu na zwierzęta, np
Zanieczyszczenie powietrza nie pozostaje bez wpływu na zwierzęta, np. rozmnażanie ptaków żyjących przy brzegach zakwaszonych jezior jest zaburzone. Zmiana składu roślinności spowodowana zanieczyszczeniami powietrza wywiera też wpływ na zwierzęta uzależnione od danego zbiorowiska roślinnego. Nie znajdują w nim właściwych dla siebie gatunków roślin, co może spowodować nawet niezdolność do rozmnażania.

41 Wpływ na infrastrukturę:
Kwaśne opady niszczą budynki i budowle , pomniki - a więc i nasze dziedzictwo kulturowe. Szczególnie podatne na ich niszczycielskie oddziaływanie są wapienie i marmury, ale pod wpływem opadów korodują też konstrukcje wykonane z metalu. Kwaśne deszcze sieją spustoszenia wśród cennych zabytków, przykładowo: Opactwo Westminsterskie w Londynie zostało tak uszkodzone, że do początku lat 90 ubiegłego wieku odnowienie kosztowało 10 mln funtów.

42

43

44 Wpływ na nasze zdrowie:
Kwaśne zanieczyszczenia wywołują dolegliwości oddechowe (kaszel, astma, zapalenia oskrzeli), bóle głowy, oczu, gardła, problemy z oddychaniem - w przypadku osób chorych może dojść do takiego nasilenia objawów, że staną się one przyczyną śmierci. Kwasy przyczyniają się też pośrednio do chorób nowotworowych - wypłukują z otoczenia metale ciężkie, które zanieczyszczają m.in. spożywaną przez nas wodę. Metale te, kumulowane w organizmie, stają się przyczyną raka, choroby Alzheimera czy chorób układu wydalniczego (nerek). Skażenie to dotyczy nie tylko ludzi, ale wszystkich organizmów, których przetrwanie uzależnione jest od wody i od powietrza.

45 Zapobieganie kwaśnym deszczom:
Zapobieganie występowania kwaśnych deszczy polega na budowaniu instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery oraz ograniczaniu spalania paliw zawierających siarkę i jej związki, głównie węgla brunatnego i kamiennego. Przeciwdziałanie występowaniu kwaśnych deszczy powinno mieć charakter międzynarodowy.

46 Informacje dodatkowe:
180 lat temu wartość pH opadów wynosiła 6-7,6. pH kwaśnych opadów w Polsce jest to rząd wielkości 4,2-4,6 w Szkocji w roku 1974 w jednej miejscowości pH wynosiło 2,4 (kwaśniejsze niż sok cytrynowy) pH chmur nad Nowym Jorkiem ustala się w zakresie 3-3,5 Około 1/3 lasów w Czechach i Słowacji jest uszkodzona a 200 do 300 tysięcy hektarów drzewostanu w wyższych partiach górskich to martwy las