Исследования загрязнения воздуха

загрязнение воздуха

Загрязнение воздуха означает выброс в атмосферу различных газов, мелких твердых частиц и диспергированных жидкостей в больших количествах, которые превышают способность окружающей среды рассеивать, разбавлять или поглощать их. Концентрация этих материалов в воздухе может нанести вред здоровью, экономике и здоровью. некоторые нежелательные эстетические проблемы.

Феномен загрязнения воздуха не нов и восходит к средневековью, когда густой дым от сжигания угля вызвал серьезную проблему в Лондоне. раз произошло много других трагических происшествий, как это произошло в катастрофе 1307 года нашей эры в Бельгии, где 1930 человек погибли в течение 36 дней из-за синтеза сернистого газа и мелких частиц с высокой относительной влажностью, а также в 5 году нашей эры в Пенсильвании, в аналогичных условиях. стало причиной еще одной аварии, которая привела к гибели 1948 человек в течение 20 дней.

Источники загрязнения воздуха

К источникам загрязнения атмосферного воздуха относятся: естественные источники и техногенные источники, к которым относятся:

Человеческие источники

Наибольший вклад в загрязнение воздуха сегодня вносит человеческое влияние, в том числе:

Выбросы ископаемого топлива

По данным Союза, сжигание ископаемого топлива, такого как нефть и уголь, является одной из основных причин загрязнения воздуха, которое обычно используется на электростанциях, фабриках, печах, мусоросжигательных заводах и отопительных приборах, которым для работы необходимо сжигать топливо. обеспокоенных ученых, выбросы парниковых газов, возникающие в результате... На долю промышленности в США приходится 21%, а исследование, проведенное в 2013 году, показало, что транспорт производит более половины количества угарного газа и оксидов азота, а также более четверть количества углеводородов, выбрасываемых в воздух США.

Сельское хозяйство и животноводство

Парниковые газы производятся в сельском хозяйстве и животноводстве из-за нескольких факторов, одним из которых является производство метана в результате вырубки лесов.Это две причины, связанные друг с другом, поскольку потребность в пастбищах требует удаления деревья, которые потребляют углерод и очищают воздух.Согласно отчету Международной группы экспертов по изменению климата, на сельское хозяйство приходится 24% ежегодных выбросов парниковых газов, и эта оценка не включает углекислый газ, который экологические системы удаляют из атмосферы.

Трата

Обычно свалки выделяют метан, который является одним из основных парниковых газов. Увеличение количества отходов прямо пропорционально увеличению роста населения, что требует увеличения количества свалок вдали от городской среды. Ученые-экологи понимают, что У Земли есть много способов самоорганизации. Когда дело доходит до атмосферы, эти механизмы поглощают углерод и другие загрязнители, чтобы гарантировать, что ее экосистема остается сбалансированной. К сожалению, растущее влияние человечества на планету Земля угрожает постоянно менять этот баланс, вызывая производство кислотные дожди и смог, усугубляя явление глобального потепления, а также вызывая множество заболеваний, влияющих на здоровье живых организмов.

Природные ресурсы

Природные мелкие частицы, такие как: пыль, морская соль, пыльца, споры, остатки животных и растительных организмов, вызывают загрязнение воздуха.Вулканические выбросы также выбрасывают в атмосферу большое количество вредных газов и частиц, как это произошло в Индонезии в 1815 году. н.э., во время извержений вулканов, которые... Произошли в вулкане Тамбора, в атмосферу было выброшено около 100 миллиардов тонн вулканического материала, 300 миллионов тонн из которых достигли стратосферы в атмосфере, что привело к снижению среднего уровня температура Земли до 0.7°C, в дополнение к выбросам вулкана Этна, которые варьировались от 3,000 тонн диоксида серы в обычный день до примерно 10,000 XNUMX тонн в периоды вулканической активности.

Другие источники природных загрязнителей включают периодическое образование большого количества мелких материалов, которые выбрасываются в атмосферу в результате лесных пожаров в сельской местности, молния также производит большое количество оксидов азота, водоросли на поверхности океанов выделяют сероводород и эрозию. Процессы запускаются ветрами.Частицы попадают в атмосферу, а влажные помещения способствуют выделению метана.

Виды загрязнителей

Загрязнители наружного воздуха

Загрязнители наружного воздуха делятся на два типа:

Первичные загрязнители

Под ним подразумеваются загрязнители воздуха, которые выбрасываются непосредственно из источника в наружный воздух, наиболее важными из которых являются:

• Оксиды серы: Особенно диоксид серы, который производится вулканами и различными промышленными процессами, включающими уголь и нефть, которые содержат соединения серы.При их сжигании образуется сернистый газ.Процесс окисления сернистого газа обычно происходит в присутствии катализатор, такой как диоксид азота, и приводит к процессу окисления.Серная кислота и кислотные дожди.
• Оксиды азота: Особенно диоксид азота, который является одним из важнейших загрязнителей воздуха и присутствует в виде туманного купола над городами, выделяется в результате процессов горения, происходящих при высоких температурах, и этот токсичный газ с красновато-коричневым оттенком цвет характеризуется резким запахом.
• Монооксид углерода: Это газ без цвета и запаха, но он очень токсичен.Он образуется в результате неполного сгорания топлива, такого как: природный газ, уголь или древесина, а выхлопы транспортных средств являются основным источником угарного газа.
• Углекислый газ: Один из наиболее важных парниковых газов, выделяющихся в процессе сгорания.
• Летучие органические соединения: Эти соединения являются одними из наиболее важных загрязнителей наружного воздуха и часто делятся на две категории: соединения метана и неметановые соединения. метан вызывает лейкемию во время воздействия.Это долго.
• аммиак: Это один из газов, выбрасываемых в результате сельскохозяйственных операций. Имеет резкий запах. Используется при производстве удобрений, которые способствуют снабжению наземных организмов питательными веществами. Также используется при производстве удобрений. Применяется. прямо или косвенно в качестве основного ингредиента в рецептуре фармацевтических препаратов.Несмотря на частое использование, это очень едкое и опасное вещество.
• Токсические вещества: Такие как железо, кадмий, мышьяк и медь.
• КФК: Очень вредные соединения находятся в озоновом слое и выделяются из продуктов, которые в настоящее время запрещены к использованию.
• Запахи: Например, запахи, исходящие от мусора, сточных вод и промышленных процессов.
• Радиоактивные загрязнители: Загрязняющие вещества, образующиеся в результате ядерных взрывов, боевых взрывчатых веществ и природных процессов, таких как радиоактивный распад радона.
• Микротельца: Это твердые или жидкие частицы, взвешенные в газе, диаметром от 2.5 до 10 мм. Они могут быть созданы природой в результате вулканов, песчаных бурь, лесных или травяных пожаров и морских брызг, или они могут быть созданы человеком в результате горения. ископаемого топлива и электростанций.И изоляционных материалов.Эти частицы воздействуют на легкие человека, где они накапливаются внутри них и влияют на процесс газообмена.

Вторичные загрязнители

Вторичные загрязнители определяются как загрязняющие вещества, которые не выбрасываются непосредственно в атмосферу, а образуются при взаимодействии первичных загрязнителей в атмосфере, наиболее важными из которых являются:

• Частицы, состоящие из газообразных первичных загрязнителей и соединений, обнаруженных в фотохимическом смоге (на английском языке: Photochemical Smog).Обычный смог состоит из смеси диоксида серы и тумана, образующегося в результате сжигания угля, тогда как современный смог возникает из соединений и промышленных выбросов, которые взаимодействуют в атмосфере. Атмосфера поглощает солнечный свет с образованием вторичных загрязнителей, а при их соединении с первичными загрязнителями образуется фотохимический смог.
• Приземный озоновый слой, состоящий из оксидов азота и летучих органических соединений.Озон является основным компонентом тропосферы, а также важным компонентом стратосферы, известным как озоновый слой.Химические реакции и сопровождающие их фотохимические реакции управляют многими химическими процессами, происходящими в атмосфере, погодой в течение дня и ночи.
• Пероксиацетилнитрат, который также образует оксиды азота и летучие органические соединения.

Загрязнители воздуха в помещении

Источники загрязнения воздуха в помещении, которые выделяют в воздух газы или частицы, являются основной причиной проблем с качеством воздуха в помещении. Недостаточная вентиляция помещений может повысить уровень загрязняющих веществ в воздухе помещений, если эти загрязняющие вещества не высвобождаются, не разбавляются или не заменяются свежий воздух, и температура может увеличиться.Температура и влажность определяют концентрацию некоторых загрязняющих веществ, и существует множество источников загрязнения воздуха в помещениях, в том числе:

• Устройства сжигания топлива.
• Табачные изделия.
• Строительные материалы и мебель.
• Товары для уборки и ухода за домом.
• Устройства центрального охлаждения и отопления.
• Очень высокая влажность.

Существуют важные факторы, влияющие на количество загрязняющих материалов, выбрасываемых из источника, такие как: возраст источника и правильность его обслуживания. Некоторые источники, такие как строительные материалы и мебель, могут выделять загрязняющие вещества непрерывно, тогда как другие загрязняющие вещества выделяют периодически, например, моющие средства и курение.

Последствия загрязнения воздуха

Воздух является важным элементом для жизни, и загрязнение этого элемента сильно влияет на многие аспекты, в том числе:

Его воздействие на человека

С точки зрения риска для здоровья, токсичные вещества в воздухе определяются как любое необычное вещество, взвешенное в воздухе, которое вызывает трудности в выполнении нормальных функций органов организма.По данным и исследованиям, основное воздействие в основном приходится на дыхательную систему, сердце, глаза, иммунитет, кожа и другие системы организма.Стоит отметить, что токсичность клеток может вызвать многие виды рака в долгосрочной перспективе.С другой стороны, небольшое количество токсичных веществ может сильно повлиять на пожилых людей, детей и тех, кто страдает от заболевания органов дыхания и сердца.

Дыхательная система

Дыхательная система является первой линией защиты организма от загрязнителей воздуха, таких как пыль и бензин, которые попадают в организм через дыхательные пути. Степень повреждения дыхательной системы зависит от количества вдыхаемых загрязняющих веществ и от отложение этих загрязнителей в клетках. В первую очередь поражаются бронхи, поскольку они раздражают и приводят к нарушениям голоса. Загрязнители воздуха также вызывают многие заболевания, включая астму и рак легких. Некоторые исследования показали, что является связью между промышленными загрязнителями воздуха и повышенным риском хронической обструктивной болезни легких.

Сердечные заболевания

Многие экспериментальные эпидемиологические исследования показали прямую связь между воздействием загрязнителей воздуха и сердечно-сосудистыми заболеваниями, поскольку эти загрязнители влияют на количество лейкоцитов, что, в свою очередь, влияет на функции сердца и кровеносных сосудов. повышают процент оксида азота в организме, что может вызвать гипертрофию правого и левого желудочков.

Психологическая нервная система

Влияние загрязнителей воздуха на нервную систему всегда было предметом споров.Однако считается, что эти токсичные вещества, взвешенные в воздухе, вредны для нервной системы, а их эффекты включают: неврологические осложнения и психологические расстройства.Слабое Нервная система может вызвать серьезные последствия, особенно для младенцев, а психологические расстройства усиливают поведение. Агрессивность и антисоциальность, и новые исследования показали связь между этими загрязнителями, нервной гиперактивностью и преступной деятельностью. Другие исследования также выявили связь между воздухом загрязняющие вещества и риск невритов, болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона.

кожа

Кожа является первой линией защиты организма от чужеродных болезнетворных агентов, и на первое место попадают загрязняющие вещества. Скорость поглощения загрязняющих веществ кожей равна скорости поглощения дыхательной системой. Многие исследования кожи Доказано, что оксиды, летучие органические вещества и мелкие частицы оказывают существенное влияние на старение кожи.Они также вызывают появление множества пигментаций на лице, и теоретически токсичные загрязнители могут вызвать повреждение органов при поглощении кожей, поскольку некоторые из них считаются химические вещества, вызывающие рак печени.

Другие проблемы

Исследования показали, что загрязнители воздуха, связанные с транспортным движением, могут вызывать аутизм у плода и детей, а присутствующие в них химические вещества могут проложить путь к эндокринным порокам развития и возникновению неврологических расстройств.Другие исследования показали, что существует связь между воздействием Эти загрязнители влияют и на рост плода, и на размер головки плода в поздние месяцы беременности, и на низкий вес при рождении.

Нельзя забывать, что плохое качество воздуха может вызвать сбой в работе иммунной системы, что может стать причиной серьезных осложнений, таких как: аномальное повышение уровня иммуноглобулина в сыворотке крови. Что касается воздействия загрязнения воздуха на глаза, то оно вызывает раздражение, а иногда и синдром сухого глаза, а хроническое воздействие этих загрязнителей приводит к ретинопатии.

Его влияние на окружающую среду

Поскольку от этих загрязнителей страдают люди, растения и животные, от них страдают и целые экосистемы, поскольку смог может затемнить цвета и формы, он также может затмить звук, а частицы загрязнителей воздуха, падающие на водоемы и почву, могут загрязнять окружающую среду. что может повлиять на сельскохозяйственные культуры и гибнет небольшие деревья.Не следует забывать, что смешивание молекул диоксида серы с молекулами оксида азота при наличии воды и кислорода в атмосфере приведет к образованию кислотных дождей, и одним из побочных эффектов кислоты дождь наносит ущерб растениям и сельскохозяйственным культурам. Потому что это меняет их состав, снижает качество воды в реках и озерах, может нанести ущерб зданиям и памятникам. Что касается животных, воздействие загрязняющих веществ вызывает врожденные дефекты, многие заболевания и низкую рождаемость.

Говоря о влиянии загрязнения воздуха на окружающую среду, необходимо упомянуть явление глобального потепления, которое вызвано природой или деятельностью человека и подразумевает повышение температуры воздуха и океана во всех частях света. вызвано увеличением количества парниковых газов, наиболее важным из которых является углекислый газ, в атмосфере, который удерживает тепловую энергию в атмосфере, и многие страны мира предприняли серьезные шаги по ограничению явления глобального потепления за счет сокращения выбросов парниковых газов. Первая встреча состоялась в Киото/Япония в 1997 году нашей эры между 183 странами, в соответствии с которой было достигнуто соглашение о сокращении выбросов второго газа – углекислого газа между этими странами, и это соглашение было известно как Киотское соглашение.

Его влияние на экономику

Поскольку страны стремятся достичь продовольственной и энергетической безопасности, загрязнение воздуха может стать серьезной проблемой для экономики, поскольку переход стран к индустриализации привел к увеличению выбросов загрязняющих веществ в воздух, что угрожает ухудшению экосистем, сельскохозяйственной системы и здоровья. В целом, влияние кислотных дождей уже упоминалось ранее, на сельскохозяйственные культуры, почву, рыболовство и т. д., с другой стороны, изменение климата повлияет на туризм. Из-за воздействия этих загрязнителей на здоровье.

Решения проблемы загрязнения воздуха

Существует множество способов уменьшить загрязнение воздуха, в том числе следующие:

• Поощрение финансируемых правительством исследовательских проектов по разработке экологически чистых методов электротранспорта и снижению зависимости от ископаемого топлива. углекислого газа, он выделяет. В атмосфере ежедневно содержится около 2010 триллиона кг углекислого газа, и процесс перевода транспортных средств на электромобили в значительной степени поможет устранить производство этих загрязняющих воздух газов.
• Содействовать развитию возобновляемых, чистых и экологически безопасных источников энергии, чтобы отказаться от использования ископаемого топлива и сократить выбросы углекислого газа, например, используя энергию ветра, солнечной энергии и геотермальной энергии.
• Внедрение системы углеродных кредитов, позволяющей выделять определенное количество угарного газа и других вредных газов, и попытка ежегодно его сокращать. Система определяет набор жестких наказаний, которые применяются к нарушителям.
• Замена светодиодных ламп лампами накаливания и люминесцентными лампами, которые, как известно, на 50% эффективнее люминесцентных ламп и на 90% эффективнее ламп накаливания.
• Требовать от стран принятия законов и введения строгих правил, требующих использования скрубберов на всех промышленных объектах, выбрасывающих загрязнители воздуха; В 1977 году нашей эры был принят Закон о чистом воздухе, и только 44% дымоходов, производящих оксид серы, установили эти устройства, а 37% дымоходов, производящих оксиды азота, начали использовать эти устройства, но этого было недостаточно, поскольку невыполнение законов привело к В 2011 году Агентство по охране окружающей среды подсчитало, что установка скрубберов защищает около 17,000 XNUMX человек ежегодно в Соединенных Штатах от смерти, связанной с респираторными заболеваниями. .

Масштаб загрязнения воздуха

Качество воздуха измеряется с помощью индекса качества воздуха, который работает как термометр и варьируется от 0 до 500 градусов. Этот показатель показывает изменения в степени загрязнения воздуха.Если она, например, меньше 50 градусов, это указывает на то, что качество воздуха хорошее, и человек может проводить некоторое время на открытом воздухе, а загрязнение воздуха не представляет опасности для его здоровья. здоровье.Чем выше показатель, тем больше риски.О здоровье.

Что касается метода измерения загрязняющих веществ, то он осуществляется путем сбора наземных приборов и некоторых специализированных спутников важной информации о том, что находится в воздухе.Например, спутник GOES-R отслеживает загрязнение атмосферы частицами каждые 5 минут в течение дня, а Спутник JPSS контролирует загрязнение воздуха. С помощью таких частиц, как частицы смога, пыль, твердые частицы и вулканический пепел, он также измеряет атмосферную пыль по всему земному шару с высокой точностью один раз в день, а также измеряет уровень угарного газа, образующегося в результате лесных пожаров.