МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «СамГТУ») Институт нефтегазовых технологий Кафедра «Машины и оборудование нефтегазовых и химических производств» Специальность «Пожарная и промышленная безопасность объектов нефтегазовой отрасли» Курсовая работа по дисциплине «Мониторинг физического и химического загрязнения окружающей среды» на тему «Трансграничный перенос загрязнителей» Выполнил: студент 1-ИНГТ-21ИНГТ-331М Никитин С.А. Проверил: доцент, к.б.н., Козловская О.В. Оценка: Самара 2022 2 Оглавление Содержание ............................................................................................................................................................3 Введение .................................................................................................................................................................4 1. Трансграничный перенос. Основные факторы, параметры и проблемы .................................................5 2. Уровни трансграничного переноса ..............................................................................................................8 2.1 Локальный уровень .........................................................................................................................................8 2.2 Региональный уровень ....................................................................................................................................9 2.3 Глобальный уровень........................................................................................................................................9 3. Влияние диоксида серы на окружающую среду ......................................................................................10 4. Меры профилактики....................................................................................................................................13 Заключение...........................................................................................................................................................14 Список используемой литературы: ....................................................................................................................15 3 Содержание Курсовая работа по дисциплине «Мониторинг физического и химического загрязнения окружающей среды» на тему «Трансграничный перенос загрязнителей». Курсовая работа состоит из 15 страниц, 3 - рисунка и 6 источников литературы. Ключевые слова: трансграничный перенос загрязнителей, атмосферный воздух, вредные факторы, воздействие, концентрация, диоксид серы, опасность. Краткое содержание работы. Данная работа посвящена рассмотрению вопросов о трансграничном переносе загрязнителей, основных его факторах, параметрах и последствиях. Основное направление данной работы заключается в рассмотрении методов трансграничного переноса загрязнителей и воздействий на человека и окружающую среду. способов снижения вредных 4 Введение Атмосферный воздух является не только значимым природным ресурсом, но и транспортной средой, переносящей загрязняющие вещества на дальние расстояния. Загрязнение воздуха, в основном, от энергетической деятельности, промышленности и транспорта, а также его перенос на большие расстояния, часто через границы государств, является серьезной проблемой во многих странах. На сегодняшний день во всем мире все большую значимость приобретает проблема трансграничного загрязнения. Особое внимание этому уделяют в Европе из-за высокой концентрации промышленного производства на небольшой площади территории с высокой плотностью населения. Кроме того, загрязняющие вещества могут перемещаться на тысячи километров прежде, чем произойдет их осаждение и будет нанесен ущерб. Существует совокупность норм и принципов, регулирующих международные отношения в сфере защиты окружающей среды, в целях охраны и рационального использования природных ресурсов – международное право охраны окружающей среды. Международное сотрудничество осуществляется по двум направлениям: 1) создание норм, охраняющих отдельные природные объекты; 2) осуществление надзора государства или международной организации за тем, чтобы та или иная деятельность осуществлялась с учётом последствий данной деятельности для окружающей среды. Множество заводов, предприятий, выбрасывают ежеминутно в атмосферу огромное количество ядовитых и вредных для здоровья веществ. Уровень производства наращивается, увеличивается антропогенное влияние на составные элементы географической оболочки и, следственно, усиливается явление трансграничного переноса загрязнителей, проблема которого актуальна в настоящее время и требует особенно скрупулезного подхода к разрешению. В следствии трансграничного переноса на Земле практически не осталось мест, где воздух не содержал бы хоть небольшого количества примесей антропогенного происхождения. 5 1. Трансграничный перенос. Основные факторы, параметры и проблемы На загрязнение окружающей природной среды значительное влияние оказывают трансграничные переносы загрязняющих веществ. Трансграничный перенос загрязняющих веществ – распространение загрязняющих веществ с воздушными потоками на большие расстояния – за пределы границ государств, на территории которых находятся источники загрязнения. Схема трансграничного переноса представлена на рисунке 1. Такое понятие нам дает федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха». Проблема трансграничного переноса рассматривается двухсторонними и многосторонними соглашениями (в том числе Конвенцией о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния) [1]. Схема трансграничного переноса представлена на рисунке 1. Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду на суверенной территории государства, в результате процессов переноса могут пересекать национальные границы и загрязнять территории других государств. Источниками поступления этих загрязняющих веществ в окружающую среду являются выбросы их в атмосферу, сбросы в поверхностные воды суши (реки, озера), в морские воды в пределах национальной акватории (свалки и захоронения на суше). Основную роль в трансграничном загрязнении практически 6 повсеместно играют атмосферные выбросы. Это связано с тем, что именно в этом случае наиболее часто реализуются возможности дальнего, в том числе трансграничного, переноса загрязняющих веществ. В ряде районов России проблема трансграничного атмосферного переноса загрязняющих веществ носят локальный, но в то же время весьма острый, характер. Это связано с непосредственной близостью к национальной границе России отдельных предприятий, выбрасывающих в атмосферу значительные количества загрязняющих веществ. Такие предприятия могут находиться как в России, так и в соседних странах. Основными факторами, определяющими роль загрязняющих веществ в атмосферном трансграничном переносе, являются: характер распространения загрязнителей и продуктов их превращения в атмосфере, объем выбросов, последующая миграция и трансформация в других средах после выпадения из атмосферы, воздействие на природные процессы и экосистемы. Главным обобщенным параметром, который определяет пространственный масштаб распространения в атмосфере загрязняющих веществ, является их время жизни (нахождения) в атмосфере. Исходя из этих предпосылок, можно выделить три основных типа выбросов загрязняющих веществ в атмосферу: приводящие к загрязнению в глобальном масштабе, независимо от места выброса, и охватывающему все страны. приводящие к загрязнению в региональном масштабе обычно нескольких стран, в том числе не имеющих общих границ. и приводящие к загрязнению в локальном масштабе, в том числе трансграничному, обычно двух, иногда трех, сопредельных стран в приграничных районах. В проблеме трансграничного переноса загрязняющих веществ можно выделить три аспекта: экологический, экономический и политический. 7 Негативное влияние переносимых загрязняющих веществ при трансграничном переносе может охватывать огромные пространства. Хотя, как правило, при переносе на большие расстояния концентрации загрязняющих веществ невелики, экологический ущерб в масштабах страны может быть огромным. С точки зрения экономики необходимо принимать во внимание не только потери от экологического ущерба, но и возможность потерь от необоснованного снижения выбросов в тех случаях, когда необходимость снижения диктуется политическими обстоятельствами при недостаточной научной проработке вопроса [2]. Проблему широкомасштабного закисления связывают с выбросом в атмосферу и переносом на большие расстояния кислотообразующих оксидов, прежде всего оксидов серы и азота. Закисляющие вещества могут поступать из атмосферы не только с дождем или снегом, но и путем поглощения подстилающей поверхностью газообразных и аэрозольных веществ. 8 2. Уровни трансграничного переноса Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу потенциально могут приводить к возникновению трех уровней трансграничного переноса: локальный (поражение наземных экосистем в районе предприятий); региональный (закисление окружающей среды); глобальный (климатические изменения). 2.1 Локальный уровень С точки зрения интересов России, безусловно, приоритетным является первый уровень. Прежде всего, на локальном уровне страдает население российских городов и поселков, а также природные экосистемы на российской территории. Решение этой проблемы может быть достигнуто, в первую очередь, за счет снижения низких неорганизованных выбросов. На данном уровне: проводят анализ текущего состояния математического моделирования метеорологических процессов над ограниченной территорией; знакомятся с проблемой контроля качества воздуха в городах; дается обзор основных загрязнителей приземного слоя воздуха, указываются метеорологические и физические факторы, оказывающие наибольшее влияние на качество воздуха в городе; сообщается опыт использования различных систем контроля и регулирования качества городского воздуха; указываются особенности параметризации турбулентного переноса и взаимодействия примеси с подстилающей поверхностью; описываются способы моделирования газофазных химических реакций; дается краткий обзор химических схем образования вторичных загрязнителей воздуха. 9 2.2 Региональный уровень Газообразные серные и азотные соединения сухого осаждения могут находиться в атмосфере сутки и больше, перед тем как попасть на поверхность земли. Это время может быть еще большим, если соединения окислятся и превратятся в кислоты. В таком случае вещества могут находиться в атмосфере в течение нескольких суток. А это означает, что значительное количество вызывающих окисление загрязнителей воздуха переносится ветром на сотни и даже тысячи километров от источника загрязнения. А из-за изменений направления ветра загрязнители воздуха переносятся от источника загрязнения в различные стороны [3]. На региональном уровне двуокись серы и окислы азота оказывают косвенное воздействие на организмы и материалы. То, что называют эффектами окисления, является результатом этого воздействия. 2.3 Глобальный уровень На глобальном уровне изучается совокупность проблем всех трех уровней. Среди экологических проблем, так или иначе связанных с антропогенным воздействием и прежде всего попаданием в атмосферу и другие среды различных загрязняющих веществ, следует назвать проблему возможного изменения климата, риск нарушения озонового слоя, закисление природных сред за счет дальнего распространения окислов серы и азота и выпадения кислотных дождей, загрязнение Мирового океана, возможное изменение электрических свойств атмосферы. . 10 3. Влияние диоксида серы на окружающую среду Главным поражающим веществом в атмосферных выбросах является диоксид серы. Влияние диоксида серы можно условно разделить на прямое и косвенное. Под косвенным понимается воздействие не собственно диоксида серы, а продуктов химической трансформации, прежде всего, серной кислоты, кислых сульфатов, сульфатных частиц, образующих аэрозольную дымку. Схема влияния серной и азотной кислот приведена на рисунке 2. На 2022 год наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, Европы, Китая, европейской части России и Украины. В южном полушарии содержание его значительно ниже. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное (вулканы). Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке металлов и производстве серной кислоты [4]. 11 Источники антропогенного загрязнения диоксидами серы и азота приведены на рисунке 3. Серный ангидрид образуется при постепенном окислении сернистого ангидрида кислородом воздуха с участием света. Конечным продуктом реакции является аэрозоль серной кислоты в воздухе, раствор в дождевой воде (в облаках). Выпадая с осадками, она подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей, скрыто угнетающе воздействует на здоровье человека. Растения около источников оксида серы обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты, что доказывает присутствие её в окружающей среде в существенных количествах. Из-за образования в больших количествах в качестве отходов диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу. Необходимо отметить также, что диоксид серы имеет максимум в спектре поглощения света в ультрафиолетовой области (190—220 нм), что совпадает с максимумом в спектре поглощения озона. Это свойство диоксида серы позволяет утверждать, что наличие этого газа в атмосфере имеет также положительный эффект, предотвращая возникновение и развитие онкологических 12 заболеваний кожи человека. Диоксид серы в атмосфере Земли существенно ослабляет влияние парниковых газов (диоксид углерода, метан) на рост температуры атмосферы. Усиления потока кислотообразующих веществ также приводит к нарушению функционирования важнейшего компонента лесов зеленомошнолишайникового покрова. В результате отмирания лишайников и мхов увеличивается количество опада. На этой стадии трансформации в процесс подкисления наземных экосистем включается более интенсивное биогенное кислотообразование. Снижаются значения рН почвенных вод, в которых обнаруживаются Наблюдаются повышенные существенные концентрации изменения состава органического органического углерода. вещества органогенных горизонтов почв. Интенсификация потока протонов из верхних горизонтов приводит к увеличению подвижности алюминия в минеральной толще почв. 13 4. Меры профилактики В рамках Российско-Финляндского сотрудничества по охране окружающей среды проблема охраны атмосферного бассейна от загрязнения рассматривается как самая приоритетная. Основной целью сотрудничества по этой проблеме является обеспечение выполнения обеими странами обязательств, вытекающих из Конвенции «О трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния». Для достижения указанной цели в приграничных районах были организованы станции атмосферного мониторинга на базе существующих метеостанций. В настоящее время наиболее распространенный способ борьбы с загрязнениями воздуха заключается в удалении загрязняющих веществ как можно дальше от места выброса. Это осуществляется строительством высоких труб на заводах и тепловых станциях. Трубы выбрасывают сажу, золу и газы в струйные потоки воздуха, которые выносят грязь на большие расстояния от мест выброса и рассеивают ее в больших объемах воздуха. Но с ростом выбросов в связи с концентрацией промышленности на относительно небольших территориях этот способ удаления отходов стал неприемлем. Поэтому во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистных сооружений, уменьшающих выбросы в атмосферу. 14 Заключение За последние сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона мышьяка, около миллиона тонн кобальта. Еще больше было выброшено пыли, сажи, копоти, оксидов азота, углерода и серы. Только в США за год выбрасывается в воздух более 200 000 000 т. различных загрязнений. Надо иметь в виду то, что где бы на земле ни происходили выбросы пыли, сажи, газов, поднимаясь в атмосферу и тропосферу, они распространяются затем по всей оболочке земного шара. По моему мнению, для того, чтобы поддерживать окружающую среду в здоровом состоянии, нужно начинать с себя. Ведь основными загрязнителями являемся мы сами. И поэтому следует изменять технологию производства так, чтобы количество выбросов в атмосферу становилось меньше. Также изобретать новые, более эффективные очистные сооружения. 15 Список используемой литературы: 1. Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха». 2. Федеральный закон от 30.03.1999 № 52-ФЗ «О санитарно- эпидемиологическом благополучии населения». 3. Российская медицинская академия последипломного образования (д-р мед. наук Буштуева К.А., канд. мед. наук Беспалько Л.Е.), Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф Эрисмана Минздрава России (д-р мед. наук Гильденскиольд Р.С.), Департамент госсанэпиднадзора Минздрава России (Глазкова М.Ф.) СанПиН № 2.1.6.1032-01 от 17.05.2001 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест». 4. Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и нормативы ориентировочно безопасных уровней воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов и мест массового отдыха населения, утвержденные постановлением Министерства здравоохранения РФ № 186 от 30 декабря 2010 г. 5. Беляев Н.Н., Коренной Е.Д., Хрущ В.К. Прогнозирование качества окружающей среды методом вычислительного эксперимента. - Днепропетровск: Наука и образование, 2000. 6. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния окружающей природной среды. Изд 2-е, дополненное. - М.: Гидрометеоиздат, 1984.
