ТЕМА №9. Атмосфера, ее газовый состав, структура, источники загрязнения и охрана воздушного бассейна от загрязнений.
Кафедра общественного здравоохранения с курсом профилактической медицины
Қоғамдық денсаулық сақтау кафедрасымен профилактикалық медицина курсы
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
ТЕМА №9. Атмосфера, ее газовый состав, структура, источники загрязнения и охрана воздушного бассейна от загрязнений.
Факультет: «Общая медицина»
«Стоматология»
Дисциплина: «Экология и устойчивое развитие»
Курс: І
Алматы 201 4
Тема п рактическо го заняти я №9. Атмосфера, ее газовый состав, структура, источники загрязнения и охрана воздушного бассейна от загрязнений.
Цель: формирование знаний у студентов о структуре, газового состава, значении, источников загрязнения атмосферного воздуха, влиянии загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения, и др.
Задачи обучения: ознакомить студентов с количественным и качественны составом приземной атомосферы, его значением для жизни людей и биосферы, основными источниками загрязнения атмосферы, последствиями загрязнения, а также научить оценивать экологическое состояние атмосферного воздуха различных регионов, городов в зависимости от загрязнения различными загрязнителями, их влияние на здоровье людей, последствия этих загрянений и определить пути решения этих экологических проблем.
Основные вопросы темы:
1.Типы загрязнения атмосферы в зависимости от масштабов распространения.
2. Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы.
3. Основные факторы загрязнения (поллютанты) атмосферного воздуха в городах и селах Казахстана.
4. Факторы “парникового эффекта” в атмосфере.
5. Причины разрушения озонового слоя.
6. Причины выпадения «кислотных дождей».
7. Действие вредных веществ на организм человека.
8. Интегральная оценка степени опасности загрязнения атмосферного воздуха.
9. Гигиенические мероприятия по охране атмосферного воздуха от загрязнения.
10. Защита воздушного бассейна от загрязнений, способы защиты
Методы обучения и преподавания (малые группы, дискуссия, ситуационные задачи, пабота в парах, презентации, кейс-стади и т.д.):
ролевые игры, работа в малых группах, дискуссия или дебаты.
Литература:
Обязательная:
1. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. Учебное пособие для вузов, средних школ и колледжей. - М.: ФАИР - Пресс, 2000. - 320 с.
2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек - экономика - Биота - среда: Учебник для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 566 с.
3. Шандала М.Г., Звиняцковский Я.И. Окружающая среда и здоровье населения. Киев: Здоровье, 1988, С.152.
4. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. Учебное пособие для небиологических вузов: 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа,1986, С.415.
5. Кенесариев У.И., Жакашов Н.Ж. Экология и здоровье населения. Учебник для ВУЗов и колледжей. - Алматы, 2002 -260 с.
Дополнительная:
1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001. – 576 с.
2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учебное пособие. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000.-320с.
3. Пивоваров Ю.П. Королик В.В, Зиневич Л.С. Гигиена и основы экологии человека. Серия «Учебники и учебные пособия» Ростов на Дону: «Феникс», 2002. – 512 с.
- Денисов В.В., Денисова И.А. Экология: 100 экзаменационных ответов. – М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/д: Изд.центр «МарТ»,2003.- С.8-23.
5. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы и ее окружения. М.: Наука, 1987, С.339
6. Израэль Ю.А. Экология и контроль природной среды. М.: Гидрометиздат, 1989, C.248.
7. Казначеев В.П. Очерки теории и практики экологии человека. М.: Наука. 1983, С.260.
8. Марчук Г.И., Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной экологии. М.: Наука. 1992. С.263.
9. Новиков Ю.В., Шицкова А.П. Гармония или трагедия. М.: Наука. 1989, С.271.
10. Экзарьян В.Н. Геоэкология и охрана окружающей среды. М.: Экология, 1997, С.786.
11. Экология и защита биосферы: В 3-х кн. - М: Изд. объедин. «Международный дом сотрудничества», 1996.
12. Агаджанян Н.А., Торшин В.В. Экология человека. -М.: Крук, 1994.
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.):
1. Каков состав приземного атмосферного воздуха?
2. Какова структура атмосферы?
3. Значение качества атмосферного воздуха для здоровья людей.
4. Каковы основные источники загрязнения атмосферы?
5. Что такое “озоновая дыра” и каково её влияние на организм и здоровье людей?
6. Что такое “кислотные дожди” и каковы факторы, способствующие их выпадению?
7. Парниковый эффект и парниковые газы. Глобальное потепление климата, причины его и влияние на биосферу и здоровье людей.
8. Радиационное и шумовое загрязнение атмосферы, их источники, влияние на здоровье людей.
9. Способы защиты атмосферного воздуха от загрязнений.
10. Международные протоколы, ратифицированные РК по защите атмосферного воздуха.
Информационно – дидактический блок.
Атмосфера (от греч. «аthmos» – «пар», «sphaira» – «шар») - газовая оболочка Земли. На Земле сформировалась в результате геологической эволюции и непрерывной деятельности организмов. Состав современной атмосферы – результат динамического равновесия, поддерживаемого процессами жизнедеятельности организмов и различными геохимическими явлениями глобального масштаба.
Общая масса атмосферы Земли равна 5,3 х 1015 т, причем 90% сосредоточено в околоземном слое толщиной около 16 км. Поскольку атмосфера является наружной оболочкой Земли, она «разграничивает» планету и космическое пространство, ослабляя ряд поступающих из космоса излучений и сглаживая резкие колебания температуры в биосфере. Кроме того, она является средой распространения микроорганизмов, семян, плодов, а также местообитанием многих насекомых, птиц и млекопитающих.
Самый близкий к поверхности Земли слой атмосферы носит название “тропосфера”. В этом слое высотой 9-10 км в основном происходит явления, которые мы именуем погодой. Именно в этой части атмосферы образуются все осадки в виде дождей, почти все облака и возникает подавляющее число гроз и штормов.
Выше тропосферы расположен слой толщиной около 40 км, который называется стратосферой. Воздух в ней более разряжен, влажность его невысока. В стратосфере сконцентрирована основная часть атмосферного озона, и именно это обстоятельство обуславливает такое повышение температуры. Дело в том, что озон поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца, что и вызывает разогрев атмосферы.
Озоновый слой очень тонок. Если этот газ сосредоточить у поверхности земли, то он образовал бы плёнку толщиной всего 2-3 мм, однако эта пленка служит нам защитой.
За стратосферой, на высоте более 50 км, находится мезосфера, где температура опять понижается. За мезосферой, еще выше более 80 км над поверхностью расположена термосфера, не имеющей определенной верхней границы, где температура увеличивается и достигает на высоте 500-600 км +1600 градуса. Атмосферное давление с высотой уменьшается. И наконец, наиболее удалена от Земли – экзосфера – 800- 1600 км. В ней ещё обнаруживаются газы и наблюдается утечка атомов в космос.
Теперь остановимся на химическом составе нижних слоев и компонентах чистого сухого воздуха атмосферы.
Состав атмосферы, который сохраняется до высоты 400-600 км, представлен в таблице 3. Выше начинает преобладать гелий.
Таблица 3.
Химический состав и содержание приземной атмосферы
| Компонент | Содержание | Компонент | Содержание | ||
| % по массе | % по объему | % по массе | % по объему | ||
| Азот Кислород Аргон Оксид углерода Неон Гелий Криптон Ксенон | 75.52 23.15 1.28 - 0.046 1.2*10 7.2*10 3.3*10 3.9*10 | 78.09 20.94 0.93 - 0.033 1.8*10 5.2*10 1*10 8*10 | Оксид азота Водород Метан Диоксид азота Озон Диоксид серы Оксид углерода - | 2.5-10 3.5*10 0.8*10 - 8*10 10--10 - - - | 2.5*10 5*10 1.5*10 - 1.5*10 2*10 2*10 - 1*10 |
Атмосферы других планет совершенно иные (таблица 4).
Человечество, один из последовательных этапов развития жизни на земле, не может существовать без кислорода в атмосфере. Кислород, содержащийся в воздухе, жизненно необходим для дыхания растений и животных.Роль озона сводится к обеспечению защиты от ультрафиолетового излучения Солнца, которое может быть губительно для жизни. Однако и кислород и озон не всегда входило в состав земной атмосферы.
Углекислый газ непрерывно потребляется зелёными растениями в процессе фотосинтеза. Зеленые растения ежегодно извлекают из атмосферы 160 т углекислоты.
Исследование содержания углекислого газа в атмосфере показывает его нарастание за последние десятилетия.
Между тем хорошо известно, что углекислый газ действует в атмосфере, как стекло в оранжерее: он пропускает солнечную радиацию и не пропускает обратно инфракрасное излучение Земли. Тем самым создается так называемый “тепличный эффект”.
Классификация загрязняющих атмосферу веществ может быть проведена по следующим признакам:
* по агрегатному состоянию (твёрдые, жидкие и газообразные);
* по составу (например, сернистый ангидрид, хлористый водород, оксиды углерода, и т.д.)
* по происхождению (естественное и искусственное – антропогенное).
Источники загрязнения. Загрязнение атмосферного воздуха может быть глобальным, региональным, местным и локальным. Однако четко разделить эти видызагрязнений трудно, так как атмосферный воздух границ не имеет. Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков. Если эти два фактора совпадают по направлению и времени, загрязнение может быть глобальным, а если не совпадают – региональным, местным или локальным.
Под региональным загрязнением понимается загрязнение атмосферного воздуха на территории в сотни километров, которая находится под воздействием выбросов крупных промышленных и сельскохозяйственных комплексов.
Местное загрязнение определяется совокупностью выбросов множества источников, расположенных на территории, находящейся в этой зоне влияния.
Локальное загрязнение может быть обусловлено одним или несколькими источниками выбросов, зона влияния которых определяется главным образом изменчивой скоростью и направлением ветра.
Природное загрязнение происходит за счет естественных факторов: пыльные бури, извержение вулканов, выдувание почв, лесные пожары.
Антропогенные источники загрязнения атмосферы делятся на группы: промышленные предприятия, транспорт, бытовое и коммунальное хозяйства. Промышленные источники загрязнения, в свою очередь, подразделяются по отраслям, а также по ингредиентам.
Автотранспорт выбрасывает в атмосферу более 200 видов вредных веществ. Выбросы предприятий дополняют этот перечень.
Воздействие энергетики на состояние воздушного бассейна определяется, главным образом, видом сжигаемого топлива. Выбросы электростанций, потребляющих уголь, составляют 139 млн. кг в год оксидов серы, 21 млн. кг оксидов азота, 5 млн. кг твёрдых частиц.
Черная металлургия – следующий по интенсивности источник загрязнения атмосферы. При выплавке чугуна и переработке его на сталь в атмосферу выбрасываются соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути, цианистый водород, и т.д. Значительную роль взагрязнений атмосферы играют выбросы сталеплавильных цехов. Преобладающая часть пыли мартеновских печей состоит из триокиси железа и триокиси алюминия.
Источниками загрязнения угольной промышленности являются отвалы пустой породы, или так называемые терриконники. Внутри них вследствие самовозгорания идет горение угля и пирита сопровождающееся выделением сернистого газа, оксида углерода, продуктов возгонки смолистых веществ.
Воздушные выбросы нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности содержат большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс вредных веществ в атмосферу на нефтеперерабатывающих заводах происходит вследствие недостаточной герметизации оборудования.
Заводы синтетического каучука выбрасывают в атмосферу такие вредные вещества, как стирол, дивинил, толуол, ацетон, изопрен, и т.д.
Производство цемента и строительных материалов так же может быть источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основные технологические процессы их производства – измельчение и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, которые сопровождаются выбросом пыли в атмосферу.
Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье людей и на окружающую среду различными способами – от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние и в результате механизм гомеостаза не срабатывает.
Таблица