Презентация на тему «Загрязнение атмосферы»

Слайд 1. Загрязнение атмосферы

• Источники, загрязняющие вещества, экологические последствия и способы защиты атмосферного воздуха

Доклад: Здравствуйте! Тема моей работы — «Загрязнение атмосферы». Я разберу, откуда берутся вредные примеси в воздухе, какие вещества наиболее опасны и к каким последствиям для природы и здоровья человека приводит их накопление. В завершение мы посмотрим, какими способами загрязнение можно снижать и что уже удалось сделать мировому сообществу.

Слайд 2. Содержание

• Введение
• Ключевые понятия
• Классификация источников загрязнения
• Промышленность как главный источник
• Основные загрязняющие вещества
• Автомобильный транспорт
• Динамика выбросов в России
• Структура выбросов по отраслям
• Воздух крупных городов
• Смог: два типа
• Кислотные дожди
• Разрушение озонового слоя
• Парниковый эффект
• Взвешенные частицы: нормативы
• Влияние на здоровье человека
• Учёные, изучавшие атмосферу
• Хронология регулирования
• Нормирование качества воздуха
• Пути снижения загрязнения
• Выводы
• Список литературы

Доклад: Логика доклада простая: сначала понятийный аппарат и классификация источников, затем конкретные загрязнители и цифры по России, потом последствия — смог, кислотные дожди, озоновая дыра, парниковый эффект. Заключительная часть посвящена нормированию, международному регулированию и практическим путям снижения выбросов. Такая последовательность позволяет пройти от причины к следствию и от следствия к решению.

Слайд 3. Введение

• Атмосферный воздух — единственный природный ресурс, который человек потребляет непрерывно: около 15 килограммов воздуха в сутки против 2 килограммов воды и пищи.
• По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 99 % населения планеты дышит воздухом, качество которого не соответствует рекомендованным нормативам.
• Загрязнение атмосферы не знает границ: примеси переносятся воздушными массами на тысячи километров и превращают проблему из местной в глобальную.
• Изучение источников и последствий загрязнения — основа природоохранного нормирования, промышленной экологии и градостроительной политики.

Доклад: Начну с того, почему тема действительно актуальна. Воздух — единственный ресурс, который мы потребляем непрерывно и не можем выбрать: около пятнадцати килограммов в сутки против двух килограммов воды и пищи. По оценке Всемирной организации здравоохранения, качеством воздуха недовольны не отдельные города, а практически вся планета — норматив не выдерживается для 99 процентов населения. И, в отличие от загрязнения почвы, примеси в атмосфере переносятся на тысячи километров, поэтому проблема по своей природе глобальна.

Слайд 4. Ключевые понятия

• Атмосферный воздух — смесь газов приземного слоя атмосферы вне жилых и производственных помещений.
• Загрязняющее вещество — примесь, которая при определённой концентрации вредит здоровью человека и природной среде.
• Предельно допустимая концентрация — гигиенический норматив содержания вещества, безопасный при постоянном воздействии.
• Фоновая концентрация — уровень загрязнения, сложившийся вне влияния конкретного рассматриваемого источника.
• Трансграничный перенос — движение примесей воздушными массами через государственные границы.

Доклад: Прежде чем говорить о цифрах, договоримся о терминах. Атмосферный воздух в законодательстве — это именно наружный воздух, а не воздух помещений, у которого свои нормативы. Загрязняющим веществом примесь становится не сама по себе, а при определённой концентрации, и границу здесь задаёт предельно допустимая концентрация. Понятия фоновой концентрации и трансграничного переноса понадобятся нам дальше, когда речь пойдёт о нормировании и международных соглашениях.

Слайд 5. Классификация источников загрязнения

• Источники загрязнения делят по происхождению и по характеру выброса. Природные поступления существуют всегда, но именно антропогенные источники создают устойчивое превышение нормативов в городах.
• Извержения вулканов
• Лесные пожары
• Пыльные бури
• Морские аэрозоли
• Теплоэнергетика
• Чёрная металлургия
• Нефтехимия
• Добыча ископаемых
• Автомобили
• Авиация
• Печное отопление
• Сжигание отходов

Доклад: Источники загрязнения удобно делить на три группы. Природные — вулканы, лесные пожары, пыльные бури — работали всегда и дают мощные, но эпизодические выбросы. Промышленные и транспортно-бытовые источники отличаются тем, что действуют постоянно и сосредоточены там, где живут люди. Именно поэтому устойчивое превышение нормативов в городах создают не вулканы, а трубы и выхлопные трубы.

Слайд 6. Промышленность как главный источник

• На стационарные источники в России приходится порядка 17 миллионов тонн выбросов в год, из них более трети даёт сжигание топлива на тепловых электростанциях и котельных.
• Металлургические комбинаты выбрасывают диоксид серы, оксиды азота, пыль тяжёлых металлов и являются причиной устойчиво высокого загрязнения в Норильске, Череповце, Липецке.
• Нефтепереработка и химические производства добавляют углеводороды, сероводород, формальдегид и характерные запахи, на которые чаще всего жалуются жители.

Доклад: На фотографии — типичная картина российского промышленного города: шлейф дыма от теплоэлектростанции над рекой. На стационарные источники в стране приходится около семнадцати миллионов тонн выбросов в год, и более трети даёт сжигание топлива в энергетике. Металлургия добавляет диоксид серы и пыль тяжёлых металлов — отсюда постоянное присутствие Норильска, Череповца и Липецка в списках проблемных городов. Нефтехимия же чаще всего становится причиной жалоб населения на запах.

Слайд 7. Основные загрязняющие вещества

• Перечень приоритетных примесей определяется массой выброса и опасностью для здоровья.
• Нормативы приведены по действующим санитарным правилам для среднесуточных концентраций.

Доклад: В таблице собраны приоритетные загрязнители — те, что определяют качество воздуха в большинстве городов. Обратите внимание на разброс нормативов: для оксида углерода это три миллиграмма на кубометр, а для формальдегида — в триста раз меньше. Чем опаснее вещество, тем жёстче норматив, и именно поэтому небольшие по массе выбросы химических производств могут значить больше, чем тонны безобидной пыли.

Слайд 8. Автомобильный транспорт

• В крупных городах на автотранспорт приходится от 70 до 90 % валового выброса: машины отдают примеси прямо в зону дыхания на высоте полутора метров.
• Отработавшие газы содержат оксид углерода, оксиды азота, несгоревшие углеводороды, сажу и соединения свинца при использовании низкокачественного топлива.
• Дополнительный вклад даёт неорганизованное пыление — истирание шин, тормозных колодок и дорожного покрытия, дающее до трети городских взвешенных частиц.

Доклад: Автомобиль — особый источник, и дело не только в массе выбросов. В крупных городах на транспорт приходится от семидесяти до девяноста процентов валового выброса, причём примеси поступают прямо в зону дыхания, на высоте полутора метров, а не рассеиваются с высокой трубы. Кроме выхлопных газов, машины дают неорганизованное пыление: истирание шин, тормозов и асфальта обеспечивает до трети городских взвешенных частиц.

Слайд 9. Динамика выбросов в России

• Выбросы от стационарных источников последние пятнадцать лет медленно снижаются.
• Основной вклад в снижение дали газоочистка и перевод котельных с угля на природный газ.

Доклад: График показывает динамику выбросов от стационарных источников в России. Тренд снижающийся: с девятнадцати с лишним миллионов тонн в 2010 году до примерно шестнадцати с половиной в последние годы. Основной вклад в это снижение внесли два фактора — установка современных газоочистных сооружений и перевод котельных с угля на природный газ. Темп, впрочем, невысокий, и резкого перелома пока не произошло.

Слайд 10. Структура выбросов по отраслям

• Более половины промышленных выбросов дают добыча полезных ископаемых и обрабатывающие производства.
• Такая структура объясняет географию загрязнения: очаги совпадают с сырьевыми и металлургическими центрами.

Доклад: Круговая диаграмма объясняет, где именно образуются эти выбросы. Больше половины приходится на добычу полезных ископаемых и обрабатывающие производства, ещё пятая часть — на энергетику. Отсюда и география загрязнения: карта проблемных городов почти точно повторяет карту сырьевых и металлургических центров страны.

Слайд 11. Воздух крупных городов

• В мегаполисах формируется собственный микроклимат: «остров тепла» и застой воздуха в уличных каньонах затрудняют рассеивание примесей.
• Неблагоприятные метеоусловия — штиль, температурная инверсия, туман — повышают приземные концентрации в три-пять раз за считанные часы.
• В российский перечень городов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения воздуха ежегодно попадает несколько десятков населённых пунктов.

Доклад: Город сам по себе ухудшает ситуацию. Плотная застройка создаёт «остров тепла» и уличные каньоны, в которых воздух застаивается, а примеси накапливаются. Достаточно нескольких часов штиля или температурной инверсии, чтобы приземные концентрации выросли в три-пять раз при тех же самых выбросах. Именно поэтому в перечень городов с высоким уровнем загрязнения ежегодно попадает несколько десятков населённых пунктов.

Слайд 12. Смог: два типа

• Смогом называют устойчивое скопление вредных примесей в приземном слое. Различают два принципиально разных механизма его образования — зимний влажный и летний фотохимический.
• Возникает зимой при массовом сжигании угля и мазута
• Основа — диоксид серы, сажа и капли тумана
• Классический случай — Великий смог в Лондоне 1952 года
• Наиболее опасен для пожилых людей и сердечников
• Образуется летом в солнечную безветренную погоду
• Исходное сырьё — выхлопные газы автотранспорта
• Под действием солнечного света возникает приземный озон
• Раздражает глаза и слизистые, резко снижает видимость

Доклад: Смог — самое заметное проявление загрязнения, и механизмов у него два. Лондонский, влажный смог зимний: уголь, диоксид серы, сажа и туман; классический пример — Великий смог 1952 года, унёсший тысячи жизней. Лос-анджелесский смог, наоборот, летний и фотохимический: под действием солнца из выхлопных газов образуется приземный озон. Первый бьёт по дыханию и сердцу, второй раздражает глаза и слизистые.

Слайд 13. Кислотные дожди

• Кислотными считают осадки с водородным показателем ниже 5,6 единиц.
• Рекордно кислые дожди в Европе имели показатель около 2,4 — уровень столового уксуса.
• Именно кислотные дожди стали поводом для первой международной конвенции о трансграничном загрязнении.
• Выброс — диоксид серы и оксиды азота поступают в атмосферу
• Окисление — газы превращаются в серную и азотную кислоты
• Перенос — воздушные массы уносят кислоты на сотни километров
• Осаждение — кислота выпадает с дождём, снегом и туманом
• Ущерб — закисление почв и водоёмов, гибель хвойных лесов

Доклад: Кислотные дожди показывают, как локальный выброс превращается в чужую проблему. Диоксид серы и оксиды азота окисляются в атмосфере до серной и азотной кислот, воздушные массы уносят их на сотни километров, и осадки выпадают уже над соседней страной. Кислотными считают осадки с водородным показателем ниже 5,6, а рекорды в Европе доходили до 2,4 — это уровень столового уксуса. Итог — закисление почв и озёр и гибель хвойных лесов.

Слайд 14. Разрушение озонового слоя

• Озоновый слой на высоте 20–25 километров задерживает жёсткое ультрафиолетовое излучение и делает возможной жизнь на суше.
• Хлорфторуглероды из холодильников и аэрозолей поднимаются в стратосферу, где один атом хлора успевает разрушить десятки тысяч молекул озона.
• Максимальная площадь озоновой дыры над Антарктидой была зафиксирована в 2000 году и составила около 29 миллионов квадратных километров.

Доклад: Снимок со спутника показывает озоновую дыру над Антарктидой — синяя область и есть зона резко пониженного содержания озона. Слой на высоте двадцати-двадцати пяти километров задерживает жёсткий ультрафиолет и делает возможной жизнь на суше. Разрушают его хлорфторуглероды из холодильников и аэрозолей: один атом хлора успевает уничтожить десятки тысяч молекул озона. Максимум площади дыры пришёлся на 2000 год — около двадцати девяти миллионов квадратных километров.

Слайд 15. Парниковый эффект

• Парниковый эффект — естественное явление: без него средняя температура планеты была бы около минус 18 градусов.
• Проблему создаёт не сам эффект, а его усиление за счёт антропогенных выбросов.
• Сжигание топлива — свыше 37 миллиардов тонн углекислого газа в год
• Накопление газов — концентрация выросла с 280 до 425 частей на миллион
• Удержание тепла — примеси задерживают инфракрасное излучение Земли
• Рост температуры — потепление примерно на 1,2 градуса от доиндустриального уровня

Доклад: Парниковый эффект часто описывают как зло, но это ошибка: без него средняя температура планеты была бы около минус восемнадцати градусов. Проблему создаёт усиление эффекта за счёт человека. Ежегодно в атмосферу поступает свыше тридцати семи миллиардов тонн углекислого газа, его концентрация выросла с 280 до 425 частей на миллион, и результатом стало потепление примерно на 1,2 градуса относительно доиндустриального уровня.

Слайд 16. Взвешенные частицы: нормативы

• Речь о мелкодисперсных частицах диаметром менее 2,5 микрометра, среднесуточная концентрация в микрограммах на кубический метр.
• Такие частицы проникают в альвеолы и попадают в кровоток, поэтому именно они считаются самой опасной примесью.
• Рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения среднегодовой уровень — всего 5 микрограммов на кубический метр.
• 38 — Высокое
• Низкое — менее 15
• Умеренное — 15–35
• Высокое — 35–75
• Очень высокое — более 75

Доклад: Отдельно остановлюсь на мелкодисперсных частицах — тех, что меньше двух с половиной микрометров. Они не задерживаются в верхних дыхательных путях, проникают в альвеолы и попадают в кровоток, поэтому считаются самой опасной примесью городского воздуха. На шкале показано типичное для крупного промышленного города значение около тридцати восьми микрограммов на кубометр — это зона высокого загрязнения. Для сравнения: рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения среднегодовой уровень — всего пять.

Слайд 17. Влияние на здоровье человека

• Загрязнение атмосферного воздуха входит в четвёрку ведущих факторов риска преждевременной смертности в мире.
• 4,2 млн — смертей в год — Связаны с загрязнением наружного воздуха по оценке Всемирной организации здравоохранения
• 99 % — населения планеты — Дышит воздухом, не отвечающим рекомендованным нормативам качества
• 20 % — болезней дыхания у детей — Городская медицина связывает с повышенным содержанием примесей в воздухе

Доклад: Цифры на слайде объясняют, почему тема вышла за рамки экологии и стала медицинской. Порядка четырёх с лишним миллионов преждевременных смертей в год связывают именно с наружным воздухом. Практически всё население планеты живёт при концентрациях выше рекомендованных, а в детской заболеваемости органов дыхания вклад загрязнения оценивают примерно в пятую часть случаев. Загрязнение воздуха сегодня входит в четвёрку ведущих факторов риска смертности.

Слайд 18. Учёные, изучавшие атмосферу

• Сванте Август Аррениус, 1859–1927, В 1896 году первым рассчитал влияние углекислого газа на температуру планеты
• Владимир Иванович Вернадский, 1863–1945, Создатель учения о биосфере и геохимической роли живого вещества
• Пауль Крутцен, 1933–2021, Нобелевский лауреат 1995 года за работы по химии озонового слоя
• Марио Молина, 1943–2020, Доказал разрушение озона хлорфторуглеродами, Нобелевская премия 1995 года

Доклад: За этими знаниями стоят конкретные учёные. Сванте Аррениус ещё в 1896 году рассчитал, как углекислый газ влияет на температуру планеты, — задолго до того, как это стало политическим вопросом. Владимир Иванович Вернадский создал учение о биосфере и показал геохимическую роль живого вещества. Пауль Крутцен и Марио Молина раскрыли химию разрушения озонового слоя и получили за это Нобелевскую премию 1995 года.

Слайд 19. Хронология регулирования

• Международное право об охране воздуха выросло из конкретных катастроф и научных открытий.
• Монреальский протокол считается самым результативным экологическим соглашением в истории.
• 1952 — Великий смог в Лондоне
• 1979 — Женевская конвенция о трансграничном загрязнении
• 1985 — открытие озоновой дыры над Антарктидой
• 1987 — Монреальский протокол по озоноразрушающим веществам
• 2015 — Парижское соглашение по климату

Доклад: Международное регулирование выросло не из теории, а из катастроф и открытий. Смог 1952 года заставил Великобританию принять закон о чистом воздухе, кислотные дожди привели к Женевской конвенции 1979 года, а открытие озоновой дыры в 1985 году уже через два года дало Монреальский протокол. Именно он считается самым результативным экологическим соглашением в истории: производство озоноразрушающих веществ практически прекращено, и слой постепенно восстанавливается.

Слайд 20. Нормирование качества воздуха

• ИЗА = Σ (q / ПДК) в степени К
• ИЗА — комплексный индекс загрязнения атмосферы за год
• q — средняя за год концентрация вещества, мг/м³
• ПДК — предельно допустимая среднесуточная концентрация, мг/м³
• К — коэффициент класса опасности вещества, от 0,85 до 1,7
• Σ — суммирование по пяти примесям с наибольшим вкладом

Доклад: В российской практике качество воздуха оценивают комплексным индексом загрязнения атмосферы. Формула суммирует отношения фактических концентраций к предельно допустимым по пяти самым значимым примесям, причём каждое отношение возводится в степень, зависящую от класса опасности вещества. Такой подход позволяет сравнивать между собой города с разным набором загрязнителей и строить те самые рейтинги проблемных территорий.

Слайд 21. Пути снижения загрязнения

• Перевод энергетики на газ и возобновляемые источники
• Установка фильтров и систем газоочистки на предприятиях
• Электрификация городского общественного транспорта
• Ужесточение нормативов и сводные расчёты по городу
• Расширение зелёных и санитарно-защитных зон
• Непрерывный мониторинг и открытые данные о воздухе

Доклад: Наконец, о том, что реально работает. Перевод энергетики на газ и возобновляемые источники и газоочистка на предприятиях снимают проблему у источника. Электрификация общественного транспорта убирает выбросы из зоны дыхания. А сводные расчёты по городу, зелёные и санитарно-защитные зоны и открытые данные мониторинга делают управление воздухом системным, а не реакцией на жалобы.

Слайд 22. Выводы

• Загрязнение атмосферы — результат концентрации промышленности и транспорта; природные источники дают заметный, но эпизодический вклад.
• Ключевые последствия — смог, кислотные дожди, разрушение озонового слоя и усиление парникового эффекта — связаны между собой общими веществами-виновниками.
• Наибольший ущерб здоровью наносят мелкодисперсные частицы и оксиды азота, поэтому именно они стали приоритетом гигиенического нормирования.
• Опыт Монреальского протокола доказывает: при согласованных действиях государств атмосферу удаётся восстанавливать за десятилетия.

Доклад: Подведу итоги. Загрязнение атмосферы — прежде всего следствие концентрации промышленности и транспорта, тогда как природные источники дают заметный, но эпизодический вклад. Смог, кислотные дожди, разрушение озонового слоя и усиление парникового эффекта связаны между собой общими веществами-виновниками, поэтому бороться с ними нужно комплексно. И главное: опыт Монреальского протокола доказывает, что атмосферу можно восстановить, если действовать согласованно.

Слайд 23. Список литературы

• Акимова, Т. А. Экология. Природа — Человек — Техника : учебник / Т. А. Акимова, А. П. Кузьмин, В. В. Хаскин. — Москва : ЮНИТИ-ДАНА, 2007. — 495 с.
• Безуглая, Э. Ю. Чем дышит промышленный город / Э. Ю. Безуглая, Г. П. Расторгуева, И. В. Смирнова. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1991. — 255 с.
• Голицын, А. Н. Основы промышленной экологии : учебник / А. Н. Голицын. — Москва : Академия, 2006. — 240 с.
• Коробкин, В. И. Экология : учебник для вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. — Ростов-на-Дону : Феникс, 2018. — 602 с.
• Об охране атмосферного воздуха : Федеральный закон от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ. — Москва : Собрание законодательства Российской Федерации, 1999.

Доклад: В списке литературы — базовые учебники по общей и промышленной экологии, классическая монография Безуглой о воздухе промышленного города и действующий Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха». Источники расположены в алфавитном порядке и оформлены по действующему стандарту библиографического описания. Они дают и теоретическую основу, и нормативную базу для дальнейшей работы над темой.

Слайд 24. Спасибо за внимание!

Доклад: На этом мой доклад завершён. Мы прошли путь от источников загрязнения и приоритетных веществ до последствий и способов их предотвращения. Благодарю за внимание — готов ответить на ваши вопросы.