LUFTVERSCHMUTZUNG
jede unerwünschte Veränderung der Zusammensetzung der Erdatmosphäre infolge des Eintritts verschiedener Gase, Wasserdampf und fester Partikel (unter dem Einfluss natürlicher Prozesse oder infolge menschlicher Aktivitäten). Etwa 10 % der Schadstoffe gelangen durch natürliche Prozesse wie Vulkanausbrüche in die Atmosphäre, die mit Emissionen von Asche, pulverisierten Säuren, einschließlich Schwefelsäure, und vielen giftigen Gasen in die Atmosphäre einhergehen. Außerdem sind die Hauptquellen für Schwefel in der Atmosphäre Meerwasserspritzer und verwesende Pflanzenreste. Zu beachten sind auch Waldbrände, in deren Folge sich dichte Rauchwolken bilden, die große Flächen einhüllen, und Staubstürme. Bäume und Sträucher geben viele flüchtige organische Verbindungen (VOCs) ab, die einen blauen Schleier bilden, der den größten Teil der Blue Ridge Mountains in den Vereinigten Staaten bedeckt (übersetzt als "Blue Ridge"). In der Luft vorhandene Mikroorganismen (Pollen, Schimmelpilze, Bakterien, Viren) lösen bei vielen Menschen Allergieattacken und Infektionskrankheiten aus. Die restlichen 90 % der Schadstoffe sind anthropogenen Ursprungs. Ihre Hauptquellen sind: die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken (Rauchemissionen) und in Automotoren; industrielle Prozesse, die keine Brennstoffverbrennung beinhalten, aber zu atmosphärischem Stauben führen, beispielsweise aufgrund von Bodenerosion, Tagebau-Kohleabbau, Sprengung und Austritt von VOCs durch Ventile, Rohrverbindungen in Raffinerien und Chemieanlagen und aus Reaktoren; Lagerung von festen Abfällen; sowie eine Vielzahl von gemischten Quellen. Schadstoffe, die in die Atmosphäre gelangen, werden über weite Strecken von der Quelle transportiert und kehren dann in Form von festen Partikeln, Tröpfchen oder im Niederschlag gelösten chemischen Verbindungen an die Erdoberfläche zurück. Chemische Verbindungen, deren Quelle in Bodennähe liegt, vermischen sich schnell mit der Luft der unteren Atmosphäre (Troposphäre). Sie werden Primärschadstoffe genannt. Einige von ihnen reagieren chemisch mit anderen Schadstoffen oder mit den Hauptbestandteilen der Luft (Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf) zu sekundären Schadstoffen. Als Folge werden Phänomene wie photochemischer Smog, saurer Regen und die Bildung von Ozon in der Oberflächenschicht der Atmosphäre beobachtet. Die Energiequelle für diese Reaktionen ist die Sonnenstrahlung. Sekundäre Schadstoffe – in der Atmosphäre enthaltene photochemische Oxidantien und Säuren – stellen eine große Bedrohung für die menschliche Gesundheit und globale Umweltveränderungen dar.
GEFÄHRLICHE AUSWIRKUNGEN
Die Luftverschmutzung wirkt sich auf verschiedene Weise schädlich auf lebende Organismen aus: 1) durch die Abgabe von Aerosolpartikeln und giftigen Gasen in die Atemwege von Menschen und Tieren und in Pflanzenblätter; 2) Erhöhung des Säuregehalts der Niederschläge, was wiederum die Veränderung der chemischen Zusammensetzung von Böden und Wasser beeinflusst; 3) durch Stimulieren solcher chemischer Reaktionen in der Atmosphäre, die dazu führen, dass lebende Organismen länger schädlichen Sonnenstrahlen ausgesetzt sind; 4) die Zusammensetzung und Temperatur der Atmosphäre auf globaler Ebene zu verändern und damit ungünstige Bedingungen für das Überleben von Organismen zu schaffen.
Das menschliche Atmungssystem.Über das Atmungssystem gelangt Sauerstoff in den menschlichen Körper, der durch Hämoglobin (roter Farbstoff der Erythrozyten) zu lebenswichtigen Organen transportiert wird, und Abfallprodukte, insbesondere Kohlendioxid, werden ausgeschieden. Das Atmungssystem besteht aus Nasenhöhle, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und Lunge. In jeder gesunden Lunge gibt es etwa 5 Millionen Alveolen (Lungenbläschen), in denen ein Gasaustausch stattfindet. Sauerstoff gelangt aus den Alveolen in das Blut, und Kohlendioxid wird durch sie aus dem Blut entfernt und in die Luft freigesetzt. Das Atmungssystem verfügt über eine Reihe von Abwehrmechanismen gegen die Belastung durch Luftschadstoffe. Nasenhaare filtern große Partikel heraus. Die Schleimhaut der Nasenhöhle, des Kehlkopfes und der Luftröhre fängt kleine Partikel und einige schädliche Gase auf und löst sie auf. Gelangen Schadstoffe in die Atemwege, niest und hustet die Person. Auf diese Weise werden verschmutzte Luft und Schleim abgeführt. Darüber hinaus sind die oberen Atemwege mit Hunderten von dünnen Zilien aus Flimmerepithel ausgekleidet, die in ständiger Bewegung sind und Schleim zusammen mit Schmutz, der in die Atemwege gelangt ist, den Kehlkopf hinaufbefördern und entweder geschluckt oder entfernt werden. Ständige langfristige Exposition gegenüber Nebenprodukten von Tabakrauch und verschmutzter Luft führt zu Überlastung und Überfüllung der menschlichen Abwehrsysteme, was zur Entwicklung von Erkrankungen der Atemwege führt: allergisches Asthma, Lungenkrebs und Emphysem, chronische Bronchitis. Siehe auch ATMUNGSORGANE.
Saurer Niederschlag. Das Eindringen verschiedener Säuren in den Boden oder in Gewässer, wie z. B. Schwefelsäure (H2SO4) oder Salpetersäure (HNO3), als Folge von sauren Niederschlägen (abnormal saurer Regen und Schnee) schädigt lebende Organismen und trägt zur Zerstörung verschiedener Strukturen bei . Solche Phänomene werden häufig in Gebieten mit einer erheblichen Konzentration von Industrieunternehmen beobachtet, die fossile Brennstoffe verwenden. Die Schäden an Biota durch saure Niederschläge sind in Wäldern und Seen am stärksten ausgeprägt. Bestimmte Baumarten, insbesondere Kiefern, reagieren besonders empfindlich auf Änderungen des Säuregehalts des Bodens. Große Waldgebiete in Neuengland, Kanada und den skandinavischen Ländern sind stark vom sauren Regen betroffen. In einigen Fällen dienen Pflanzen als Indikatoren für solche Effekte: Die Blätter werden fleckig oder verfärben sich. Eine Säureüberlastung im Zusammenhang mit dem Abfluss im Frühjahr in Schmelzwasserseen und -flüsse kann für Fische und andere Wasserlebewesen schädlich sein. siehe auch
SÄUREREDUZIERUNG ;
UMWELTZERSTÖRUNG.
ZUSAMMENSETZUNG UND STRUKTUR DER ATMOSPHÄRE
Die Atmosphäre, oder „Ozean der Luft“, besteht aus den Gasen, die notwendig sind, um das Leben auf der Erde zu erhalten. Entsprechend seiner Höhe kann es in fünf Schichten oder Schalen unterteilt werden, die den Globus umgeben: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Ihre Grenzen werden durch starke Temperaturänderungen aufgrund von Unterschieden in der Absorption von Sonnenstrahlung bestimmt. Die Luftdichte ändert sich auch mit der Höhe. In den oberen Schichten der Atmosphäre ist die Luft kalt und verdünnt, und in der Nähe der Erdoberfläche ist sie aufgrund der Schwerkraft dichter. Die beiden unteren Schichten der Atmosphäre sind hauptsächlich belastet. Siehe auch ATMOSPHÄRE.
Troposphäre. Die Zusammensetzung und Struktur der unteren Schicht – der Troposphäre – wird durch die Strömung von Gasen aus der Erdkruste und das Vorhandensein von Leben auf der Erdoberfläche bestimmt. Die obere Grenze der Troposphäre liegt in Höhen von etwa 17 km über dem Meeresspiegel am Äquator und ca. 8 km an den Polen. Diese dünne Schicht enthält zwei wichtige gasförmige Komponenten, Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2), die 78 % bzw. 21 % des Volumens der Atmosphäre ausmachen. Der Stickstoffkreislauf in der Natur (Stickstoffkreislauf) spielt eine sehr wichtige Rolle in der Pflanzenernährung. Luftstickstoff wird durch in den Wurzelverdickungen von Leguminosen enthaltene Knöllchenbakterien unter Bildung zahlreicher organischer Verbindungen, insbesondere Proteine, gebunden. Danach zersetzen andere spezialisierte Bakterien im Prozess der Mineralisierung stickstoffreiche organische Rückstände und wandeln sie in einfachere anorganische Substanzen wie Ammoniak (NH4) um. Nitrifizierende Bakterien wandeln sie schließlich wieder in Stickoxide (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) um, die in die Atmosphäre zurückgeführt werden. Dann geht der Kreislauf weiter.
Siehe auch STICKSTOFF. Sauerstoff wird während der pflanzlichen Photosynthese produziert und wiederum von Mikro- und Makroorganismen während der Atmung verwendet, wobei das Nebenprodukt Kohlendioxid ist.
siehe auch
KOHLENSTOFFZYKLUS;
PHOTOSYNTHESE. Neben Stickstoff und Sauerstoff enthält die Atmosphäre Argon (Ar - 0,93 %) und Kohlendioxid (CO2 - 0,036 %) sowie vernachlässigbare Mengen an Neon (Ne), Helium (He), Methan (CH4), Krypton ( Kr ), Wasserstoff (H2), Xenon (Xe) und anthropogene Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW). Quelle und notwendiger Bestandteil des Lebens auf der Erde, der insbesondere zur Aufrechterhaltung der Oberflächentemperatur beiträgt, ist Wasserdampf (H2O), der hauptsächlich durch Wasserverdunstung von der Meeresoberfläche in die Troposphäre gelangt. Sein Gehalt in der Atmosphäre variiert stark je nach Jahreszeit und geografischer Lage. Für lebende Organismen, die hauptsächlich aus organischen Verbindungen von Kohlenstoff mit Wasserstoff und Sauerstoff bestehen, spielen Sauerstoff, Wasser und Kohlendioxid eine primäre Rolle. Wasser und Kohlendioxid sind aufgrund ihrer Fähigkeit, Sonnenstrahlung zu absorbieren, für die Erwärmung der Erdoberfläche unerlässlich.
Stratosphäre. Direkt über der Troposphäre in Höhen von 18 bis 48 km über der Erdoberfläche befindet sich die Stratosphäre. Obwohl diese Schalen in ihrer Zusammensetzung sehr ähnlich sind, ist der Wasserdampfgehalt in der Stratosphäre etwa 1000-mal geringer und der Ozongehalt etwa 1000-mal höher als in der Troposphäre. Ozon entsteht in der Stratosphäre durch die Wechselwirkung von Sauerstoffmolekülen bei Blitzentladungen und UV-Strahlung der Sonne. Die Zusammensetzung der Luftschadstoffe hat sich nach dem Zweiten Weltkrieg stark verändert. In den 1950er Jahren wurde Kohle durch Dieselkraftstoff und bald durch Erdgas ersetzt. Bis zum Jahr 2000 wurden die meisten Häuser mit Erdgas beheizt, dem saubersten aller fossilen Brennstoffe. Andererseits begannen die beim Betrieb von Verbrennungsmotoren entstehenden Abgase die Atmosphäre immer mehr zu verschmutzen.
HAUPTSCHADSTOFFE
Schwefeldioxid oder Schwefeldioxid (schwefelhaltiges Gas). Schwefel gelangt durch viele natürliche Prozesse in die Atmosphäre, darunter die Verdunstung von Meerwasserspray, die Ausbreitung schwefelhaltiger Böden in Trockengebieten, die Emission von Gasen bei Vulkanausbrüchen und die Freisetzung von biogenem Schwefelwasserstoff (H2S).
Siehe auch SCHWEFEL. Die am weitesten verbreitete Schwefelverbindung ist Schwefeldioxid (SO2) – ein farbloses Gas, das bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe (hauptsächlich Kohle- und Schwerölfraktionen) sowie bei verschiedenen industriellen Prozessen, wie dem Verhütten von Sulfiderzen, entsteht. Schwefeldioxid ist besonders schädlich für Bäume und verursacht Chlorose (Vergilbung oder Verfärbung der Blätter) und Zwergwuchs. Beim Menschen reizt dieses Gas die oberen Atemwege, da es sich leicht im Schleim des Kehlkopfes und der Luftröhre auflöst. Eine chronische Exposition gegenüber Schwefeldioxid kann eine Atemwegserkrankung ähnlich einer Bronchitis verursachen. Dieses Gas verursacht an sich keine nennenswerten Gesundheitsschäden, aber in der Atmosphäre reagiert es mit Wasserdampf zu einem sekundären Schadstoff - Schwefelsäure (H2SO4). Säuretropfen werden über beträchtliche Entfernungen transportiert und zerstören diese schwer, wenn sie in die Lunge gelangen. Die gefährlichste Form der Luftverschmutzung wird bei der Reaktion von Schwefeldioxid mit Schwebeteilchen beobachtet, begleitet von der Bildung von Schwefelsäuresalzen, die beim Atmen in die Lunge eindringen und sich dort absetzen.
Kohlenmonoxid , oder Kohlenmonoxid, ist ein hochgiftiges, farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Es entsteht bei der unvollständigen Verbrennung von Holz, fossilen Brennstoffen und Tabak, bei der Verbrennung fester Abfälle und der teilweisen anaeroben Zersetzung organischer Stoffe. Etwa 50 % des Kohlenmonoxids wird im Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten produziert, hauptsächlich als Ergebnis der Verbrennungsmotoren von Autos. In einem geschlossenen Raum (z. B. in einer Garage), der mit Kohlenmonoxid gefüllt ist, nimmt die Fähigkeit von Erythrozyten-Hämoglobin ab, Sauerstoff zu transportieren, was die Reaktionen einer Person verlangsamt, die Wahrnehmung schwächt, Kopfschmerzen, Schläfrigkeit und Übelkeit auftreten. Der Kontakt mit großen Mengen Kohlenmonoxid kann zu Ohnmacht, Koma und sogar zum Tod führen. Siehe auch KOHLENSTOFF. Schwebeteilchen, einschließlich Staub, Ruß, Pollen und Pflanzensporen usw., variieren stark in Größe und Zusammensetzung. Sie können entweder direkt in der Luft enthalten sein oder in Tröpfchen, die in der Luft schweben (sogenannte Aerosole), eingeschlossen sein. Allgemein ca. 100 Millionen Tonnen anthropogene Aerosole. Dies ist etwa 100-mal weniger als die Menge natürlich vorkommender Aerosole – Vulkanasche, vom Wind verwehter Staub und Meerwasserspray. Ungefähr 50% der anthropogenen Partikel werden durch unvollständige Verbrennung von Kraftstoff in Transportmitteln, Fabriken, Fabriken und Wärmekraftwerken in die Luft freigesetzt. Laut Weltgesundheitsorganisation atmen 70 % der Stadtbewohner in Entwicklungsländern stark verschmutzte Luft ein, die viele Aerosole enthält. Aerosole sind oft die offensichtlichste Form der Luftverschmutzung, da sie die Sicht beeinträchtigen und schmutzige Spuren auf lackierten Oberflächen, Stoffen, Pflanzen und anderen Gegenständen hinterlassen. Größere Partikel werden vor allem in den Haaren und Schleimhäuten von Nase und Kehlkopf eingefangen und dann ausgetragen. Es wird davon ausgegangen, dass Partikel kleiner als 10 Mikrometer am gefährlichsten für die menschliche Gesundheit sind; Sie sind so klein, dass sie die Schutzbarrieren des Körpers in die Lunge durchdringen, das Gewebe der Atmungsorgane schädigen und zur Entwicklung chronischer Atemwegserkrankungen und Krebs beitragen. Tabakrauch und Asbestfasern, die in der Stadtluft und in Innenräumen enthalten sind, gelten ebenfalls als am stärksten krebserregend und daher sehr gesundheitsgefährdend. Andere Arten der Aerosolbelastung erschweren den Verlauf von Bronchitis und Asthma und lösen allergische Reaktionen aus. Die Ansammlung einer bestimmten Menge kleiner Partikel im Körper erschwert das Atmen durch Verstopfung der Kapillaren und ständige Reizung der Atemwege. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind giftige Dämpfe in der Atmosphäre. Sie sind die Quelle vieler Probleme, einschließlich Mutationen, Atemwegserkrankungen und Krebs, und spielen außerdem eine wichtige Rolle bei der Bildung von photochemischen Oxidantien.
Die größte natürliche Quelle von VOCs sind
Anlagen, die jährlich etwa 350 Millionen Tonnen Isopren (C5H8) und 450 Millionen Tonnen Terpene (C10H16) produzieren. Ein weiteres VOC ist Methangas (CH4), das sich in Gebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit (wie Sümpfen oder Reisplantagen) bildet und auch von Bakterien im Magen von Termiten und Wiederkäuern produziert wird. In der Atmosphäre werden VOCs normalerweise zu Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) Oxiden oxidiert. Darüber hinaus geben anthropogene Quellen viele giftige synthetische organische Substanzen in die Atmosphäre ab, wie Benzol, Chloroform, Formaldehyd, Phenole, Toluol, Trichlorethan und Vinylchlorid. Der Hauptteil dieser Verbindungen gelangt bei der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in Autokraftstoffen, in Wärmekraftwerken, Chemie- und Ölraffinerien in die Luft.
Stickstoffdioxid. Oxid (NO) und Dioxid (NO2) von Stickstoff entstehen bei der Verbrennung von Kraftstoff bei sehr hohen Temperaturen (über 650 ° C) und einem Sauerstoffüberschuss. Außerdem werden diese Stoffe bei der Oxidation stickstoffhaltiger Verbindungen in Wasser oder Boden durch Bakterien freigesetzt. Später wird Stickoxid in der Atmosphäre zu gasförmigem rotbraunem Kohlendioxid oxidiert, das in der Atmosphäre der meisten Großstädte deutlich sichtbar ist. Die Hauptquellen von Stickstoffdioxid in Städten sind Autoabgase und Emissionen aus Wärmekraftwerken (nicht nur mit fossilen Brennstoffen). Außerdem entsteht bei der Verbrennung von festen Abfällen Stickstoffdioxid, da dieser Vorgang bei hohen Verbrennungstemperaturen stattfindet. NO2 spielt auch eine wichtige Rolle bei der Bildung von photochemischem Smog in der Oberflächenschicht der Atmosphäre. In signifikanten Konzentrationen hat Stickstoffdioxid einen scharfen süßlichen Geruch. Im Gegensatz zu Schwefeldioxid reizt es die unteren Atemwege, insbesondere das Lungengewebe, und verschlechtert dadurch den Zustand von Menschen, die an Asthma, chronischer Bronchitis und Lungenemphysem leiden. Stickstoffdioxid erhöht die Anfälligkeit für akute Atemwegserkrankungen wie Lungenentzündung. Die photochemischen Oxidationsmittel Ozon (O3), Peroxoacetylnitrat (PAN) und Formaldehyd sind Produkte sekundärer Luftverschmutzung durch chemische Reaktionen unter dem Einfluss von Sonnenstrahlung. Ozon entsteht, wenn entweder ein Sauerstoffmolekül (O2) oder Stickstoffdioxid (NO2) zu atomarem Sauerstoff (O) zerfällt, der sich dann an ein anderes Sauerstoffmolekül anlagert. Bei diesem Prozess handelt es sich um Kohlenwasserstoffe, die das Stickoxidmolekül mit anderen Stoffen verbinden. So entsteht beispielsweise PAN. Während Ozon in der Stratosphäre als Schutzschild, das kurzwellige ultraviolette Strahlung absorbiert (siehe unten), eine wichtige Rolle spielt, zerstört es in der Troposphäre als starkes Oxidationsmittel Pflanzen, Baumaterialien, Gummi und Kunststoffe. Ozon hat einen charakteristischen Geruch, der auf photochemischen Smog hinweist. Das Einatmen beim Menschen verursacht Husten, Schmerzen in der Brust, schnelles Atmen und Reizungen der Augen, der Nasenhöhle und des Kehlkopfs. Die Exposition gegenüber Ozon verschlechtert auch den Zustand von Patienten mit chronischem Asthma, Bronchitis, Lungenemphysem und Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
GLOBALE LUFTVERSCHMUTZUNGSPROBLEME
Zwei globale Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit und den Wohlstand der Menschheit und anderer Lebensformen dar: Ungewöhnlich hohe Werte der ultravioletten Strahlung der Sonne, die aufgrund eines Rückgangs des Ozongehalts an die Erdoberfläche gelangen in der Stratosphäre und Klimawandel (globale Erwärmung) verursacht durch in die Atmosphäre einer großen Anzahl von sogenannten. Treibhausgase. Beide Probleme sind eng miteinander verknüpft, da sie vom Eintrag fast derselben Gase anthropogenen Ursprungs in die Atmosphäre abhängen. Beispielsweise tragen fluorchlorhaltige Freone (Fluorchlorkohlenwasserstoffe) zur Zerstörung der Ozonschicht bei und spielen eine wichtige Rolle beim Auftreten des Treibhauseffekts. Siehe auch METEOROLOGIE UND KLIMATOLOGIE. Verschwinden der Ozon-Schicht. Ozon in der Stratosphäre konzentriert sich hauptsächlich in Höhen von 20 bis 25 km. Ozon absorbiert 99 % der für alle Lebewesen gefährlichen kurzwelligen Strahlung der Sonne und schützt die Erdoberfläche und die Troposphäre davor, schützt die Menschen vor Sonnenbrand, Haut- und Augenkrebs, grauem Star und so weiter. Außerdem verhindert es, dass sich der größte Teil des troposphärischen Sauerstoffs in Ozon umwandelt. Neben der Bildung von Ozon in der Atmosphäre findet der umgekehrte Prozess seines Zerfalls statt, der auch bei der Absorption von ultravioletter Sonnenstrahlung auftritt. Auch Wasserstoffoxide (HOx), Methan (CH4), gasförmiger Wasserstoff (H2) und Stickoxide (NOx) in der Atmosphäre können das stratosphärische Ozon abbauen. Ohne anthropogenen Einfluss besteht ein gewisses Gleichgewicht zwischen Bildung und Zerfall von Ozonmolekülen. Die globale chemische Zeitbombe sind künstliche Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die dazu beitragen, die durchschnittliche Ozonkonzentration in der Troposphäre zu reduzieren. Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die erstmals 1928 synthetisiert wurden und als Freone oder Freone bekannt sind, wurden in den 1940er Jahren zu einem Wunderwerk der Chemie. Chemisch inert, ungiftig, geruchlos, nicht brennbar, nicht korrosiv gegenüber Metallen und Legierungen und kostengünstig in der Herstellung, gewannen sie schnell an Popularität und wurden weithin als Kältemittel verwendet. Quellen für Fluorchlorkohlenwasserstoffe in der Atmosphäre sind Aerosoldosen, beschädigte Kühlschränke und Klimaanlagen. Es ist offensichtlich, dass Freonmoleküle zu träge sind und in der Troposphäre nicht zerfallen, sondern langsam aufsteigen und nach 10-20 Jahren in die Stratosphäre gelangen. Dort zerstört die UV-Strahlung der Sonne die Moleküle dieser Stoffe (sogenannter photolytischer Zersetzungsprozess), wodurch das Chloratom freigesetzt wird. Es reagiert mit Ozon zu atomarem Sauerstoff (O) und einem Sauerstoffmolekül (O2). Chloroxid (Cl2O) ist instabil und reagiert mit einem freien Sauerstoffatom zu einem Sauerstoffmolekül und einem freien Chloratom. Daher kann ein einzelnes Chloratom, das einmal durch den Zerfall eines Chlorfluorkohlenstoffs entstanden ist, Tausende von Ozonmolekülen zerstören. Bedingt durch jahreszeitlich bedingte Abnahmen der Ozonkonzentration (sog. Ozonlöcher), die insbesondere über der Antarktis und in geringerem Maße über anderen Regionen beobachtet wurden, ist die für eine lebende Zelle gefährliche kurzwellige UV-Strahlung der Sonne , kann bis zur Erdoberfläche vordringen. Prognosen zufolge werden erhöhte Dosen ultravioletter Strahlung zu einer Zunahme der Zahl der Opfer von Sonnenbrand sowie zu einer Zunahme der Inzidenz von Hautkrebs führen (dieser Trend wird bereits in Australien, Neuseeland, Südafrika, Argentinien und Australien beobachtet). Chile), Katarakte am Auge usw.
Siehe auch UMWELTZERSTÖRUNG. 1978 verbot die US-Regierung die Verwendung von FCKW als Aerosolsprays. 1987 hielten Vertreter der Regierungen von 36 Ländern ein Sondertreffen in Montreal ab und einigten sich auf einen Plan (Montreal-Protokoll), um die Emissionen von Fluorchlorkohlenwasserstoffen in die Atmosphäre im Zeitraum von 1989 bis 2000 um etwa 35 % zu reduzieren. Bei einem zweiten Treffen in Angesichts der wachsenden Besorgnis über den Ozonschutz in Kopenhagen im Jahr 1992 einigten sich Vertreter einer Reihe von Ländern darauf, dass es in Zukunft notwendig ist, die Produktion von Halonen (einer Klasse von Fluorkohlenwasserstoffen, die Bromatome enthalten) bis Januar einzustellen 1, 1994, und Chlorfluorkohlenwasserstoffe und Hydrobromfluorkohlenwasserstoffe (Halon-Ersatzstoffe) – bis zum 1. Januar 1996; den Verbrauch von teilhalogenierten Fluorchlorkohlenwasserstoffen auf dem Niveau von 1991 bis 1996 einzufrieren und ihre Verwendung bis 2030 vollständig einzustellen. Es wurde auch festgestellt, dass die meisten der zuvor gesetzten Ziele erreicht wurden.
Treibhauseffekt. 1896 schlug der schwedische Chemiker Svante Arrhenius erstmals die Erwärmung der Atmosphäre und der Erdoberfläche als Folge des Treibhauseffekts vor. Sonnenenergie gelangt in Form von kurzwelliger Strahlung in die Erdatmosphäre. Ein Teil davon wird in den Weltraum reflektiert, der andere wird von Luftmolekülen absorbiert und erwärmt diese und etwa die Hälfte erreicht die Erdoberfläche. Die Erdoberfläche erwärmt sich und gibt langwellige Strahlung ab, die weniger Energie hat als kurzwellige Strahlung, die dann die Atmosphäre durchdringt und teilweise im Weltraum verloren geht, während der größte Teil von der Atmosphäre absorbiert und absorbiert wird zurück auf die Erdoberfläche reflektiert. Dieser Prozess der sekundären Strahlungsreflexion ist möglich, weil in der Luft, wenn auch in geringen Konzentrationen, Verunreinigungen aus vielen Gasen (den sogenannten Treibhausgasen) sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs vorhanden sind. Sie lassen kurzwellige Strahlung durch, absorbieren oder reflektieren jedoch langwellige Strahlung. Die zurückgehaltene Menge an Wärmeenergie hängt von der Konzentration der Treibhausgase und ihrer Verweildauer in der Atmosphäre ab. Die wichtigsten Treibhausgase sind Wasserdampf, Kohlendioxid, Ozon, Methan, Lachgas und Fluorchlorkohlenwasserstoffe. Der wichtigste unter ihnen ist zweifellos Wasserdampf, und auch der Beitrag von Kohlendioxid ist erheblich. 90 % des jährlich in die Atmosphäre freigesetzten Kohlendioxids entstehen bei der Atmung (Oxidation organischer Verbindungen durch pflanzliche und tierische Zellen). Diese Aufnahme wird jedoch durch den Verbrauch durch grüne Pflanzen im Prozess der Photosynthese kompensiert. Siehe auch PHOTOSYNTHESE. Die durchschnittliche Kohlendioxidkonzentration in der Troposphäre aufgrund menschlicher Aktivitäten steigt jährlich um etwa 0,4 %. Basierend auf Computersimulationen wurde eine Prognose erstellt, wonach es durch eine Erhöhung des Gehalts an Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen in der Troposphäre zwangsläufig zu einer globalen Erwärmung kommen wird. Wenn es gerechtfertigt ist und die durchschnittliche Lufttemperatur auf der Erde nur um wenige Grad ansteigt, können die Folgen katastrophal sein: Klima und Wetter ändern sich, die Bedingungen für den Anbau von Pflanzen, einschließlich Ernten, werden erheblich gestört, Dürren werden häufiger , Gletscher und Eisschilde beginnen zu schmelzen, was wiederum zu einem Anstieg des Weltmeerspiegels und einer Überschwemmung des Küstentieflandes führen wird. Wissenschaftler haben berechnet, dass zur Stabilisierung des Planetenklimas eine Verringerung der Treibhausgasemissionen um 60 % (bezogen auf das Niveau von 1990) erforderlich ist. Im Juni 1992 unterzeichneten Delegierte aus 160 Ländern auf der UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro die Konvention über Klimaänderungen, die zu weiteren Anstrengungen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen ermutigte und sich das Ziel setzte, ihren Eintritt bis 2000 zu stabilisieren die Atmosphäre auf dem Niveau von 1990.
siehe auch
KLIMA;
UMWELTZERSTÖRUNG.
INNENRAUMLUFTVERSCHMUTZUNG
Luftverschmutzung in Innenräumen ist die Hauptursache für Krebs. Die Hauptquellen dieser Verschmutzung sind Radon, Produkte unvollständiger Verbrennung und die Verdunstung von Chemikalien.
Radon. Es wird angenommen, dass Radonbelastung die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs ist. Dies tritt hauptsächlich in Häusern auf, die auf lockeren Sedimenten oder Grundgestein gebaut wurden, das mit uranhaltigen Mineralien angereichert ist. Radongas - ein Produkt des radioaktiven Zerfalls von Uran - dringt in das Haus ein und sickert aus dem Boden. Die Lösung dieses Problems hängt weitgehend von der Art der Gebäudestrukturen ab. Darüber hinaus trägt die Verbesserung der Umweltsituation zur Belüftung von Gebäuden bei, wie z. B. Lüftungsfenster von Fundamenten. Lüftungsrohre, die in den Sockel des Fundaments eingeführt werden, können Radon direkt aus dem Boden nach außen in die Atmosphäre transportieren.
Produkte unvollständiger Verbrennung. Die unvollständige Verbrennung von Brennstoffen in Öfen, Kaminen und anderen Heizgeräten sowie das Rauchen erzeugen krebserregende Chemikalien wie Kohlenwasserstoffe. In Haushalten ist Kohlenmonoxid ein großes Problem, da es farb-, geruch- und geschmacklos ist und daher sehr schwer zu erkennen ist. Zweifellos ist der wichtigste und sehr heimtückische Luftschadstoff in Innenräumen und daher sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit der Zigarettenrauch, der Lungenkrebs und viele andere Atemwegs- und Herzerkrankungen verursacht. Auch Nichtraucher, die sich mit Rauchern (sogenannten Passivrauchern) im selben Raum aufhalten, setzen sich einer großen Gefahr aus.
Isolierung von Chemikalien. Mottenkugeln, Bleichmittel, Farben, Schuhcreme, verschiedene Reinigungsmittel, Deodorants sind nur einige der vielen Chemikalien, denen jeder Mensch (insbesondere Industriearbeiter) fast täglich ausgesetzt ist und die Karzinogene freisetzen. Beispielsweise verdunsten Kunststoffe, synthetische Fasern und Reinigungsmittel Benzol, während Schaumstoffisolierungen, Sperrholz und Spanplatten Formaldehydquellen sind. Solche Emissionen können Kopfschmerzen, Schwindel und Übelkeit verursachen.
Asbest. Das Einatmen von Asbestfasern verursacht eine fortschreitende, unheilbare Lungenerkrankung namens Asbestose. Dieses Problem ist besonders relevant für Eigentümer von Häusern, die vor 1972 gebaut wurden. Die Tatsache, dass Asbest als Brandschutz- oder Wärmedämmmaterial in solchen Gebäuden verwendet wird, stellt nicht unbedingt ein Gesundheitsrisiko dar. Der Zustand asbesthaltiger Bauwerke ist äußerst wichtig.
LITERATUR
Dazenko I.I. Luftumwelt und Gesundheit. Lemberg, 1981 Budyko M.I., Golitsyn G.S., Israel Yu.A. Globale Klimakatastrophen. M., 1986 Pinigin M.A. Atmosphärischer Luftschutz. M., 1989 Bezuglaya E.Yu. Was Industriestadt atmet. L., 1991 Alexandrov E.L., Israel Yu.A., Karol I.L., Khrgian L.Kh. Ozonschild der Erde und seine Veränderungen. St. Petersburg, 1992 Klima, Wetter, Ökologie von Moskau. Sankt Petersburg, 1995

Collier Enzyklopädie. - Offene Gesellschaft. 2000 .

Eines der größten globalen Probleme ist die Luftverschmutzung der Erde. Die Gefahr besteht nicht nur darin, dass die Menschen einen Mangel an sauberer Luft erleben, sondern auch, dass die Luftverschmutzung zu einem Klimawandel auf dem Planeten führt.

Ursachen der Luftverschmutzung

Verschiedene Elemente und Substanzen gelangen in die Atmosphäre, die die Zusammensetzung und Konzentration der Luft verändern. Folgende Quellen tragen zur Luftverschmutzung bei:

• Emissionen und Aktivitäten von Industrieanlagen;
• Autoabgase;
• radioaktive Gegenstände;
• Landwirtschaft;
• Haushalt u.

Bei der Verbrennung von Brennstoffen, Abfällen und anderen Stoffen gelangen Verbrennungsprodukte in die Luft, die den Zustand der Atmosphäre erheblich verschlechtern. Auch der auf der Baustelle entstehende Staub belastet die Luft. In Wärmekraftwerken wird Brennstoff verbrannt, und eine erhebliche Konzentration von Elementen, die die Atmosphäre verschmutzen, wird freigesetzt. Je mehr Erfindungen die Menschheit macht, desto mehr Quellen der Luftverschmutzung und der Biosphäre als Ganzes treten in Erscheinung.

Folgen der Luftverschmutzung

Bei der Verbrennung verschiedener Brennstoffe wird Kohlendioxid in die Luft freigesetzt. Zusammen mit anderen Treibhausgasen führt es zu einem so gefährlichen Phänomen auf unserem Planeten wie. Dies führt zur Zerstörung der Ozonschicht, die wiederum unseren Planeten vor der intensiven Einwirkung ultravioletter Strahlen schützt. All dies führt zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel des Planeten.

Eine der Folgen der Ansammlung von Kohlendioxid und der globalen Erwärmung ist das Abschmelzen von Gletschern. Dadurch steigt der Wasserspiegel des Weltozeans, und in Zukunft können Inseln und Küstenzonen der Kontinente überflutet werden. Überschwemmungen werden in einigen Gebieten ein ständiges Ereignis sein. Pflanzen, Tiere und Menschen werden sterben.

Durch die Verschmutzung der Luft fallen verschiedene Elemente in Form von zu Boden. Diese Sedimente gelangen in Gewässer, verändern die Zusammensetzung des Wassers und führen zum Absterben von Flora und Fauna in Flüssen und Seen.

Heute ist die Luftverschmutzung in vielen Städten ein lokales Problem, das sich zu einem globalen entwickelt hat. Es ist schwierig, einen Ort auf der Welt zu finden, an dem es noch saubere Luft gibt. Neben den negativen Auswirkungen auf die Umwelt führt die Luftverschmutzung zu Krankheiten beim Menschen, die sich zu chronischen entwickeln und die Lebenserwartung der Bevölkerung verringern.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sterben jedes Jahr etwa zwei Millionen Menschen an den Folgen verschmutzter Luft. Luftverschmutzung ist nicht nur für Menschen, die im Smog überfüllter Städte leben, ein großes Problem: Durch Faktoren wie globale Erwärmung und Ozonabbau hat sie das Potenzial, uns alle zu betreffen.

Luft lässt unseren lebendigen Planeten atmen. Luft ist ein Gasgemisch, das die Atmosphäre erfüllt und Pflanzen und Tieren Leben einhaucht. Luft besteht fast ausschließlich aus zwei Gasen (78 % Stickstoff und 21 % Sauerstoff), wobei einige andere Gase (wie Kohlendioxid und Argon) in sehr geringen Mengen vorhanden sind. Wir können den ganzen Tag über normale Luft ohne negative Auswirkungen atmen, also können wir diese Tatsache nutzen, um die Luftverschmutzung zu bestimmen.

Luftverschmutzung ist ein Gas (oder eine Flüssigkeit oder ein Feststoff, das in normaler Luft verteilt ist) in ausreichender Menge, um die Gesundheit von Menschen, Tieren, Pflanzen zu schädigen oder zu töten, das Wachstum zu betäuben, andere Aspekte der Umwelt zu schädigen oder zu stören (z. B. die Zerstörung von Gebäuden). , oder andere ungünstige Erscheinungen (begrenzte Sicht, unangenehmer Geruch) hervorrufen.

Wie bei Wasser- und Bodenverschmutzung ist es die Menge (oder Konzentration) von Chemikalien in der Luft, die den Unterschied zwischen "harmloser Luft" und "verschmutzter" Luft ausmacht. Kohlendioxid (CO2) zum Beispiel ist in der Luft um Sie herum in einer typischen Konzentration von weniger als 0,05 % vorhanden, und das Einatmen verursacht normalerweise keinen Schaden (Sie atmen es den ganzen Tag ein), aber Luft mit extrem hohen Konzentrationen Kohlendioxid (z. B. 5-10 %) ist giftig und kann Sie innerhalb von Minuten töten.

Da die Erdatmosphäre sehr turbulent ist, leben viele von uns in windigen Ländern, in denen sich die Luftverschmutzung ziemlich schnell auflöst. In weniger aufgeklärten Zeiten glaubte man, wenn sie hohe Schornsteine ​​bauten, würde der Wind ihren Rauch zerstreuen und Luftverschmutzung wäre kein Problem. Das Problem ist jedoch, dass es auf der Erde viel weniger Platz gibt als wir denken und die Umweltverschmutzung nicht immer verschwindet.

Natürliche Luftverschmutzung

Wenn wir an Luftverschmutzung denken, neigen wir zu der Annahme, dass es sich um ein Problem handelt, das Menschen aus Unwissenheit oder Dummheit verursachen. Das stimmt sicherlich, aber nur gelegentlich. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass einige Arten von Luftverschmutzung natürlich vorkommen. Waldbrände, Vulkanausbrüche und Gase, die durch den radioaktiven Zerfall von Gestein im Erdinneren freigesetzt werden, sind nur drei Beispiele für natürliche Luftverschmutzung, die äußerst verheerende Auswirkungen auf Mensch und Erde hat.

Waldbrände (die oft auf natürliche Weise entstehen) können riesige Rauchschwaden erzeugen, die sich kilometerweit über benachbarte Städte, Länder und Kontinente ausbreiten. Riesige Vulkanausbrüche können so viel Staub in die Atmosphäre schleudern, dass sie eine beträchtliche Menge Sonnenlicht blockieren und den Planeten für ein Jahr oder länger abkühlen lassen. Radioaktives Gestein kann, wenn es zerfällt, eine Quelle von Radongas sein, das sich in den Kellern von Gebäuden ansammeln und schwerwiegende negative Folgen für die menschliche Gesundheit haben kann.

All dies sind Beispiele für schwere Luftverschmutzung, die ohne menschliches Eingreifen auftritt, obwohl wir uns an die natürliche Luftverschmutzung anpassen können und nicht versuchen können, sie zu reduzieren oder zu stoppen. Für den Rest dieses Artikels werden wir nur die „unnatürlichen“ Arten der Verschmutzung betrachten: die Probleme, die Menschen verursachen, und diejenigen, die wir lösen können.

Top 10 der Gase in der Luftverschmutzung

Jedes Gas kann als Umweltschadstoff eingestuft werden, wenn seine Konzentration hohe Schadwerte erreicht hat. Theoretisch bedeutet dies, dass es Dutzende verschiedener Schadgase gibt. In der Praxis bereiten etwa ein Dutzend verschiedene Substanzen die größte Sorge:

Was sind die Ursachen der Luftverschmutzung?

Alle Prozesse, bei denen Dinge verbrannt werden, Haushalts- und Industriechemikalien (Substanzen, die chemische Reaktionen hervorrufen und dabei giftige Gase freisetzen können) oder große Mengen Staub entstehen, können Luftverschmutzung verursachen. Vor einigen Jahrhunderten war die Ursache für die meisten Luftverschmutzungen leicht zu bestimmen: Es waren schmutzige Fabriken sowie die industrielle Revolution. Heute, mit strengeren Luftverschmutzungsgesetzen und einem gestiegenen öffentlichen Umweltbewusstsein, ist dies viel schwieriger, wenn auch nicht unmöglich.

Woher kommt dann die moderne Luftverschmutzung? Der mit Abstand größte Übeltäter ist der Transport, obwohl Anlagen und Fabrikkapazitäten weiterhin einen erheblichen Beitrag leisten. Schauen wir uns nun die drei Hauptquellen der Luftverschmutzung genauer an.

Motortransport

Heute gibt es etwa eine halbe Milliarde Autos auf den Straßen, durchschnittlich eines für zwei Personen. Fast alle werden mit Benzin- und Dieselmotoren betrieben, die Öl verbrennen, um Energie freizusetzen. Öl besteht aus Kohlenwasserstoffen (große Moleküle bestehen aus Wasserstoff und Kohlenstoff), und theoretisch sollten bei der Verbrennung mit genügend Sauerstoff harmlose Substanzen wie Kohlendioxid und Wasser entstehen. Aber in der Praxis sind Kraftstoffe keine reinen Kohlenwasserstoffe. Motoremissionen enthalten daher eine Vielzahl von Schadstoffen, insbesondere Feinstaub (Ruß unterschiedlicher Größe), Kohlenmonoxid (CO, Giftgas), Stickoxide (NOx), flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie Blei und produzieren indirekt Ozon. Mischen Sie diese schädliche Mischung und aktivieren Sie sie mit Sonnenlicht, und Sie erhalten einen mal bräunlichen, mal bläulichen Nebel (Smog), der tagelang über Städten liegen kann.

SMOG

Smog (eine Kombination der Wörter Rauch und Nebel) entsteht, wenn Sonnenlicht auf eine Mischung aus Schadgasen wie Schwefel- und Stickstoffoxiden, unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid einwirkt, weshalb er manchmal als photochemischer Smog bezeichnet wird (weil die Chemikalie Reaktionen werden durch die Energie des Lichts verursacht). Einer der schädlichsten Bestandteile von Smog ist Ozon, das schwere Atembeschwerden und sogar den Tod verursachen kann. Wenn Smog reich an Ozon ist, neigt er zu einer bläulichen Farbe. Sonst wird es braun.

Während sich Smog in jeder Stadt bilden kann, ist dieses Problem besonders an Orten wie Los Angeles relevant, wo das lokale Klima (beeinflusst durch das Meer und die nahen Berge) regelmäßig Temperaturinversionen verursacht. Generell gilt: Luft wird kälter, je höher sie aufsteigt, und bei einer Temperaturinversion passiert das Gegenteil: Warme Luft befindet sich oben und kalte Luft näher am Boden. Vor allem aufgrund des starken Verkehrs leiden viele der verkehrsreichsten Städte der Welt, darunter Athen, Peking, Mexiko-Stadt, Mailand und Tokio, unter Smog.

Kraftwerke

Erneuerbare Energiequellen wie Sonnenkollektoren und Windturbinen helfen uns, jedes Jahr einen Teil unserer Energie zu gewinnen, aber die überwiegende Mehrheit der Elektrizität (z. B. etwa 70 Prozent in den Vereinigten Staaten) wird immer noch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Gas erzeugt , und Öl, hauptsächlich in konventionellen Kraftwerken. Genau wie Automotoren sollten Kraftwerke theoretisch Kohlendioxid und Wasser produzieren, aber in der Praxis produzieren Kraftwerke eine Reihe von Schadstoffen wie Schwefeldioxid, Stickoxide und Feinstaub. Sie setzen auch riesige Mengen Kohlendioxid frei, das die Hauptursache für die globale Erwärmung und den Klimawandel ist, da es aufsteigt und sich in der Atmosphäre ansammelt.

Industrieanlagen und Fabriken

Industrieanlagen, die Metalle wie Aluminium und Stahl produzieren, Öl raffinieren, Zement herstellen, Kunststoffe synthetisieren oder andere Chemikalien herstellen, gehören zu den Quellen der Luftverschmutzung. Die meisten Fabriken verschmutzen die Luft kontinuierlich über einen langen Zeitraum mit geringen Mengen an Schadstoffen, und die Auswirkungen der Verschmutzung sind kumulativ. Manchmal stoßen Industrieanlagen in sehr kurzer Zeit riesige Mengen an Schadstoffen aus.

Andere Ursachen der Luftverschmutzung

Trotz Verkehrsemissionen verursachen Kraftwerke, Industrie- und Chemieanlagen den Großteil der menschengemachten Luftverschmutzung. Viele andere Faktoren tragen ebenfalls zu diesem Problem bei. In einigen Teilen der Welt verlassen sich die Menschen immer noch auf die Verbrennung von Holz als Brennstoff zum Kochen und Heizen, was zu einer Luftverschmutzung in Innenräumen führt, die die Gesundheit der Bewohner ernsthaft schädigen kann (Solaröfen sind eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen). In manchen Gegenden wird Müll verbrannt statt recycelt oder deponiert, was ebenfalls zu erheblicher Luftverschmutzung führen kann.

Welche Folgen hat die Luftverschmutzung?

Luftverschmutzung kann die Gesundheit von Mensch und Tier beeinträchtigen, Pflanzen schädigen oder deren Wachstum stoppen und unsere Welt auf viele andere Arten unangenehm und unattraktiv machen.

Menschliche Gesundheit

Manchmal ist der Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und menschlicher Gesundheit klar, wie in London im Jahr 1952, als Smog, der durch das Verbrennen von Kohle in Haushaltsöfen und Kohlekraftwerken verursacht wurde, etwa 4.000 Menschen tötete. In anderen Fällen ist diese Beziehung viel schwieriger zu bestimmen. Einigen Schätzungen zufolge werden 10-20 % der Krebserkrankungen durch Luftverschmutzung verursacht, aber es kann lange dauern, bis sich Krebs entwickelt, und es ist sehr schwierig, einen direkten Zusammenhang zwischen einer bestimmten Art von Luftverschmutzung und dieser Krankheit nachzuweisen.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ist die Luftverschmutzung im Freien eine der häufigsten Todesursachen weltweit: Etwa zwei Millionen Menschen sterben jedes Jahr vorzeitig an dieser Ursache. Viele dieser Todesfälle ereignen sich in Entwicklungsländern (mehr als eine halbe Million allein in Indien), aber auch wohlhabende Industrieländer leiden darunter: In den Vereinigten Staaten beispielsweise sterben jährlich etwa 41.000 Menschen vorzeitig an den Folgen der Luftverschmutzung.

Landwirtschaftliche Auswirkungen

Das 20. Jahrhundert war geprägt von einem enormen Wachstum der industriellen Landwirtschaft, dem Einsatz von Düngemitteln, Pestiziden usw., die zur Steigerung der Ernte und zur Ernährung der stetig wachsenden Weltbevölkerung eingesetzt wurden. Es ist bekannt, dass Luftverschmutzung (zusammen mit Wasserverschmutzung) das Pflanzenwachstum ernsthaft beeinträchtigen kann. Pflanzen, die in der Nähe von Autobahnen wachsen, können leicht chemische Rückstände finden (alles von giftigen Schwermetallen wie Blei und anderen Chemikalien). Gleichzeitig wird erwartet, dass der enorme Anstieg der Kohlendioxidemissionen in der Atmosphäre, die globale Erwärmung und der Klimawandel entscheidende Auswirkungen auf die Landwirtschaft der Welt haben werden (mancherorts sinkende Erträge, anderswo potenziell steigende Erträge).

Eine der Hauptvoraussetzungen für die Erhaltung der menschlichen Gesundheit und Langlebigkeit ist saubere Luft. Leider scheint es in vielen Teilen der Welt in der heutigen Realität eine unmögliche Aufgabe zu sein, diese Schlüsselanforderung zu erfüllen. Aber ist es wirklich unmöglich, die Luft, die wir atmen, sauberer zu machen? Und was genau belastet die Atmosphäre am meisten?

Alle Quellen, die den Zustand des Luftbeckens negativ beeinflussen, werden von Ökologen in anthropogene und natürliche eingeteilt. Es ist die erste Kategorie, die der Umwelt den größten Schaden zufügt – Faktoren, die mit menschlichen Aktivitäten verbunden sind. Die durch natürliche Ursachen verursachte atmosphärische Luftverschmutzung ist nicht nur im globalen Maßstab vernachlässigbar, sondern wirkt sich auch in der Natur selbst aus.

Industrie, die tötet

Die Industrie ist die Hauptquelle der Luftverschmutzung in Entwicklungsländern und einigen Industrieländern. Der Löwenanteil der Emissionen in die Atmosphäre stammt von Unternehmen der Energie-, Nichteisen- und Eisenmetallurgie. Weniger schädlich für das Luftbecken, aber immer noch gefährlich sind Branchen wie die Ölförderung und Ölraffination sowie der Maschinenbau. An Orten, an denen sich die industrielle Produktion in der Atmosphäre konzentriert, sind Phenole, Kohlenwasserstoffe, Quecksilber, Blei, Harze, Oxide und Schwefeldioxid in erheblichen Mengen vorhanden.

In Industrieländern ist die Luftverschmutzung mit Schadstoffen vor einem Jahrhundert zu einem drängenden Problem geworden. Deshalb wurde dort früher als in anderen Staaten mit der Schaffung von Umweltgesetzen begonnen. So waren die Niederlande die ersten, die die Emissionen von Unternehmen durch die Verabschiedung entsprechender Gesetze in den Jahren 1875-1896 verfolgten. In den Vereinigten Staaten wurde 1955 ein Gesetz zur Kontrolle der Reinheit der Luft verabschiedet. In Japan erschien 1967 das Gesetz zur Überwachung und Begrenzung schädlicher Emissionen, in Deutschland (BRD) - 1972.

Wann schaden die Reize der Zivilisation?

Der Verkehr als notwendige Voraussetzung für das Funktionieren der modernen Gesellschaft ist auch die Hauptbedrohung für die menschliche Gesundheit. Alle Maschinen, die für ihre Arbeit verschiedene Arten von Kraftstoffen verwenden, belasten die Atmosphäre bis zu einem gewissen Grad. Beispielsweise nimmt ein Auto aktiv Sauerstoff aus der Luft auf. Stattdessen werden Kohlendioxid, Wasserdampf und toxische Substanzen (Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide, Aldehyde, Ruß, Benzopyren, Schwefeldioxid) freigesetzt. Der Beitrag der einzelnen Verkehrsträger zur Luftverschmutzung stellt sich wie folgt dar:

• 85 % der schädlichen Emissionen stammen von Autos und Lastwagen;
• 5,3 % - für Fluss- und Seeschiffe;
• 3,7 % bzw. 3,5 % für Luft- und Schienenfahrzeuge:
• landwirtschaftliche Fahrzeuge (Sämaschinen, Pflanzmaschinen, Mähdrescher, Traktoren, Ackergeräte) belasten die Atmosphäre am wenigsten (2,5 %).

Jedes Land löst das Problem der Luftverschmutzung auf seine eigene Weise. In dieser Hinsicht ist die Erfahrung Dänemarks bezeichnend. Nach dem Zweiten Weltkrieg begannen die Bewohner eines kleinen skandinavischen Landes, dessen Straßen mit Autos überflutet waren, sich über die Gasverschmutzung zu ärgern. Als in den 70er Jahren die Ölkrise ausbrach, hatten die dänischen Behörden keine andere Wahl, als sich der Öffentlichkeit anzuschließen. Im Land wurde eine ausgebaute Fahrradinfrastruktur geschaffen, auf den Kauf und die Nutzung eines Autos wurde eine enorme Steuer eingeführt. Den Anwohnern gefiel die Idee: Die Aktionen „Kopenhagen ohne Autos“ und „Sonntage ohne Autos“ wurden massiv. Jetzt ist Dänemark das Land mit den meisten Fahrrädern der Welt, einer der drei saubersten und wohlhabendsten Staaten für eine Person.

Wind, Sonne und Wasser sind unsere besten Freunde?

Eine großflächige Verschmutzung der atmosphärischen Luft mit Schadstoffen wird durch die Arbeit von Wärme- und Energieunternehmen verursacht. Der Betrieb von Kraftwerken, die mit Kohle, Diesel, Heizöl, Kerosin und Benzin betrieben werden, geht mit der Freisetzung gefährlicher Verbindungen aus Schwermetallen, Kohlenmonoxid, Kohlenstoff und Stickstoff einher. Außerhalb der Stadt sammeln sich in der Regel Aschehalden an, die beim Verbrennen von Kohle zurückbleiben.

Die Verwendung flüssiger Brennstoffe kann die Aschebildung verringern, aber ein solcher Ersatz hat keinen Einfluss auf die Menge an Stickstoff- und Schwefeloxidemissionen. Atomkraftwerke verschmutzen die Luft mit Aerosolen, radioaktiven Gasen und Jod. Alle Arten herkömmlicher Brennstoffe sind sicherlich schädlich. Vielleicht bedingt unbedenklich ist das Gas.

Wie vermeiden? Alternative Energiequellen machen die Luft sauberer. Ein weiteres Argument spricht für die Nutzung der Energie von Gezeiten, Wind und Sonne – die begrenzten Reserven von Gas und Öl. China, Indien, die USA, Japan, die EU können sich einer fortgeschrittenen Erfahrung im Energiebereich rühmen. Alternative Quellen in diesen Ländern machen bis zu 20 % der gesamten Energieerzeugung aus. Gezeitenkraftwerke werden in Küstenregionen und Solarkraftwerke in südlichen Ländern gebaut. Geothermische Kraftwerke, die Energie aus der natürlichen Wärme des Planeten gewinnen, befinden sich in der Nähe von Thermalquellen.

Ökofarmen sind die Zukunft

Die landwirtschaftliche Produktion verursacht mehr Schäden an Gewässern, Land und Bäumen als die Luft, gilt aber immer noch als eine der Hauptquellen von . Durch die Verwendung von Gülle in Viehbetrieben wird Ammoniak freigesetzt. Auch Pestizide, die in der Landwirtschaft eingesetzt werden, stellen eine Gefahr für Menschen, Tiere und Pflanzen dar. Die Lösung des Problems könnten neuartige landwirtschaftliche Anlagen sein, die ohne den Einsatz von Herbiziden und Pestiziden auskommen. Die Einführung des Konzepts der umweltfreundlichen Farmen ist in europäischen Ländern, Kanada und den USA in vollem Gange. In Russland werden erfolgreiche Farmen zur Herstellung gesunder Produkte betrieben.

Staubsturmverschmutzung

Unter den natürlichen Quellen trägt die Bodenverwitterung am stärksten zur Luftverschmutzung bei. Starker Staubgehalt ist typisch für Gebiete mit geringer Bodenfeuchte und wenig entwickelter Vegetation. Die globale Luftverschmutzung mit Staub tritt in den Wüsten Takla-Makan, Gobi, Sahara und lokal in der mongolischen und zentralasiatischen Region auf. In Europa dominieren im Südosten und Osten Staubwolken, die die Zusammensetzung und Qualität der atmosphärischen Grenzschicht verändern. Die Geschwindigkeit und das Verbreitungsgebiet der Verschmutzung hängt von der Partikelgröße ab. Feinstaub wird 1,5-3 Wochen in der Luft gehalten und verteilt sich über die gesamte Hemisphäre. Große Partikel verteilen sich über Hunderte von Kilometern und setzen sich innerhalb von Stunden oder Tagen ab.

Wie wirkt sich die Bodenverwitterung auf die menschliche Gesundheit aus? Wenn unser Körper große Partikel herausfiltern kann, dringt Feinstaub leicht durch die oberen Atemwege und setzt sich in der Lunge ab. Laut WHO-Studien führt eine Erhöhung des Gehalts an Schwebstoffen in der Luft um 10 μg / m 3 zu einer Erhöhung der Sterblichkeit um 0,5–1%.

Staubstürme schaden nicht nur Menschen. Sie sind gefährlich für den gesamten Planeten. Die Ansammlung von Hunderttausenden von Staubpartikeln stört den normalen Abfluss überschüssiger Wärme von der Erde. Wie kann das Problem der Winderosion von Böden gelöst werden? Um Staubstürme zu verhindern, wird ein System von Windschutz- und Waldgürteln geschaffen, und es werden landwirtschaftliche Aktivitäten durchgeführt, um die Haftung von Bodenpartikeln zu erhöhen.

Vulkanismus und Waldbrände

Ein Vulkanausbruch ist ein seltenes Ereignis mit katastrophalen Folgen. Jedes Jahr wird die Atmosphäre während einer Naturkatastrophe mit 40 Millionen Tonnen Stoffen wieder aufgefüllt. Die meisten der von Vulkanen ausgestoßenen Gase sind Wasserdampf. Eruptionen sind einer der Gründe für den Anstieg der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre. Verschmutzte Luft ist auch gefährlich, weil das vom Vulkan freigesetzte Schwefeloxid durch Reaktion mit Wasser zu Schwefelsäure wird.

Während der Hitzeperiode ist das Problem der Waldbrände akut. Die Brandursache kann sowohl Sonnenaktivität als auch die Nichteinhaltung von Sicherheitsvorschriften für Menschen sein. Während einer Naturkatastrophe wird die atmosphärische Luft mit Aerosolen, Dämpfen und giftigen Gasen verschmutzt. Waldbrände sind nach dem Meer die zweitwichtigste Quelle für die Freisetzung von Methylchlorid. Auch indirekte Luftverschmutzung tritt auf: Durch die Zerstörung der Vegetation nimmt die Sauerstoffproduktion ab.

Andere Verschmutzungsquellen

Ozeane und Meere haben einen geringen Einfluss auf den Grad der Luftverschmutzung auf der Welt. Beim Verdunsten gelangen Meersalzkristalle (Kaliumbromid, Calciumchlorid, Magnesium, Natrium) aus dem Wasser in die Atmosphäre. Der Anteil an Stoffen, die die Luftmassen anreichern, nimmt während eines Sturms merklich zu. Die Verdunstung von Meersalz an sich ist nicht gefährlich, jedoch können zusammen mit ihnen andere giftige Verbindungen im Wasser vorhanden sein. Somit ist die Luftverschmutzung untrennbar mit dem ökologischen Zustand der Ozeane verbunden.

Neben Stoffen terrestrischen Ursprungs ist auch kosmischer Staub in der Atmosphäre vorhanden. Wissenschaftler haben ausgerechnet, dass sich jährlich 40.000 Tonnen solcher Partikel auf unserem Planeten niederlassen. Das bedeutet, dass Staub aus dem Weltraum eine winzige Quelle der Luftverschmutzung ist, die keine ernsthaften Probleme verursacht. Wenn seine Menge jedoch zunimmt, kann es die klimatischen Bedingungen der Erde erheblich beeinflussen.

Schließlich wird die Luft, so abgedroschen es auch klingen mag, täglich durch Raucher verschmutzt. Die Zusammensetzung von Zigaretten umfasst etwa 400 Substanzen, darunter Ammoniak, Nitrobenzol, Formaldehyd, Toluol und viele andere toxische Verbindungen. Alle geraten zwangsläufig mit dem Tabakrauch in die Luft und lösen sich nicht auf, sondern setzen sich beispielsweise auf dem Boden ab. Man kann eine Analogie zum Passivrauchen ziehen und daraus schließen, dass unser Planet darunter leidet, und der einzige Ausweg darin besteht, bereits süchtige Menschen daran zu hindern, die jüngeren Generationen in diesen Prozess einzubeziehen.

Die Hauptquellen der Luftverschmutzung sind also mit menschlichen Aktivitäten verbunden. Zu den anthropogenen Faktoren, die den Zustand des Luftbeckens verschlechtern, gehören die industrielle Produktion, der Verkehr und die thermische Energietechnik. Der Grad des Einflusses jeder dieser Ursachen in verschiedenen Regionen der Welt ist sehr unterschiedlich. Unter den natürlichen Quellen wird der ökologische Zustand der Atmosphäre am stärksten durch die Bodenverwitterung bedroht.

Hallo meine lieben Schüler! Ich begrüße Sie auf den Seiten des ShkolaLa-Blogs.

Heute widmet sich in der Rubrik "Projekte" ein wichtiges Thema dem Problem der Moderne. Luftverschmutzung ist ein globales Problem, dem sich die Menschheit stellen musste. Wer ist schuld daran, dass in den letzten 200 Jahren die Schadstoffkonzentration um 30 Prozent gestiegen ist und die Umweltverschmutzung zu Umweltschäden und Klimawandel auf dem Planeten geführt hat? Kann man diesen Prozess aufhalten und wie kann man unsere Erde schützen?

Wir werden es herausfinden.

Unterrichtsplan:

Warum und wodurch wird die Atmosphäre verschmutzt?

Atmosphärische Luftverschmutzung ist das Eindringen chemischer, physikalischer und biologischer Substanzen, die die Qualität der Atmosphäre beeinträchtigen. Dies ist der Hauptgrund für die Veränderung des natürlichen Zustands der Umwelt. Luftverschmutzung entsteht durch natürliche Prozesse, vor allem aber durch menschliche Aktivitäten. Daher werden die Quellen schädlicher Emissionen unterteilt in:

• natürlich, aus der Natur selbst kommend, und
• künstlich, menschengemacht.

Natürliche Quellen sind mineralischen oder pflanzlichen Ursprungs.

Vulkane

Bei ihrem Ausbruch werden riesige Mengen an Gasen, festen Partikeln und Asche, Wasserdampf und Staub in die Luft freigesetzt, die mehrere Jahre in den atmosphärischen Schichten gehalten werden.

Daten. 1883 stieg beim Ausbruch des Krakatau-Vulkans eine schwarze Wolke 27 Kilometer hoch in die Luft, 80 Kilometer hoch wurden 150 Milliarden Staub und Asche aufgewirbelt. Gase, Sand und Staub verteilten sich über eine Distanz von 827.000 Kilometern.

Wald- und Torfbrände

Rauch aus brennenden Wäldern verschmutzt die Luft und breitet sich über große Flächen aus. Die Schlacken von Torfmooren füllen die Luft mit feinen Schwebeteilchen.

Daten. Im Jahr 2010 entwickelte sich aufgrund von Torfbränden in der Hauptstadt Russlands eine ökologische Notsituation. Die maximal zulässigen Grenzwerte für Schadstoffe wurden dutzende Male überschritten. Aufgrund des Smogs konnten die Einwohner Moskaus nicht frei atmen und benutzten Atemschutzgeräte und Gasmasken. Viele mussten die Stadt verlassen.

Sandstürme

Sie entstehen durch einen starken Wind, der Gesteinsbrocken vom Boden hebt und über weite Strecken trägt. Tornados und Hurrikane verpesten die atmosphärische Luft mit Tonnen von Staub.

Daten. 1928 hob ein starker Wind in der Ukraine 15 Millionen Tonnen schwarze Erde hoch und trug sie in 750 Meter Höhe nach Westen. In den Karpaten, Rumänien und Polshuna hat sich eine Erdschicht mit einer Fläche von 6 Millionen Quadratkilometern angesiedelt.

Am gefährlichsten sind künstliche Luftschadstoffe. Sie können fest, flüssig und gasförmig sein.

Hausmüll

Sie entstehen beim Verbrennen von Brennstoffen in Innenräumen, zum Beispiel beim Kochen, beim Rauchen der Ofenheizung sowie bei den Überresten des menschlichen Verbrauchs, also Hausmüll.

Produktion

Sie werden als Ergebnis der Arbeit der Industrie gewonnen und stellen Emissionen aus technologischen Prozessen dar. Die gefährlichsten von ihnen sind radioaktive Substanzen, deren Quellen Explosionen von Atombomben, die Arbeit von Unternehmen sind, die radioaktive Komponenten, Kernkraftwerke und Reaktoren verwenden.

Transport

Quellen solcher Schadstoffe sind Autos, Flugzeuge und Schiffe, Züge.

Daten. Im Jahr 1900 gab es weltweit nur 11.000 Autos, 1950 waren es 48 Millionen, 1980 stieg die Zahl auf 330 Millionen und heute sind es etwa 500 Millionen. Die Abgase von Maschinen enthalten ca. 280 atmosphärisch schädliche Komponenten.

Was verschmutzt die Luft?

Wissenschaftler haben die wichtigsten Luftschadstoffe identifiziert, die die menschliche Gesundheit am stärksten beeinträchtigen.

Kohlenmonoxid

Ein farb- und geruchloses Gas, das auch Kohlenmonoxid genannt wird. Es entsteht bei unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff bei Sauerstoffmangel und niedriger Umgebungstemperatur. Wenn es in den menschlichen Körper gelangt, blockiert es den Sauerstofffluss ins Blut. Dies ist eine der Ursachen für häufige Vergiftungen beim Menschen, die zu Bewusstlosigkeit und Tod führen.

Kohlendioxid

Das Gas, das wir ausatmen, ist farblos, aber es riecht säuerlich. Sein übermäßiger Gehalt in der Luft, die wir atmen, führt zu Kopfschmerzen, Depressionen und Schwäche.

Schwefeldioxid

Ein farbloses Gas mit stechendem Geruch, das bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Brennstoffen wie Kohle entsteht. Langfristige Exposition bei einer Person führt zu Geschmacksverlust, Atembeschwerden, Herzstörungen und Lungenödemen.

Stickoxide

Sie entstehen bei der Verbrennung, zum Beispiel beim Betrieb von Autos und Heizwerken, aber auch bei der Tätigkeit von Betrieben, die Stickstoffdünger, Säuren und Farbstoffe herstellen. Das Überschreiten der zulässigen Normen dieses Gases kann zu Erkrankungen der Atemwege und der Sehorgane führen.

Ozon

Gilt als der giftigste aller gasförmigen Schadstoffe. Es wird durch photochemische Prozesse gebildet und findet sich in Emissionen aus Industrie, Verkehr und chemischen Lösungsmitteln. Eine längere Exposition gegenüber Ozon führt beim Menschen zu Lungenerkrankungen.

Führen

Das giftige silbrige Metall wird bei der Herstellung von Farben, in Druckereien und bei der Herstellung von Munition verwendet. Abgase sind die Hauptquelle für Blei. Die Ansammlung von Blei im Körper führt zu einer Beeinträchtigung der geistigen Aktivität, beeinträchtigt die Leber, die Nieren und das Skelettsystem.

Daten. Russland nimmt eine starke Position unter den Ländern mit schlechter Ökologie ein. Nur in 15 Städten entspricht die atmosphärische Luft den festgelegten Normen. 125 russische Städte verzeichnen eine 5- bis 10-fache Überschreitung der Schadstoffkonzentration. Zu den am stärksten verschmutzten Städten gehören Magnitogorsk, Tscherepowez, Tscheljabinsk, es gibt sowohl Moskau als auch St. Petersburg, aber Norilsk liegt auf einer Stufe mit den schmutzigsten Städten der Welt, Mexiko-Stadt, Kairo und Los Angeles. Die Hauptquelle der Umweltverschmutzung in Russland ist die Industrie.

Wie kann man der Natur helfen?

Menschliche Aktivitäten führen zu irreparablen Folgen für das Leben auf dem Planeten. Bis zu 20 Milliarden Tonnen Kohlendioxid gelangen jedes Jahr in die Luft. Und er gehört zum Gewächshaus. Eine Zunahme der Menge an Treibhausgasen und Aerosolen erwärmt die untere Schicht der Atmosphäre und führt zu einer Temperaturänderung in den Ozeanen, die die Zirkulation stört.

Steigende Temperaturen könnten zum Schmelzen des Eises führen, was den Wasserspiegel erhöhen und nach und nach kleine Landflächen bedecken würde. Durch die Verschiebung der Klimazonen sind Überschwemmungen, Dürren und Sandstürme möglich. Zu den Umweltauswirkungen gehört saurer Regen, der aus Emissionen von Säureoxiden resultiert.

Daten. Die sauberste Luft herrscht heute auf der Sinai-Halbinsel in Ägypten. Die Liste der günstigen Gebiete umfasst die Antarktis, das chilenische Patagonien und die brasilianische Stadt Natal. Aber in China wird es jedes Jahr schwieriger atmosphärische Luft zu atmen. Großstädte sind in Smog gehüllt. Zu den schmutzigen Ländern gehören Pakistan, Iran, Indien und Katar. Früher war saubere Luft in Japan schlecht, und in den 70er Jahren tauchten dort Sauerstoffbars auf, an denen man reinen Sauerstoff atmen konnte. Aber in die schmutzigen Städte Chinas transportieren sie saubere kanadische Bergluft in 7,7-Liter-Flaschen. Ein Stück Frische kostet 15 Dollar und reicht für 15 Atemzüge.

Umweltschutz umfasst Maßnahmen zum Schutz der Natur.

• Nutzung ökologischer Energiearten - Sonne, Wind und Erdwärme.
• Landschaftsgestaltung. Alle Pflanzen nehmen aktiv Kohlendioxid auf und geben Sauerstoff zurück. Einige Zimmerblumen wie Geranien, Ficus und Spargel sind biologische Filter, die Schwermetallpartikel und Giftstoffe absorbieren.
• Emissionsregulierung. Dazu bauen sie spezielle Geräte in die Mechanismen von Maschinen ein und entwickeln umweltfreundlichen Kraftstoff. Zudem stellt der Maschinenbau sukzessive auf Elektrofahrzeuge um.
• Schutzfilter. Um die durch die Industrietätigkeit in die Luft freigesetzten Abfälle zu reinigen, installieren Unternehmen moderne Behandlungssysteme.
• Juristische Dokumente. Von internationalen Organisationen verabschiedete Dokumente regeln schädliche Emissionen im Rahmen der Unternehmenstätigkeit. Das von Organisationen gezahlte Geld fließt in Maßnahmen zur Überwindung der Auswirkungen der globalen Erwärmung.

Wenn wir nur einen geringen Einfluss auf Naturphänomene haben können, dann liegt es in unserer direkten Verantwortung, den menschlichen Einfluss auf die Umweltverschmutzung zu reduzieren. Kümmern wir uns um die Natur und versuchen zu verhindern, was Sie im Video unten sehen.

Ich hoffe, die Informationen waren für Sie nützlich. Und außerdem empfehle ich, auch mal nachzusehen, wann der Weltumwelttag gefeiert wird.

An dieser Stelle verabschiede ich mich von Ihnen. Bis bald bei interessanten Projekten.

Evgenia Klimkovich.