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Hay dos causas de la contaminación del aire: una son las causas naturales, como los fuertes vientos en el norte de China que levantan polvo al suelo, las erupciones volcánicas, las cenizas volcánicas, el dióxido de azufre, etc. ; los incendios forestales producirán grandes cantidades de dióxido de carbono, dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre y algunos hidrocarburos. El otro es causado por actividades humanas, como los gases de escape industriales y de transporte, así como la calefacción de los hogares y la quema de alimentos. Es este último tipo de contaminación el que actualmente causa una contaminación atmosférica grave y generalizada.
Actualmente, se han detectado alrededor de 100 tipos de contaminantes atmosféricos. Estos contaminantes se pueden dividir aproximadamente en dos categorías, una son partículas de polvo y la otra son contaminantes de gases. En la siguiente tabla se muestran varios contaminantes importantes:
Varios contaminantes importantes
Contenido de los contaminantes
Partículas de carbono, cenizas volantes, carbonato de calcio, partículas de polvo como como óxido de zinc y dióxido de plomo.
Sulfuros: dióxido de azufre, trióxido de azufre, ácido sulfúrico, sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, etc.
Óxidos de nitrógeno, dióxido de nitrógeno, amoniaco, etc.
Óxidos ozono, peróxidos, monóxido de carbono
Halogenuros de cloro, fluoruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno
Compuestos orgánicos, como hidrocarburos, formaldehído, ácidos orgánicos, alquitrán, haluros orgánicos, etc.
Entre estos contaminantes, el polvo de carbón, el dióxido de azufre, el monóxido de carbono, los hidrocarburos, el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco son las principales amenazas para los seres humanos. El mundo emite a la atmósfera aproximadamente 65438+ mil millones de toneladas de polvo de carbón, 65438+46 millones de toneladas de dióxido de azufre, 220 millones de toneladas de monóxido de carbono, 88 millones de toneladas de hidrocarburos, 03 millones de toneladas de sulfuro de hidrógeno y 04 millones de toneladas de amoníaco. cada año.
Para analizar el movimiento y la difusión de contaminantes en la atmósfera, las fuentes de contaminantes suelen dividirse en dos categorías: fuentes estacionarias y fuentes móviles. Las fuentes estacionarias se refieren a contaminantes emitidos desde lugares fijos, como diversas fábricas, especialmente centrales térmicas, plantas siderúrgicas, etc. Las fuentes móviles se refieren a medios de transporte como automóviles, aviones, trenes y barcos. En comparación con las fuentes fijas (como las fábricas), son pequeñas, dispersas y muy móviles, pero son numerosas y se contactan con frecuencia. Por tanto, la cantidad total de contaminantes emitidos también es muy considerable.
Las siguientes son las fuentes de varios de los principales contaminantes del aire:
Óxidos de azufre: principalmente dióxido de azufre y trióxido de azufre, producidos principalmente a partir de la combustión de carbón, petróleo y azufre que contienen azufre. que contiene carbón. Durante el proceso de fundición de minerales metálicos.
Óxidos de nitrógeno: principalmente óxido nítrico y dióxido de nitrógeno, principalmente derivados de procesos de combustión a alta temperatura.
Monóxido de carbono: proviene principalmente de la quema de combustibles fósiles, el refinado de petróleo, la fundición de acero, la quema de residuos sólidos y los gases de escape de diversos vehículos a motor. El monóxido de carbono es el mayor contaminante del aire. Se estima que las emisiones causadas por el hombre ascienden a unos 220 millones de toneladas cada año, la mitad de las cuales proviene de los gases de escape de los vehículos.
Partículas en suspensión: materia no gaseosa que no puede depositarse en la atmósfera, provocada principalmente por combustión y por motivos mecánicos. La relación entre varios contaminantes y sus fuentes se muestra en la siguiente tabla.
Contaminantes del aire y sus fuentes
Contaminantes del aire
Fuentes de aparición
Causas
Combustión (Central térmica ): polvo, humo, SO, CO, h, c, etc.
Tratamientos térmicos (fundiciones, hornos, fabricación de silicatos); polvos, así,
Humos, HS, HF, etc.
Minería (minerías, canteras y Procesamiento de minerales): polvos y humos.
Preparación (industria alimentaria, industria del cuero, procesamiento de pescado): malos
Olores artificiales
Procesamiento químico (industria química): polvo, plomo, berilio, arsénico , Hollín.
Niebla, SO, SO, NO, HF, HS, HCl, etc.
Procesamiento nuclear (centrales nucleares, explosiones nucleares): gas de polvo radiactivo.
Transporte (coches, aviones, trenes, barcos, etc.): humo,
Monóxido de carbono, óxido nítrico, hidrógeno, carbono, ácido
Bosque natural Incendios, erupciones volcánicas, polvo, humo, gases sulfurosos
Peligros de la contaminación del aire
La atmósfera es una de las sustancias esenciales para la supervivencia humana Las personas no podemos dejar de respirar el aire ni por un momento. Por tanto, la contaminación del aire sin duda traerá graves daños a la salud humana.
Contaminantes de la atmósfera, como dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno, disulfuro de carbono, etc. , tiene un olor acre en pequeñas cantidades, lo que hace que las personas tosen e inflamen las vías respiratorias, y puede causar intoxicación aguda en altas concentraciones. Si el dióxido de azufre encuentra vapor de agua en el aire, puede convertirse en niebla de ácido sulfúrico, que puede permanecer en la atmósfera durante mucho tiempo y es aproximadamente 10 veces más tóxico que el dióxido de azufre. En los últimos 20 años, las enfermedades respiratorias en Europa, América y Japón se han multiplicado por 9, porque el área de las células pulmonares humanas es 25 veces la superficie del cuerpo humano y cada persona necesita entre 10 y 12 m de aire al día. Por lo tanto, es posible imaginar el daño que el aire contaminado causa al tracto respiratorio humano.
El polvo flotante en la atmósfera puede absorber hidrocarburos altamente cancerígenos emitidos por el humo del carbón, por lo que las personas que permanecen en este ambiente durante mucho tiempo pueden provocar cáncer de pulmón. Según las encuestas, en los últimos 50 años, la incidencia de cáncer de pulmón en el Reino Unido se ha multiplicado por 40.
El monóxido de carbono presente en la atmósfera es un gas incoloro e inodoro. Cuando el cuerpo humano inhala monóxido de carbono, se combina con la hemoglobina para producir carboxihemoglobina, que bloquea la combinación de oxígeno y hemoglobina.
Por lo tanto, cuando la atmósfera contiene una cierta cantidad de monóxido de carbono, las personas se sentirán mareadas, tendrán dolores de cabeza e incluso morirán.
La contaminación del aire es mucho más grave y sensible al crecimiento de las plantas que los animales. Esto se debe a que los humanos y los animales inhalan oxígeno para el metabolismo de los gases. Como todos sabemos, la concentración de oxígeno en el aire es de aproximadamente el 21%, pero las plantas verdes inhalan dióxido de carbono. La concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es muy baja, alrededor del 0,03%, lo que se acerca a la concentración de contaminantes atmosféricos. Por lo tanto, las plantas están en contacto más estrecho con las sustancias nocivas del aire, lo que causa un daño mayor.
La mayoría de los contaminantes que dañan las plantas entran en la planta a través de los estomas de la superficie de las hojas. Los contaminantes perjudiciales para las plantas incluyen dióxido de azufre, fluoruro, oxidantes fuertes producidos por la fotoquímica y etileno. El dióxido de azufre destruirá los cloroplastos de las plantas y el fluoruro tendrá un gran impacto en los cogollos y las hojas jóvenes, que se volverán marrones y morirán. El daño causado por el etileno a las plantas es la caída de hojas, caída de frutos, crecimiento parcial y curvatura de ramas jóvenes.
La contaminación del aire puede provocar daños corrosivos en diversos materiales. Especialmente en el caso de productos metálicos, pinturas, productos de cuero, productos de papel, textiles, productos de caucho y edificios, a medida que la contaminación del aire se intensifica, los daños se vuelven cada vez más graves.
El dióxido de azufre, el sulfuro de hidrógeno y el cloro tienen fuertes efectos corrosivos sobre los materiales metálicos; el humo del ácido sulfúrico y los oxidantes fotoquímicos pueden provocar que los textiles, el papel y los productos de cuero se pudran y rompan, y que los revestimientos se deterioren. Según las encuestas, los habitantes de las grandes ciudades de Europa, Estados Unidos y Japón pierden cada año entre 20 y 40 dólares debido a la contaminación del aire. Entre estas pérdidas, los edificios y revestimientos representaron 1/3, los gastos de limpieza doméstica representaron 1/3, la corrosión de equipos, productos y materiales de fábrica representó 1/6 y la iluminación representó 1/6.
Las fábricas, los vehículos y los hogares queman enormes cantidades de carbón, petróleo y gas natural, añadiendo a la atmósfera dióxido de carbono producido por el hombre. Según las estadísticas, la cantidad anual de dióxido de carbono producida por la quema de combustibles fósiles alcanza los 654,38 mil millones de toneladas, y esta cifra aumenta cada año, lo que hace que el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera aumente a un ritmo alarmante. Se estima que la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera era de 295 ppm en 1860, 313 ppm en 1958, 328 ppm en 1971 y aumentará a 375 ppm a finales de siglo. El dióxido de carbono puede penetrar la radiación de onda corta del sol, lo que hace que llegue a la superficie y la caliente, pero puede absorber la radiación de onda larga de la Tierra, de modo que la mayor parte de la radiación de onda larga de la Tierra queda atrapada en el dióxido de carbono. en la atmósfera y ya no escapa al espacio. El dióxido de carbono en la atmósfera absorbe la radiación de onda larga del suelo, luego la temperatura aumenta y luego se irradia al suelo en forma de radiación inversa, lo que hace que la temperatura del suelo aumente. Esto es lo que solemos llamar "efecto invernadero". Se espera que para finales de este siglo la temperatura media global de la superficie sea entre 0,4 y 0,5°C más alta que la actual.
Otro contaminante que tiene un mayor impacto en el clima es el polvo. El polvo proviene principalmente de fábricas, vehículos, estufas domésticas, quema de basura, etc. Según estimaciones de 1970, la cantidad media de polvo añadido artificialmente cada año en el mundo es de unos 530 millones de toneladas, lo que representa 1/3 del polvo atmosférico mundial. En general, se cree que el polvo puede reflejar la radiación solar hacia el universo y actuar como protección solar, por lo que también se le llama "efecto sombrilla". Además, el polvo también puede servir como núcleo de condensación, haciendo que el vapor de agua circundante se condense sobre él, aumentando así el número de nubes y niebla, reduciendo la radiación térmica de la luz solar que llega al suelo y reduciendo la temperatura del suelo. Por tanto, el polvo y el dióxido de carbono tienen efectos opuestos sobre el clima.
Es urgente proteger la atmósfera.
Para dejar claro lo contaminada que está nuestra atmósfera, los astronautas espaciales son los más convincentes. Escuche lo que tienen que decir: "Veo la Tierra desde el espacio y las densas nubes de contaminación están convirtiendo la Tierra en un 'planeta gris'. Estoy impactado por el nivel de contaminación del aire en la Tierra. La atmósfera se ha vuelto tan sucia que la contaminación del aire se está extendiendo, se está extendiendo a todos los continentes; la altura de las nubes contaminadas está aumentando, aumentando..."
Por lo tanto, es urgente proteger la atmósfera. Muchos países y regiones conceden gran importancia a la contaminación del aire y han adoptado muchas medidas.
Hasta ahora, la prevención y el control de la contaminación del aire ha pasado principalmente por tres períodos. Antes de la década de 1960, el trabajo de gestión se centraba principalmente en la eliminación de humo y polvo. Después de la década de 1960, el foco de la gobernanza pasó a resolver la contaminación por dióxido de azufre; recientemente, el centro de control de la contaminación del aire pasó al control del smog fotoquímico.
Establecer estaciones de seguimiento de la contaminación. El monitoreo es la base de la gestión ambiental y la base para formular y revisar estándares ambientales y evaluar estándares de calidad ambiental. Al mismo tiempo, también es uno de los medios básicos de la investigación ambiental, especialmente el estudio de las leyes de migración y transformación de los contaminantes en el medio ambiente y su impacto en la calidad ambiental. Muchos países han establecido estaciones de monitoreo de la contaminación del aire. Hay más de 65.438+0.500 estaciones de seguimiento de este tipo en el Reino Unido. Los contaminantes del aire monitoreados incluyen principalmente dióxido de azufre, sulfuro, partículas suspendidas, monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, ozono, óxidos fotoquímicos, hidrocarburos fotoquímicos y partículas de arcilla.
El control de las fuentes de contaminación es una de las medidas importantes para mejorar la calidad del medio ambiente atmosférico. Según las estadísticas, al menos entre el 80% y el 85% de las partículas sólidas pueden protegerse antes de ser descargadas por la chimenea, y los precipitadores electrostáticos pueden capturar incluso el 98% del polvo. Algunos gases nocivos se pueden purificar mediante métodos de purificación de gases nocivos antes de ingresar a la atmósfera. Sabemos que la quema de combustibles fósiles, como el carbón y el petróleo, es una causa importante de contaminación del aire.
Por lo tanto, desarrollar energía inofensiva, cambiar la composición del combustible, innovar en equipos de utilización de energía y mejorar la tecnología de combustión y purificación de gases de combustión son formas importantes de reducir la contaminación del aire y mejorar la utilización de energía.
Ahora, algunos países están desarrollando activamente vehículos eléctricos de bajo costo y vehículos impulsados por hidrógeno. Antes de que estos automóviles se utilizaran ampliamente, muchos países regulaban la cantidad de contaminación que podían emitir. Ya en 1975, la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. estipuló que las emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos y óxidos de nitrógeno de los automóviles nuevos no debían exceder el 10% de las de los automóviles más antiguos. Este reglamento ha logrado buenos efectos de control de la contaminación.
La forestación es uno de los medios más eficaces para proteger el medio ambiente, purificar la atmósfera y prevenir la contaminación del aire. En el bosque hay un bonito nombre llamado "purificador de aire natural". No sólo puede regular la temperatura, la humedad y el microclima del aire, sino también purificar la atmósfera. Los árboles absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno. Generalmente, una hectárea de bosque latifoliado puede absorber 1 tonelada de dióxido de carbono y liberar 0,73 toneladas de oxígeno por día; un césped bien crecido puede absorber 1,5 g de dióxido de carbono por metro cuadrado por hora. Según el cálculo de que los adultos respiran 0,75 kilogramos de oxígeno y emiten 0,9 kilogramos de dióxido de carbono cada día, los residentes urbanos disponen de una media de 10 metros cuadrados de bosque o 50 metros cuadrados de césped, que pueden mantener el aire fresco.
Además, las plantas, especialmente los árboles, tienen un gran efecto bloqueador, filtrado y absorbente del humo y el polvo. Debido a su denso dosel, tiene un poderoso efecto para reducir la velocidad del viento. A medida que disminuye la velocidad del viento, la cantidad de humo transportado en el aire disminuye rápidamente. Además, la superficie de las hojas es esponjosa, lo que puede secretar un aceite espeso y absorber una gran cantidad de polvo flotante. Los árboles son como filtros naturales que filtran la atmósfera, después de ser arrastrados por la lluvia, retoman su función de retener el polvo. Algunos árboles también pueden absorber gases nocivos de la atmósfera. Una hectárea de cedro puede absorber 720 kilogramos de dióxido de azufre. La cantidad de azufre absorbida por los cítricos puede alcanzar el 0,8% del peso de la hoja. Tomates, lentejas, etc. Tiene una gran capacidad para absorber flúor. 1 kg de hojas de tomate puede absorber 3000 microgramos de flúor, sicomoro, acacia, etc. Tiene una gran capacidad para absorber el ozono producido por el smog fotoquímico.
Se están realizando estudios en el país y en el extranjero para evaluar la capacidad de varios árboles y flores para absorber y resistir gases nocivos, así como el impacto del diseño ecológico en la purificación del aire. En los últimos años, para prevenir la contaminación del aire, los países también han aumentado en consecuencia las cuotas de ecologización urbana. Por ejemplo, Japón planea aumentar el número de ciudadanos a 9 millones, el Reino Unido a 24 millones y Estados Unidos a 40 millones. Las principales ciudades de China están ampliando gradualmente las áreas verdes y mejorando el entorno de vida.