Загрязнение воды и воздуха выбросами в атмосферу оксидов серы и азота: Как оксиды серы и азота загрязняют атмосферу?

Как оксиды серы и азота загрязняют атмосферу?

Большое количество таких веществ, как диоксид азота и оксид серы, появляется в атмосфере по причине лесных пожаров, извержений вулканов. Однако в гораздо более значительных количествах эти вещества выделяются в атмосферу и в воду из-за непродуманной хозяйственной деятельности. В основном, следствием действий людей является загрязнение воды и воздуха выбросами в атмосферу оксидов серы азота.

Эти вещества появляются в атмосфере в результате выбросов ТЭС, деятельности предприятий металлургии, сгорания топлива в различных агрегатах, а также использования в сельскохозяйственной деятельности больших количеств азотных удобрений. При соединении окиси серы или азота с водой образуются различные кислоты: азотная, азотистая, серная и сернистая.

Критических показателей воздух достигает в сухую солнечную и безветренную погоду, когда большое количество вредных веществ надолго задерживается в нижних слоях атмосферы.

Последствия заражения сернистым газом и азотом

Высокозернистый уголь, нефть, топливо — основные источники загрязнения.

В атмосфере городов-промышленных центров содержится большое количество твердых веществ и газов, оказывающих негативное влияние на здоровье жителей.

Из-за задымления серным газом увеличивается заболеваемость населения бронхитом, бронхиальной астмой, энфиземой легких. Половина всех травм глаз на улице связана с попаданием в них летучей золы.

Заражение серным ангидридом можно распознать по специфическому вкусу и запаху. Он вызывает сильное раздражение слизистых.

В связи с выбросами в атмосферу оксидов серы ухудшается общее состояние организма, учащаются жалобы на головную боль, возникает тошнота, слабость, снижается работоспособность.

Если вредные примеси сохраняются несколько дней, могут участиться не только заболеваемость, но и смертность.

Оксиды серы и азота способны вызвать «кислотные» дожди. Они разрушают естественный защитный слой растений, что приводит к возникновению различных заболеваний. Кроме того, увеличивается кислотность почвы, а, следовательно, ее плодородие уменьшается. Питательные вещества, содержащиеся в почве, растворяются, тяжелые металлы переходят в растения и способны не только в дальнейшем вызвать гибель самого растения, но и навредить здоровью человека, употребившего в пищу его зараженные части.

Кислоты, которые находятся в воде, начинают взаимодействовать с кадмием, ртутью, свинцом и другими токсичными материалами, имеющимися в почве. Растворяясь под действием кислоты, они проникают в живые организмы, смешиваются с подземными водами. Человек, употребляющий зараженную воду, рискует получить заболевания почек, печени, ЦНС, онкологию.

Водные объекты, подвергшиеся окислению, превращаются в болота, что наносит непоправимый вред экосистеме водоема.

Кислотные дожди также способствуют разрушению металлических конструкций, стекла и резины.

Уменьшение вредного воздействия окислов серы и азота

Содержание большого количества серы в топливе влияет на экологию негативно. Чтобы предупредить загрязнение атмосферы оксидами серы и азота, необходимо минимизировать вредные выбросы.

Для удаления серы из топлива производится обессеривание на заводе по нефтепереработке. Кроме того, перед сжиганием топлива на ТЭС его подвергают воздействию высоких температур, что способствует удалению избытков серы.

Чтобы уменьшить вредное воздействие названных веществ в процессе сгорания, применяются следующие методы:

1. Поглотительный: очищение активированным углем, известью, известняком. Осуществляется нейтрализация вредных веществ благодаря установке фильтров. Недостатком таких очистительных систем является то, что во влажном состоянии эффективность сорбентов снижается. Кроме того, установки для фильтрации имеют большие размеры.
2. Восстановительный: восстановление с помощью водорода, углерода на катализаторе до молекул азота. Самый распространенный метод.
3. Карбамидный: с помощью специальной промышленной установки из дымовых газов удаляются оксиды серы и азота.
4. Специальный топочный режим: двух-, трехступенчатое сжигание топлива, подача влаги в место горения и другие. Горение должно происходить при как можно более низкой температуре и малом избытке воздуха.

Очистка газов перед выбросом в атмосферу частично обеспечит решение экологической проблемы. Снизить выбросы также помогут следующие меры: совершенствование горелочных приспособлений, применение устройств с пониженным образованием оксидов азота, двухсветный экран.

Air pollution, ecosystems and biodiversity

Загрязнение воздуха,  в частности выбросы серы и азота, а также приземный озон, оказывают влияние на экосистемы, поскольку влияют на их способность функционировать и расти. Выбросы как диоксида серы, так и оксидов азота откладываются в воде, на растительности и на почвах в виде «кислотных дождей», тем самым повышая их кислотность с неблагоприятным воздействием на флору и фауну. В конечном итоге подкисление влияет на способность экосистем предоставлять «экосистемные услуги», такие как, например, круговорот питательных веществ и круговорота углерода, а также водоснабжение, от которого зависит жизнь планеты и человека.

Повышенный уровень приземного озона также вызывает повреждение клеточных мембран растений, подавляя ключевые процессы необходимые для их роста и развития. Потеря растительного покрова влияет на всех нас. Деревья и другая растительность поглощают загрязняющие вещества, такие как избыточный диоксид азота, озон и твердые частицы, через листья и иголки, и тем самым помогают улучшить качество воздуха. Таким образом, наличие меньшего растительного покрова означает меньшую фильтрующую способность для очистки воздуха, которым мы дышим.

Эвтрофикация, процесс накопления питательных веществ, в том числе азота, в водоемах, часто является результатом загрязнения воздуха. Перегрузка питательными веществами в водных экосистемах может вызвать цветение водорослей и, в конечном итоге, потерю кислорода и жизни. подвергаются воздействию как сами экосистемы, так и их биологическое разнообразие.

Еще хуже то, что в конечном итоге, это затрагивает и человеческое население. Вредные концентрации загрязняющих веществ могут напрямую попадать в нашу питьевую воду, особенно через просачивание грунтовых вод. Таким же образом качество воды может ухудшиться, поскольку загрязнение воздуха отрицательно влияет на растительность, что помогает естественным образом фильтровать наши системы водоснабжения. Пострадавшая растительность также имеет негативные последствия для другой важной экосистемной услуги: улавливания углерода и, следовательно, уменьшения воздействия изменения климата.
Что мы делаем
Конвенция устанавливает целевые показатели для различных загрязнителей воздуха и, таким образом, помогает странам смягчать их воздействие на экосистемы и биоразнообразие. Ряд органов в рамках Конвенции осуществляют мониторинг и расследование воздействия основных загрязнителей воздуха на различные части экосистем. В целом, эта работа поможет странам в достижении Целей в области устойчивого развития, таких как Цель сохранение экосистем суши (ЦУР 15), сохранение морских экосистем (ЦУР 14) и ответственного потребления и производства (ЦУР 12).
В частности, Международная совместная программа по оценке и мониторингу воздействия загрязнения воздуха на реки и озера оценивает степень подкисления и географический охват подкисления поверхностных вод. Целью Международной совместной программы по комплексному мониторингу воздействия загрязнения воздуха на экосистемы является мониторинг состояния экосистем, их изменений и воздействия загрязнителей воздуха и изменения климата в долгосрочной перспективе, а также разработка и проверка моделей для моделирования реакций экосистем на эти изменения.
Международная совместная программа по оценке и мониторингу воздействия загрязнения воздуха на леса предоставляет периодический обзор состояния лесных экосистем с точки зрения здоровья, продуктивности, разнообразия и питания. Международная совместная программа по воздействию загрязнения воздуха на естественную растительность и сельскохозяйственные культуры проводит оценку воздействия загрязнителей воздуха, особенно озона на уровне земли, на полу-естественную растительность и сельскохозяйственные культуры. Кроме того, Целевая группа по реактивному азоту разрабатывает техническую и научную информацию и поощряет координацию политики в области загрязнения воздуха азотом в контексте азотного цикла.

Загрязнение парков азотом и серой

Избыточный азотный сток и атмосферные отложения могут воздействовать на водно-болотные угодья и эстуарии.

Загрязненный воздух перемещается в парки с ветром, откладывая соединения азота и серы, которые могут подкислять или искусственно удобрять (обогащать) почвы и поверхностные воды. Осаждение азота происходит как из природных (лесные пожары и молнии), так и из антропогенных источников (электростанции, промышленные объекты и сельское хозяйство). Крупнейшими источниками осаждения серы являются выбросы диоксида серы при сжигании ископаемого топлива на электростанциях и других промышленных объектах. Национальные парки охраняют высокогорные озера и ручьи, альпийские луга, лишайники и пустынные кустарники, чувствительные к этим отложениям.

• Каковы последствия избытка азота и серы?
• Что происходит в парках?
• Сколько слишком много?
• Откуда мы знаем?

Каковы последствия избытка азота и серы?

Атмосферное осаждение азота и серы может привести к изменению химического состава воды (окисление). Это влияет на водные растения и животных, от диатомей и насекомых до амфибий и рыб. Осаждение также может вызывать химические изменения в почвах, которые изменяют микроорганизмы, растения и деревья. Азот является важным питательным веществом для растений, но избыток азота из атмосферных отложений может вызвать стресс для экосистем. Избыток азота действует как удобрение, благоприятствуя некоторым растениям и оставляя другие в невыгодном положении. Это создает дисбаланс в природных экосистемах и со временем может привести к:

• изменение видов растений и животных,
• увеличение нашествий насекомых и болезней,
• нарушение экосистемных процессов (таких как круговорот питательных веществ) и
• изменения частоты пожаров.

Избыток азота может также вызвать цветение токсичных водорослей, гибель рыб и утрату разнообразия растений и животных в прибрежных и эстуарных экосистемах. Оценки риска подкисления НПВ и оценки риска азота ранжируют риск парка в соответствии с воздействием загрязняющих веществ, чувствительностью экосистемы и мандатами по защите парка. Узнайте больше о последствиях загрязнения воздуха в парках, выполнив поиск чувствительных к кислоте пород деревьев по парку или посетив страницы «Профили воздуха в парках» и «Продукты инвентаризации AQRV».

Что происходит в парках?

Исследования в парках по всей стране показали, что отложения азота и серы вызывают изменения экосистем чаще всего в средах с низким содержанием питательных веществ. Виды растений и круговорот питательных веществ в почве могут быстро меняться, когда в этих средах слишком много азота. Экосистемы высокогорья в Скалистых горах, Каскадах и Сьерра-Неваде очень чувствительны к повышенному содержанию азота. Альпийские озера в этих районах естественно бедны питательными веществами, что приводит к внезапным изменениям водорослей с небольшими добавками. Кроме того, осаждение азота повлияло на здоровье наземных и водных экосистем на восточной стороне национального парка Роки-Маунтин. В национальном парке Джошуа-Три неместные травы, удобренные осаждением азота, распространились настолько сильно, что увеличилась частота пожаров.

Самая большая нагрузка на водоемы в результате осаждения азота и серы в восточной части США — это подкисление. В национальных парках Шенандоа и Грейт-Смоки-Маунтинс наблюдается хроническое закисление. Это произошло в результате многолетнего сильного загрязнения, большая часть которого произошла до сокращения выбросов, требуемого Законом о чистом воздухе. Многие пострадавшие ручьи по-прежнему непригодны для обитания местной ручьевой форели и ее источников пищи.

Узнайте больше о влиянии осаждения азота и серы на отдельные парки в нашем разделе о парках.

Изменения видов и качества среды обитания в результате осаждения могут также повлиять на экосистемные услуги, такие как очистка воды, местный бизнес, регулирование климата, эстетическое наслаждение, рыболовство и сохранение биоразнообразия.

Сколько слишком много?

Здоровые экосистемы могут естественным образом нейтрализовать определенное количество загрязнения, но по мере накопления азота и серы достигается пороговое значение, при котором экосистеме наносится вред. «Критическая нагрузка» — это термин, используемый для описания количества загрязнения, выше которого происходят вредные изменения в чувствительных экосистемах (Porter 2005). Если осаждение остается ниже этих уровней, экосистемы обычно защищены от ущерба. Некоторые части экосистемы более чувствительны, чем другие, поэтому воздействие нагрузки загрязняющих веществ в экосистемах будет различным. Например, критические нагрузки для поверхностных вод, которые могут поддерживать здоровую рыбу, отличаются от критических нагрузок для здоровых лесов. Узнайте больше о критических нагрузках и узнайте, какие экосистемы подвергаются риску из-за осаждения азота в каждом национальном парке.

Служба национальных парков следит за загрязнением воздуха во многих национальных парках и вблизи них.

Откуда мы знаем?

Соединения азота и серы контролируются Службой национальных парков и межведомственными партнерами во многих национальных парках и вблизи них. Мы также отслеживаем информацию о конкретных парках о состоянии и тенденциях содержания азота и серы. Узнайте больше о:

• Мониторинг влажного азота и серы
• Мониторинг сухого азота и серы

Загрузка результатов…

Метки: критические нагрузки обогащение питательными веществами осаждение серы кислотное осаждение осаждение азота

Критерии Загрязнители | NH Department of Environmental Services

Двуокись серы (SO

₂ )

SO ₂ в основном образуется при сжигании ископаемого топлива (угля и нефти) на электростанциях и других промышленных объектах, а также при сжигании дизельного топлива в транспортных средствах.

Воздействие на здоровье и окружающую среду:

• Кратковременное воздействие SO ₂ может нанести вред дыхательной системе человека как непосредственно, так и путем образования мелких твердых частиц, известных как PM _{2. 5} .
• Повышенные концентрации SO ₂ в атмосфере могут реагировать с другими соединениями из мелких частиц, которые способствуют загрязнению твердыми частицами, снижают видимость и вызывают местную дымку.
• При высоких концентрациях газообразные оксиды серы могут нанести вред деревьям и растениям, повреждая листву и замедляя рост в результате кислотных дождей.

Статус достижения:

После зарегистрированных нарушений SO ₂ NAAQS в конце 1970-х годов Нью-Гэмпшир в настоящее время находится на уровне достижения SO ₂ , и с начала 1980-х нарушений стандартов не было.

Подробнее: Двуокись серы

 

Угарный газ (CO)

CO представляет собой газ без запаха, который может образовываться в результате неполного сгорания ископаемого топлива в котлах и двигателях, но в основном в автомобилях, грузовиках и автобусах. . CO обнаруживается в более высоких концентрациях в плохо проветриваемых гаражах, туннелях или зонах с более высокой интенсивностью движения и заторами, обычно вызванными светофорами в районе, окруженном или окруженном зданиями.

Здания создают эффект каньона, удерживая CO в замкнутом пространстве.

Воздействие на здоровье и окружающую среду:

• Высокие концентрации CO снижают количество кислорода, которое может транспортироваться к сердцу и мозгу, и могут вызывать головокружение, спутанность сознания, потерю сознания и смерть.
• Когда уровни CO повышены на открытом воздухе, они могут вызывать особую озабоченность у людей с некоторыми типами сердечных заболеваний, особенно если эти люди занимаются спортом или испытывают повышенный стресс.

Статус достижения:

Города Манчестер и Нашуа были признаны недостижимыми для CO с 1970-х годов. Однако уровни выбросов CO значительно улучшились благодаря федеральным стандартам выхлопных труб для новых автомобилей, улучшению транспортного потока в обоих городах и обязательной ежегодной программе проверки выбросов для большинства автомобилей с 1986 по 1994 год в районе Нашуа. В результате с середины 1990-х годов компания NH достигла соответствия требованиям NAAQS по выбросам CO.

Подробнее: Монооксид углерода

 

Двуокись азота (NO

₂ )

NO ₂ относится к группе высокоактивных газов, известных как оксиды азота (NOx). Когда NOx и некоторые летучие органические соединения вступают в химическую реакцию в присутствии сильного солнечного света, они образуют озон или «смог». NO ₂ в первую очередь является результатом сжигания топлива в коммунальных и промышленных котлах, а также в автомобилях и грузовиках.

Воздействие на здоровье и окружающую среду:

• НЕТ ₂ может раздражать дыхательные пути, усугублять астму и повышать восприимчивость к респираторным инфекциям.
• NOx реагирует с другими химическими веществами в воздухе с образованием твердых частиц, озона и кислотных дождей.
• Частицы нитратов, образующиеся в результате NOx, ухудшают видимость и вызывают местную дымку.
• NOx в атмосфере способствует загрязнению прибрежных вод питательными веществами.

Статус достижения:

В то время как средства контроля выбросов NOx были добавлены к электростанциям и автомобилям, рост спроса на энергию и количество пройденных транспортных средств миль свел на нет некоторые преимущества мер контроля. В Нью-Гэмпшире измерено NO ₂ уровни оставались относительно стабильными или показали небольшое общее снижение за последние 20 лет. В штате Нью-Гэмпшир действует NAAQS № ₂ . Однако, поскольку штат Нью-Гэмпшир входит в регион переноса озона (OTR), NHDES должна представить SIP для загрязняющих веществ, образующих озон, независимо от статуса достижения.

Подробнее: Двуокись азота

 

Озон (O

₃ )

Озон представляет собой газ, состоящий из трех атомов кислорода. Озон встречается как в верхних слоях атмосферы, так и на уровне земли. В верхних слоях атмосферы O ₃ защищает нас от вредных ультрафиолетовых лучей солнца, но на уровне земли он является вредным загрязнителем воздуха и основным ингредиентом «смога».

Воздействие на здоровье и окружающую среду:

• Озон в воздухе, которым мы дышим, может нанести вред нашему здоровью. Люди, наиболее подверженные риску вдыхания воздуха, содержащего озон, включают людей с астмой, детей, пожилых людей и людей, которые активны на открытом воздухе, особенно работающих на открытом воздухе.
• Вдыхание озона может вызвать различные проблемы со здоровьем, включая боль в груди, кашель, раздражение горла и воспаление дыхательных путей. Это также может снизить функцию легких и повредить легочную ткань. Озон может усугубить бронхит, эмфизему и астму, что приводит к увеличению объема медицинской помощи.

Статус достижения:

Нью-Гэмпшир был назначен на достижение 2008 и 2015 O ₃ NAAQS на уровне штата. Однако, поскольку NH включен в регион переноса озона (OTR), NHDES должен представить SIP для загрязняющих веществ, образующих озон, независимо от статуса достижения.

Подробнее: Озон

 

Свинец (Pb)

Свинец — это тяжелый металл, который может оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье при проглатывании или прямом вдыхании. Хотя источники выбросов свинца различаются по стране, основными источниками свинца являются загрязненная свинцом почва, пыль и краска; источники транспорта, использующие свинец в своем топливе; сжигание угля, плавильные заводы, производители свинцово-кислотных аккумуляторов и установки для сжигания твердых бытовых отходов. В результате регулирующих усилий Агентства по охране окружающей среды, включая удаление свинца из автомобильного бензина, уровень содержания свинца в воздухе по стране снизился на 9%.8% в период с 1980 по 2014 год.

Воздействие на здоровье и окружающую среду:

• В зависимости от уровня воздействия свинец может отрицательно влиять на нервную систему, функцию почек, иммунную систему, репродуктивную систему и систему развития, а также сердечно-сосудистую систему. Воздействие свинца также влияет на способность крови переносить кислород.
• Наиболее распространенными эффектами свинца, с которыми сталкиваются современные группы населения, являются неврологические эффекты у детей и сердечно-сосудистые эффекты у взрослых. Младенцы и дети младшего возраста особенно чувствительны даже к низким уровням свинца, что может способствовать поведенческим проблемам, нарушениям обучения и снижению IQ.

Статус достижения:

Нью-Гэмпшир в настоящее время признан ведущим в штате. Поскольку в Нью-Гэмпшире никогда не было обозначения недостижения свинца, здесь нет зон технического обслуживания.

Подробнее: Свинец

 

Твердые частицы (ТЧ)

Твердые частицы (ТЧ) — это смесь твердых частиц и капель жидкости, состоящая из сотен различных химических веществ. Некоторые частицы, такие как пыль, грязь, сажа или дым, достаточно большие или темные, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Другие настолько малы, что их можно обнаружить только с помощью электронного микроскопа. Загрязнение частицами включает:

• PM ₁₀ : вдыхаемые частицы диаметром обычно 10 мкм и меньше; и
• PM _2,5 : мелкие вдыхаемые частицы диаметром обычно 2,5 мкм и меньше.

ТЧ могут выделяться непосредственно со строительных площадок, грунтовых дорог, полей, дымовых труб или пожаров. Большинство ТЧ образуется в атмосфере в результате сложных реакций таких химических веществ, как SO ₂ и NOx.

Воздействие на здоровье и окружающую среду:

• Воздействие PM ₁₀ и PM _2.5 может поражать как легкие, так и сердце. Многочисленные научные исследования связывают воздействие ТЧ с преждевременной смертью у людей с заболеваниями сердца или легких, несмертельными сердечными приступами, нерегулярным сердцебиением, обострением астмы, снижением функции легких, усилением респираторных симптомов, таких как раздражение дыхательных путей, кашель или затрудненное дыхание.