Индивидуальный проект по географии по теме: Глобальные проблемы атмосферы.

Министерство просвещения          Российской        Федерации
      государственное автономное           профессиональное
      образовательное учреждение Свердловской   области  «Уральский колледж бизнеса, управления и технологии красоты»

Проект

Индивидуальный проект по дисциплине: География
            На тему: Экологические проблемы атмосфер

                                                               Автор: студентка группы 119ТР 
                                                                  Е.С.Макеева.
                                                               Преподаватель: Е.А.Гаренкова
                                         




                                    

                                        Екатеринбург 2022                                   

Содержание:                                  

Введение...................................................................................................................3

Глава 1  Характеристика атмосферы и её изучение…………….........................................................…………...……………4

1.1 Понятие атмосферы и её характеристики…………………….…………......4

1.2  Профессии, связанные с изучением атмосферы………….......................................................................…….................5

1.3 Экологический мониторинг атмосферного воздуха. Методы исследования атмосферы экологических проблем………………............................................................................……….....6

Глава 2  Актуальные проблемы атмосферы……...............................….....................................................................8

2.1 Проблемы атмосферы……………………...………………….……...………8

2.2 Методы борьбы с проблемами атмосферы экологических проблем…...............................................................................................................9

Заключение............................................................................................................12

Список литературы...............................................................................................13
   .
                  

                                            Введение

 Вся жизнь человека неразрывно связана с атмосферным воздухом. Для нормальной жизнедеятельности он должен удовлетворять многим параметрам. Температура, влажность, давление, процентное содержание углекислого газа, степень загрязнённости -это лишь малая часть параметров, от которых зависит жизнедеятельность. При их отклонении от нормы у человека может ухудшиться трудоспособность, самочувствие и здоровья в целом.
 На сегодняшний день самой большой и опасной проблемой является истощение и разрушение природной среды, нарушение внутри неё экологического равновесия в результате растущей и плохо контролирующей деятельностью людей. Исключительный вред приносят производственные и  транспортные катастрофы, которые ведут к массовой гибели живых организмов, заражению и загрязнению мирового океана, атмосферы, почвы.
Но ещё больше негативное воздействие оказывают непрерывные выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Цель: найти способы (пути) решения экологических проблем атмосферы в современном мире.

Задачи:

-Изучить понятия атмосферы, и
охарактеризовать её основные физические характеристики.

-Выявить, люди, каких профессий заняты изучением атмосферы.

-Изучить методы исследования атмосферы.

-Выяснить актуальные проблемы атмосферы.

-Найти методы борьбы с экологическими проблемами атмосферы.

 Объект: атмосфера.

 Предмет: экологические проблемы атмосферы.

 Методы: сбор и анализ литературы, обобщение, исторический метод, синтез.

              ГЛАВА 1 Характеристика атмосферы и её изучение
   
           1.1  Понятие атмосферы и её основные характеристики

 Атмосфера - это газовая оболочка земли, именно благодаря атмосфере стало возможным зарождение и дальнейшее развитие жизни на нашей планете.
 Сформировавшаяся миллиарды лет назад газовая оболочка Земли претерпевает изменения, с которым до настоящего времени не сталкивалась и не готова. Результатом такого воздействия может быть такое изменение состава и структуры атмосферы, который как раньше приведет к глобальным изменениям. 3,5 млрд. лет назад изменения в составе газовой оболочки Земли, а именно появление кислорода и увеличение его количества, привели к возникновению жизни. Последствия человеческого воздействия на состав воздуха дают основание полагать, что новые перемены приведут к обратному эффекту.
 С момента образования Земли ее газовая оболочка прошла несколько преобразований. Сначала она состояла из легких газов - гелия и водорода. Затем, в результате активной вулканической деятельности, состав газов расширился. Появились углекислый газ, аммиак и водяной пар. Химические реакции на планете продолжались. Легкие газы улетучились в космическое пространство. Остальные продолжали подвергаться сильному ультрафиолетовому излучению.

 Главные свойства атмосферы: давление, влажность, температура и плотность.

Атмосферное давление - это давление газовой оболочки нашей планеты, атмосферы, которое действует на все имеющиеся в ней предметы, а также земную поверхность. Давление соответствует силе, которая действует в атмосфере на единицу площади. [1]
 Влажность воздуха - это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.
 Температура - характеризует степень нагретости тела (холодное, тёплое, горячее). - (от лат. temperatura — надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние), физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Тепловым равновесием называют – такое состояние тел, при котором температура во всех точках системы одинакова. [2]
  Плотность воздуха — это физическая величина, характеризующая удельную массу воздуха при естественных условиях или массу газа атмосферы Земли на единицу объема. Величина плотности воздуха представляет собой функцию от высоты производимых измерений, от его влажности и температуры. [3]
 Почему и вследствие чего создается атмосферное давление - Специалисты, изучающие атмосферу Земли и различные метеорологические явления, тщательно следят за тем, как перемещаются воздушные массы. Это основной фактор, влияющий на климатические условия той или иной местности. Эти наблюдения дали возможность понять, почему возникает атмосферное давление. Всему виной гравитация. Путем множества экспериментов доказано, что воздух отнюдь не невесомый. Он состоит из различных газов, которые имеют определенный вес. Таким образом, на воздух действует сила притяжения Земли, которая и способствует образованию давления.
Вокруг земного шара масса воздуха неодинаковая. Соответственно колеблется и уровень атмосферного давления. На участках с большей массой воздуха наблюдается более высокое давление. Если же воздуха меньше (его также называют разреженным в таких случаях), то и давление ниже. [4]
 Сделаем вывод о том, что атмосфера, которая сформировалась миллиарды лет назад- претерпевает большие экологические изменения, с которыми ещё не сталкивалась. Результатом такого воздействия может быть изменение состава и структуры атмосферы. С момента образования Земли ее газовая оболочка состояла из легких газов - гелия и водорода. Затем, в результате активной вулканической деятельности, состав газов расширился- появились: углекислый газ, аммиак и водяной пар. Специалисты, изучающие атмосферу следят за тем, как перемещаются воздушные массы -это основной фактор, влияющий на климатические условия.
 
     1.2  Профессии, связанные с изучением атмосферы
 Эти данные нужны и сельскохозяйственным предприятиям. Также существует такая отрасль науки об атмосфер, как радиометеорология. А в последние десятилетия получило развитие еще одно направление – спутниковая метеорология.
Изучением воздушной оболочки Земли занимаются, главным образом, представители двух профессий – синоптики и метеорологи. Какова разница между этими двумя профессиями?

 Метеорологи принимают участие в различных экспедициях. Нередко их работа проходит на полярных станциях, высокогорных плато, а также аэродромах и океанских лайнерах. Метеоролог не может отвлечься ни на минуту от своих наблюдений. Какими бы незначительными ни казались колебания, он должен вносить их в специальный журнал.
 Синоптики отличаются от метеорологов тем, что занимаются предсказанием погоды при помощи анализа физиологических процессов. Кстати, термин «синоптик» происходит из древнегреческого языка и переводится - «обозревающий на месте». [5]
Мы узнали, что изучением воздушной оболочки Земли занимаются представители двух профессий - синоптики и метеорологи.
 Метеорологи принимают участие в различных экспедициях. Нередко их работа проходит на полярных станциях, высокогорных плато, а также аэродромах и океанских лайнерах.
 Синоптики отличаются от метеорологов тем, что занимаются предсказанием погоды при помощи анализа физиологических процессов.

 1.3. Методы исследования атмосферы. Экологический мониторинг атмосферного воздуха

 Представляет собой систематическое измерение количества загрязняющих веществ в атмосфере с целью оценки его качества и степени их воздействия на чувствительные объекты, например: людей, животных, растения. Косвенной целью мониторинга также является локализация местоположения и идентификация источника загрязнения воздуха. Физически, загрязняющиеся вещества можно классифицировать на газообразные и твердофазные дисперсные, а химически активные, обладающие вредным воздействием и пассивные.
Из всего множества химических веществ, биологических и физических компонентов воздуха ( за исключением азота и кислорода), объектом данного вида мониторинга, являются те, чье воздействие, эмпирических, как правило, наблюдений, приводит последствиям. Соответственно, предельно допустимые концентрации этих загрязняющих веществ также установлены из многолетнего опыта наблюдений и специально проводимых исследований.
Текущая концентрация загрязняющих веществ в данной точке атмосферы формируются под воздействием баланса поступления вредных веществ и их рассеивания в воздухе. Для качественного и количественного определения содержания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ применяются газоанализаторы и хроматографы различных конструкций и производителей. Газоанализаторы, как правило, специализированы для использования в специфических условиях применения: таких, как в воздухе рабочей зоны, газовых промышленных и вентиляционных выбросах, автомобильных выбросах, технологических газовых средах, свободных зонах природных и урбанистических ландшафтов. В зависимости от конкретного назначения, газоанализаторы контролируют определенные наборы загрязняющих веществом одного (СО) до нескольких (Н2S, SO2, NO) и основаны на физических принципах. Другим  распростарнным классом приборов для анализа загрязняющих веществ являются хроматографы.
Хроматография-метод разделения и анализа смесей, основаны на различном распределении их компонентов между двумя фазами - неподвижной и подвижной (элементом).
Хроматографический метод всегда связан с движением газообразной или жидкой среды, содержащей смесь разделяемых веществ, через неподвижный  слой сорбента, состоящий из отдельных зернышек или волокон. [6]
 Для изучения физического состояния атмосферы производятся как инструментальные, так и визуальные наблюдения. Инструментальные наблюдения осуществляются с помощью специальных приборов, устанавливаемых у поверхности земли на метеорологических станциях, и приборов, поднимаемых на резиновых шарах, самолетах, аэростатах и воздушных змеях. При инструментальных наблюдениях получают сведения о температуре, влажности, давлении воздуха, скорости и направлении ветра у поверхности земли и на высотах до 30—40 км. Кроме того, с их помощью определяется высота нижней и верхней границ облаков, количество осадков, состав воздуха, распределение лучистой энергии и т. п. Визуальные наблюдения ведутся на метеорологических станциях (рис. 3). В процессе этих наблюдений определяют форму и количество облаков (т. е. степень покрытия неба), дальность горизонтальной видимости (степень прозрачности воздуха), характер выпадающих атмосферных осадков, интенсивность метелей и пр. Метеорологическая станция. Существуют и косвенные методы изучения строения атмосферы. Косвенные методы применяются главным образом для получения сведений о высоких слоях атмосферы, которые пока малодоступны для зондирования. К косвенным методам относятся наблюдения за световыми явлениями в атмосфере, распространением звуковых волн и радиоволн. Такие световые явления, как полярные сияния, светимость ночного неба, след метеоров, яркость сумеречного неба и др., позволяют судить о плотности и температуре воздуха, скорости и направлении воздушных потоков. Из косвенных способов изучения атмосферы можно также отметить следующие: по перламутровым облакам определяется ветер и влажность воздуха на высотах 22—26 км, по серебристым облакам — воздушные течения на высотах 80—90 км; по аномальному распространению звука устанавливается температура, давление, ветер; те же элементы определяются по метеорным следам на высотах 50—150 км; по ультрафиолетовой радиации определяется содержание озона, по излучению ночного неба — состав и температура воздуха на высотах 60—70 км, по полярным сияниям — на высотах 80—1000 км. Метеорологическими и геофизическими ракетами определяется давление, плотность и температура воздуха, а также солнечный спектр и др. Наиболее  распространенным радиометеорологическим прибором является радиозонд - изобретение. Молчанова. Выпускаемый на резиновом шаре в свободную атмосферу, радиозонд в полете регистрирует давление, температуру и влажность воздуха, а результаты измерений по радио передает условными сигналами. Сигналы улавливаются радиоприемниками и расшифровываются наблюдателями. После быстро произведенной обработки получают значения метеорологических элементов на различных высотах. [7]
 Сделаем вывод о том, что экологический мониторинг атмосферного воздуха.- представляет собой систематическое измерение количества загрязняющих веществ в атмосфере с целью оценки его качества и степени их воздействия на чувствительные объекты, например: людей, животных, растения. А также мы узнали, что физически, загрязняющееся вещества можно классифицировать на газообразные и твердофазные дисперсные, а химически-на активные, обладающие вредным воздействием, и пассивные. И что для изучения физического состояния атмосферы производятся как инструментальные, так и визуальные наблюдения.

                ГЛАВА 2.  Актуальные проблемы атмосферы

                                      2.1 Проблемы атмосферы

 Могущество цивилизации и, прежде всего, научно - технического прогресса, может быть использовано не только во благо, но и во вред, может служить источником смертельной опасности для всего живого на Земле. За время своего существования и особенно в XX веке человечество уничтожило около 70% всех естественных экологических (биологических) систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности, и продолжает их "успешное" уничтожение.
Человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ, которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не поддаются или слабо поддаются переработке.
Наибольшую опасность вызывают изменения, происходящие в атмосфере.        Огромное влияние на состояние атмосферного слоя оказывает деятельность человека.

 К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы следует отнести:
1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т. углекислого газа в год.
2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди.
3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы.
4. Производственная деятельность.
5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).
6. Выбросы предприятиями различных газов.
7. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель – монооксид углерода.
8. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота.

 За время своего существования и особенно в XX веке человечество уничтожило около 70% всех естественных экологических (биологических) систем на планете, которые способны перерабатывать отходы человеческой жизнедеятельности, и продолжает их "успешное" уничтожение.
Человек выбрасывает в окружающую среду тысячи тонн веществ, которые в ней никогда не содержались и которые зачастую не поддаются или слабо поддаются переработке.
Наибольшую опасность вызывают изменения, происходящие в атмосфере. Огромное влияние на состояние атмосферного слоя оказывает деятельность человека.
 Сделаем вывод о том, что загрязненение окружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения экологических связей в экосистемах стали глобальными проблемами. И если человечество будет продолжать идти по нынешнему пути развития, то его гибель, как считают ведущие экологи мира, через два, три поколения - неизбежна.

2.2 Методы борьбы с проблемами атмосферы экологических проблем

 Проблема загрязнения атмосферного воздуха очень актуальна, особенно если учесть, что экология сильно ухудшилась за последние несколько десятков лет. И решать ее нужно комплексно и несколькими путями.
 Рассмотрим несколько эффективных мероприятий по профилактике загрязнения атмосферного воздуха:
Для борьбы с загрязнением воздуха на отдельных предприятиях следует в обязательном порядке устанавливать очистные и фильтрующие сооружения и системы. А на особо крупных промышленных заводах нужно начать введение стационарных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха.
Во избежание загрязнения воздуха автомобилями следует переходить на альтернативные и менее вредные источники энергии, например, солнечные батареи или электричество.
В защите атмосферного воздуха от загрязнений поможет замена горючих видов топлива более доступными и менее опасными, такими как вода, ветер, солнечный свет и прочие, не требующие горения.
Охрана атмосферного воздуха от загрязнения должна поддерживаться на государственном уровне, и уже есть законы, направленные на его защиту. Но также нужно действовать и осуществлять контроль в отдельных субъектах РФ. Одним из действенных способов, которые должна включать охрана воздуха от загрязнения, является налаживание системы утилизации всех отходов или их переработка.
Для того, чтобы промышленные предприятия выбрасывали в атмосферу меньше ядовитых веществ, предлагается несколько способов:
 Абсорбционный (поглотительный): предполагает установку фильтров из активированного угля, известняка и его щелочных растворов, аммиака. Эти вещества отлично впитывают в себя вредные газы. К плюсам этого способа относят хорошее качество очистки и простоту. Однако устройства с фильтрами занимают достаточно много места, а также необходимо периодически менять очистительную жидкость.
Окислительный способ хорош тем, что выжигает в воздух горючие вредные примеси. К минусу такого метода относят выделение углекислого газа.
Каталитический: ядовитые пары и газы пропускают через твёрдые катализаторы, ускоряющие процесс отделения вредных веществ и примесей. Способ хоть и действенный, но требует огромных средств и тратит много энергии.
 Механический способ применяют уже достаточно редко. Газ загоняют в специальные турбины, где винтами, создающими вихри, собираются ядовитые частицы. Кроме высоких затрат энергии и необходимости постоянного обслуживания аппарата (удаление с винтов собранных частиц) этот способ малоэффективен, слабо очищает воздух.
 Электроогневой способ – самый новый и самый эффективный из всех существующих способов очистки газов. Необходимое для очистки загоняется в сосуды, а после - пропускается сквозь наэлектризованное пламя. К сожалению этот метод очень трудно осуществить и поэтому применяется редко.
 Иногда лучше сочетать сразу несколько способов очистки воздуха от ядовитых веществ. Чтобы обезопасить атмосферу от выбросов в неё выхлопных газов из промышленных и выхлопных труб, в них устанавливаются фильтры, специальные добавки, в которые не входит свинец, каталитические нейтрализаторы. Очень важно следить за качеством заливаемого топлива: дешёвое масло и бензин выделяют слишком много вредных веществ. Стали выпускаться новые модели автомобилей, выбрасывающие в атмосферу значительно меньше ядовитых газов. Во многих странах общественный транспорт стал полностью работать от электричества или на биотопливе. В некоторые транспортные средства устанавливают газобаллонное оборудование. Ведутся разработки двигателей, которые не нуждаются в переключении на другие режимы.
Организация крупных городов также требует изменений. Заводы, предприятия, автотрассы и аэропорты необходимо отделять от жилых районов плотной зелёной стеной из деревьев и кустарников, выступающих в роли естественного фильтра и генератора кислорода. Желательно, строить промышленные организации за чертой города.
Необходимо реформировать обработку мусора, которая уменьшит размеры свалок, испускающих при разложении метан и другие вещества, разрушающие озоновый слой. Можно ввести повторное использование материалов, использовать другие способы избавления от мусора, кроме сжигания.
В сельском хозяйстве рекомендуется предложить постепенный отказ от химикатов, отравляющих как почву, так и воздушную оболочку. Навоз и другие органические остатки можно использовать в качестве натуральных удобрений, безопасных для природы.

Сохранение лесов – одна из важнейших задач современности. Именно деревья постепенно снижают действие парникового эффекта, фильтруют воздух и выделяют кислород.
Со стороны государства необходимо издать ряд законов, предусматривающих введение ответственности за загрязнение воздуха. Создание специальной службы, которая в составе комиссии будет осматривать промышленные предприятия, следить за организацией городов.
Болота по праву считаются лучшими фильтрами нашей планеты. Вредные вещества оседая в них перерабатываются в безобидные. Благодаря сохранению болот в России наша страна может похвастаться одним из лучших состоянием атмосферы.
Необходимо распространить знания о загрязнении атмосферы среди всего населения. Тогда люди начнут соблюдать ряд мер, чтобы уменьшить количество выбросов ядовитых веществ в воздушное пространство.
Уже существует завод, перерабатывающий радиоактивные отходы с атомных электростанций и предприятий, производящих реактивное топливо. Если развить это направление, то тяжёлых металлов в атмосфере будет гораздо меньше.
Проблема загрязнения атмосферы на сегодняшний день наиболее актуальна. Необходимо скорее решать её, иначе бездействие приведёт к ужасным последствиям.[8] 

 Сделаем вывод о том, что основную роль в загрязнении играют промышленность и транспорт. Деятельность промышленных предприятий является ведущим фактором, оказывающим негативное влияние на качество природной среды. Среди основных промышленных загрязнителей воздуха можно выделить предприятия энергетики, лесопромышленного комплекса, химической и нефтехимической промышленности, на которые приходится около половины всех выбросов вредных веществ. Одним из действенных способов, которые должна включать охрана воздуха от загрязнения, является налаживание системы утилизации всех отходов или их переработка, для того, чтобы промышленные предприятия выбрасывали в атмосферу меньше ядовитых веществ, предлагается несколько способов: абсорбционный (поглотительный), механический электроогневой способы.

                                               Заключение

 В процессе работы над проектом, я углубила свои знания о свойствах и проблемах атмосферы. Приобрела умения и навыки выполнения индивидуального проекта. Выяснила, люди каких профессий заняты изучением атмосферы. Изучила понятие атмосферы, методы борьбы  и способы исследования.

 В итоге можно сказать, что проблема рационального использования природных ресурсов и оздоровления окружающей человека среды из региональной постепенно превращается в национальную, а затем и международную проблему, решение которой, зависит от совместных усилий всего международного сообщества. Для глобального решения проблемы необходимо обеспечить взаимодействие международной охраны окружающей среды, связанной с выполнением международных обязательств, договоров, национальной и региональной охраны природы.

                                         Список литературы

[1] (kimpy.ru)

[2]https://resh.edu.ru/subject/lesson/5898/conspect/15461/

[3] https://about-air.ru/svojstva-vozduha/plotnost-vozduha/plotnost-vozduha-pri-normalnyh-usloviyah.html

[4] https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2016/06/20/aktualnye-problemy-fiziki-atmosfery

[5] https://fb-ru.turbopages.org/turbo/fb.ru/s/article/337580/kak-izuchayut-atmosferu-opisanie-metodyi-i-sposobyi-issledovaniya-nauka-izuchayuschaya-atmosferu

[6] (cuberleninka.ru)

[7] https://collectedpapers.com.ua/ru/air_environment_of_the_earth/metodi-doslidzhennya-atmosferi

[8] https://bioso.ru/eko-problemy/puti-resheniya-zagryazneniya-vozduha.html

Скачано с www.znanio.ru