Проблема загрязнения атмосферы. Атмосфера. ЧС 3.0. Атмосфера Атмосфера

• Название: Атмосфера Атмосфера
• Анкор: Проблема загрязнения атмосферы
• Дата: 04.12.2021
• Размер: 37.72 Kb.
• Имя файла: Атмосфера. ЧС 3.0.docx
• Тип: Документы; #291561

Атмосфера

Атмосфера (от греч. аthmos - пар, sphaira – шар) –газообразная внешняя оболочка земного шара.

Общая масса атмосферы около 5,2*10 т, причем 90% ее сосредоточено в слое толщиной не более 16 км над земной поверхностью, Высота атмосферы 1.5 – 2 тыс. км над уровнем мор.

Воздушный бассейн – часть атмосферы над определенным участком Земли. О воздушном бассейне городов или промышленных районов говорят в связи с его загрязнением.

Роль атмосферы

1.Для дыхания живых организмов (в течение суток через легкие человека проходит 15 м воздуха).

2.Атмосфера регулирует тепловой режим Земли, способствует перераспределению тепла по земному шару.

3.Предохраняет Землю от чрезмерного остывания и нагревания. При отсутствии атмосферы температура поверхности Земли в течение суток колебалась бы в интервале 200 С (ночью от – 100 С, днем до +100С).

4.Защищает живые организмы от губительного воздействия ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Верхние слои атмосферы поглощают и рассеивают эти лучи.

5.Атмосфера живые организмы от падения метеоритов. Метеориты со скоростью (от 11 до 72 км/с) попадают в атмосферу, под влиянием щемного притяжения, раскаляются за счет трения о воздух и на высоте 60…70 км.

6.В атмосфере распределяются, рассеиваются солнечные лучи, что создает равномерное освещение. Наличие воздушной оболочки придает небу голубой цвет, так как молекулы основных элементов воздуха рассеивают главным образом лучи с короткой длиной волны, т.е. фиолетовые, синие и голубые.

7.Атмосфера является средой, в которой распространяются звуки, без воздуха на Земле царила бы тишина.
Строение атмосферы

Атмосферу принято разделять на слои (сферы), между которыми располагаются переходные слои – паузы.

Тропосфера – нижний слой атмосферы, в котором сосредоточено более 80% массы воздуха атмосферы, а также преобладающее количество атмосферных примесей, включая водяной пар, при конденсации и испарении которого образуется облачность, а непосредственно у земли – туман. Высота тропосферы в средних широтах составляет 10…12 км над уровнем моря, на полюсах – 7…10 км, над экватором – 16…18 км. Температура воздуха в тропосфере понижается с высотой -6 ⁰С на 1 км высоты и колеблется от 40 до -50 ⁰С. Выше тропосферы до высоты 50…60 км находится стратосфера. Между ними расположена тропопауза толщиной несколько сотен метров. Температура воздуха от границы тропосферы до высоты 30 км постоянная ( - 50 ⁰С), а затем начинает повышаться и на высоте 50 км достигает 10 ⁰С. Это связано с наличием озонового слоя (находящегося на высоте 20…25 км), который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца и вызывает нагрев воздуха. Следующий слой – мезосфера, который простирается до 80 км. Главная ее особенность – резкое понижение температуры с высотой (-75 ⁰С – 90 ⁰С у ее верхней границы). Здесь наблюдается серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов. Между стратосферой и мезосферой находится стратопауза. Следующий слой – термосфера или иносфера расположена от 80 до 800 км от поверхности земли и для нее характерно непрерывное повышение температуры с увеличением высоты. На высоте 150 км – температура 200…240 ⁰С, на высоте 500…600 км – температура превышает 1500 ⁰С. Между мезосферой и термосферой имеется мезопауза. Самый верхний слой – экзосфера, располагается от 800 до 2000 км. Температура в ней повышается до 2000 ⁰С. Экзосфера переходит в межпланетное пространство.

Газовый состав атмосферы

Атмосфера состоит из механической смеси газов: азота (78, 09% по объему), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), диоксида углерода (от 0,02% до 0,032%). Кроме этих основных газов в атмосфере присутствуют инертные газы: гелий, неон, криптон, водород, озон, метан, оксид азота, оксид углерода, на долю которых приходится около 0,01% по объему, а также водяной пар и пыль, занимающие 4% объема атмосферы. Основной состав атмосферы остается неизменным до высоты 600 км. Выше 600 км преобладает гелий до высоты 1600 км, а выше преобладает водород.

Озоновый экран планеты

Озоновый экран (озоносфера) – слой атмосфера в пределах стратосферы с повышенной концентрацией озона в 10 раз большей, чем у поверхности земли, лежащий на высотах 7…8 км на полюсах, 17…18 км на экваторе и до 50 км с наибольшей плотностью озона на высотах 20…25 км, создающий около 0,01 % по объему. Помимо газов в атмосфере имеются вода и аэрозоли, занимающие 4% объема атмосферы. Основной состав атмосферы остается неизменны до высоты 400…600 км. Выше 600 км преобладает гелий до высоты 1600 км, а далее преобладает водород.
Разрушение (истощение) озонового слоя
В 1979 г. Было зафиксировано значительное пространство в озоносфере планеты с пониженным содержанием озона над Антарктидой и это явление получило название озоновой дыры. Озоновые дыры имеют тенденцию изменять свои размеры, в 1987 г. Озоновая дыра над Антарктидой достигла своего максимума (темпы расширения – 4% в год), по космическим снимкам она занимала площадь около 7 млн км. В 1992 г. Это явление повторилось, и при этом было зарегистрировано снижение концентрации озона примерно на 50%. Аналогичные явления отмечены и в Арктике ( с весны 1986 г.), но размеры озоновой дыры в 2 раза меньше, чем над Антарктидой. В феврале 1993 г. над Арктикой наблюдалось уменьшение содержания озона на 10…40%, при чем «мини-дыры» фиксировались над северными районами Канады, Скандинавским полуостровом и Великобританией. В 1998 г. впервые зафиксирована озоновая дыра в районе экватора, ее площадь составляет примерно 4 тыс. км.

Высказано несколько гипотез образования озоновой дыры. Первая гипотеза связывает ее формирование с 11-летним циклом солнечной активности. В годы максимума солнечной активности (1975-1986 гг.) под влиянием излучений Солнца увеличивается содержание оксидов азота в стратосфере на 50…60% по сравнению со средними условиями, что приводит к уменьшению содержания озона.

Вторая гипотеза связывает образование озоновой дыры с общей циркуляцией атмосферы. Если при этом увеличивается поток оксидов азота, хлора, брома и др. антропогенного происхождения из низких и умеренных широт в высокие, это и вызывает уменьшение содержания озона.

К настоящему времени установлено существенное влияние на разрушение озонового слоя различных факторов естественного и антропогенного происхождения. Это – вулканические извержения, содержащие хлор; разложение минеральных удобрений, выделяющих оксиды азота; ядерные взрывы, при которых образуется большое количество оксидов азота; ежедневные полеты реактивных и сверхзвуковых самолетов; уничтожение природного озона – вырубка миллионов гектаров лесов. В последние годы установлено, что выбросы сверхзвуковых самолетов (оксиды азота) могут привести к разрушению 10% озонового слоя. Так, запуск космического корабля «Шаттл» приводит к гашению не менее 10 млн т озона.

После многочисленных международных экспедиций в Антарктиде было установлено, что наиболее сильное воздействие на озоновый экран оказывают хлорфторуглероды (фреоны), широко применяемые в качестве хладореагентов (холодильники, кондиционеры, рефрижераторы), пенообазователей и распылителей в аэрозольных упаковках. Фреоны – высоколетучие химически инертные у земной поверхности, негорючие, неядовитые вещества. Продолжительность пребывания фреонов в атмосфере составляет 50…200 лет. Фреоны, поднимаясь в верхние слое атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием оксида хлора, который при столкновении с молекулой озона выбивает из нее один атом. Озон при этом превращается в обычный кислород. Разрушителем озона также является бромистый метил, используемый в качестве дезинфицирующего вещества для почв, товаров и в качестве добавки к автомобильному топливу. Из бромистого метила высвобождается бром, который в 30…60 раз разрушительнее для озона, чем хлор.

Всего в мире производится около 1,4 млн. т озоноразрушающих веществ, при этом 1,5 кг фреонов на душу населения в западноевропейских странах, а в странах СНГ – менее 0,5 кг.

Загрязнение атмосферы

По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трех видов:

1. Биологическое — в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

2. Физическое — механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы теплого воздуха).

3. Химическое — загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы.

К природным источникам загрязнения относятся: извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем.

Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы - вулканическая и флюидная активность Земли Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет.

Антропогенные источники загрязнения обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести:

1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд. т углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860 - 1960 гг.) содержание СО2 увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05%.

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 (озоносферы).

4. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора).

5. Выбросы предприятий: недогоревшие углеводороды (сажа), окись углерода (угарный газ), продукты окисления примесей, содержащихся в топливе; оксиды азота, твёрдые частицы, кислоты серные и угольные, образующиеся при конденсации водяных паров, антидетонационные и выносительные присадки и продукты их разрушения, фосфор, радиоактивные выбросы, метан.

6. Сжигание топлива в факельных печах, в результате чего образуется самый массовый загрязнитель - монооксид углерода.

7. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог.

9. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

10. Вентиляционные выбросы с чрезмерной концентрацией озона из помещений с установками высоких энергий (ускорители, ультрафиолетовые источники и атомные реакторы) при ПДК в рабочих помещениях 0,1 мг/м3. В больших количествах озон является высокотоксичным газом.

При процессах сгорания топлива наиболее интенсивное загрязнение приземного слоя атмосферы происходит в мегаполисах и крупных городах, промышленных центрах ввиду широкого распространения в них автотранспортных средств, ТЭЦ, котельных и других энергетических установок, работающих на угле, мазуте, дизельном топливе, природном газе и бензине. Вклад автотранспорта в общее загрязнение атмосферного воздуха достигает здесь 40-50 %. Мощным и чрезвычайно опасным фактором загрязнения атмосферы являются катастрофы на АЭС (Чернобыльская авария) и испытания ядерного оружия в атмосфере. Это связано как с быстрым разносом радионуклидов на большие расстояния, так и с долговременным характером загрязнения территории. Высокая опасность химических и биохимических производств заключается в потенциальной возможности аварийных выбросов в атмосферу чрезвычайно токсичных веществ, а также микробов и вирусов, которые могут вызвать эпидемии среди населения и животных.
Экологические проблемы атмосферы
Экологические проблемы атмосферы возникли и усугубляются в связи с антропогенным влиянием на окружающую среду. Нынешний ее газовый состав сформировался благодаря способности зеленых растений, в процессе фотосинтеза и при помощи солнечной энергии, перерабатывать углекислый газ в кислород, который является основным источником для дыхания подавляющего большинства живых организмов на нашей планете. В составе атмосферы: кислорода 20,95%, азота – 78,08%, аргона до 0,038%, водяного пара – около 1%, остальное – это водород, гелий и загрязнители.

Главной функцией атмосферы является регулирование энергии. С одной стороны, она не дает проникать излишней и губительной для живых организмов энергии извне. С другой, задерживает «отраженную» энергию у поверхности Земли, что сглаживает неминуемые и сильные температурные колебания. Именно благодаря ей, на Землю такое количество и такая энергия, которая поддерживает жизнь на планете, а не уничтожает ее.

Основными формами загрязнения являются газы, испарения и осадки, пыль и взвешенные частицы, зола, шум, радиоактивное и магнитное излучение и аэрозоли. Некоторые формы сами являются загрязнителями, а другие несут в своем составе различные вещества и элементы. Это могут быть оксиды серы и азота, которые в верхних слоях взаимодействуют с водяным паром и выпадают в виде кислотных осадков на почву и в воду. Существенным загрязнителем в последние сто лет стал углекислый газ, количество которого в ее составе возросло на 10%. Это значит, что растения не справляются с таким его количеством. Появившиеся в недавнее время аэрозольные загрязнители искусственного происхождения, вступают во взаимодействие с молекулами озона, тем самым уменьшая его слой. ( в начало)

Последствиями загрязнений Атмосферы являются экологическте проблемы такие как: парниковый эффект, кислотные дожди, смоги, разрушение (истощение) озонового слоя, рассеивание вредных веществ.

«Парниковый эффект»

«Парниковый эффект» - постепенное потепление климата на нашей планете в результате увеличения концентрации в атмосфере парниковых газов (диоксида углерода, метана, оксида азота, фреонов). По данным Г. С. Голицына (1990), вклад парниковых газов в потепление климата составил: диоксида углерода (CO₂) – 66%, метана (СН₂₄) – 18%, фреонов – 8%, оксида азота (NO) – 3% и остальных газов (бензпирен, формальдегид, сероуглерод) - 5%.

«Парниковый эффект» атмосферы состоит в том, что атмосфера подобно стеклу в парниках (для выращивания растений) пропускает солнечное излучение (коротковолновое) к поверхности Земли, но препятствует длинноволновому (инфракрасному) тепловому излучению с земной поверхности, способствуя тем самым сохранению теплоты в атмосфере. Кроме того, при нагреве атмосферы увеличивается содержание водяного пара, что вследствие «парникового эффекта» также способствует дальнейшему повышению температуры воздуха.

Причины парникового эффекта:

• использование горючих полезных ископаемых в промышленности – угля, нефти, природного газа, при сжигании которых в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа и других вредных соединений;

• транспорт – легковые и грузовые автомобили выделяют выхлопные газы, которые также загрязняют воздух и усиливают парниковый эффект;

• вырубка лесов, которые поглощают углекислый газ и выделяют кислород, а с уничтожением каждого дерева на планете увеличивается количество СО2 в воздухе;

• лесные пожары – еще один источник уничтожения растений на планете;

• увеличение населения влияет на возрастание спроса продуктов питания, одежды, жилища, и чтобы это обеспечить, растет промышленное производство, которое все интенсивнее загрязняет воздух парниковыми газами;

• агрохимия и удобрения содержат различное количество соединений, в результате испарения которых выделяется азот – один из парниковых газов;

• разложение и горение мусора на полигонах способствуют увеличению парниковых газов.

Основным источником СО₂ является сжигание органического топлива (угля – 5 млрд. т в год, нефти – 3,2 млрд. т в год и др.) В итоге ежегодно сжигается более 9 млрд. т условного топлива. Сжигание угля и нефти сопровождается ежегодным выбросом в атмосферу около 18 млрд. т СО₂ и выделением 2*10²⁰ Дж теплоты. В общей сумме в атмосферу ежегодно выделяется 140 млрд. т СО₂, тем не менее полагают, что в атмосфере остаётся только от 35 до 45% СО₂, образующегося при сжигании топлива. Это объясняется поглощением диоксида углерода океаном, т. е. его холодными участками и возрастанием поглощения растительностью. Надо также учитывать, что один человек выделяет 4 тыс. л СО₂, а всё человечество за год 5,5*10¹⁷ т СО₂. Общее поступление СО₂ растет экспоненциально, увеличиваясь на 4-5% в год.

К газам, создающим парниковый эффект, относится и метан, содержание которого (в среднем около 1% в год) связано как с природными факторами (болото), так и с антропогенными (потери при добыче, транспортировке по трубам, распределении в городах, а также сжигание биомасс, рисовые поля, крупный рогатый скот, угольная шахта). Ежегодно в шахтах мира выбрасывается от 34 до 46*10⁶ т метана.

Увеличению в атмосфере концентрации оксида азота способствует расширение производства и применения азотных удобрений (ежегодно на 0,3%).

Содержание фреона или хлорфторуглеродов в атмосфере увеличивается ежегодно на 4%.

Однако, увеличение концентрации перечисленных газов по-разному влияет на величину парникового эффекта, что определяются особенностями поглощения самой молекулы газа. Так, вычисленное воздействие на 1 молекулу воздуха на парниковый эффект в 25 раз интенсивнее, чем в случае с CO₂, молекула фреона эффективнее в 11000 раз. Отмеченные обстоятельства играют существенную роль потеплении климата, связи с ростом концентрации метана и фреона в атмосфере Земли.

Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере привело к тому, то по сравнению с доиндустриальный периодом (концом XIX столетия) средняя температура воздуха повысилась на 0,5-0,6 ⁰C.

К началу 2000 годов это повышение составит уже 1,2 ⁰C, а к 2025 году это повышение может достигнуть 2,2 - 2,5 ⁰C.

При значительном повышении температуры воздуха (более 1,5- 2,0 ⁰C) площадь снежно-ледяного покрова начнет интенсивно уменьшаться. Уже в середине нынешнего столетия эта площадь сократится примерно на 10%, что уменьшило отражательную способность планеты, из-за чего и поднялась средняя температура земной поверхности.

Среди отрицательных последствии выделяется проблема повышения уровня Мирового океана, которая в настоящее время достигает примерно 25 см за 100 лет. Основные причины: таяние материковых и горных ледников, морских льдов и тепловое расширение вод океана. На Конгрессе в Киото (Япония, 1990 год) учёные пришли к выводу, я что уровень воды в мировом океане поднимается со скоростью 0,8 мм в год или на 8 см за 100 лет. подъём уровня Мирового океана может отрицательно повлиять на жизнь населения более 30 стран, располагающихся на морских побережьях. Поэтому по линии ЮНЕСКО действует Межправительственный комитет по предотвращению потепление климата и начала осуществляться Международная программа «Глобальная система наблюдений за уровнем океана» (ГЛОСС), которая поможет уменьшить негативные последствия повышения уровня.

Положительным экологическим последствиям относится увеличение интенсивности фотосинтеза за счет повышения концентрации CO₂ и связанное с этим увеличением продуктивности лесных экосистем и культурных растений.
Кислотные дожди
Кислотность той или иной среды обусловлена наличием свободных ионов водорода Н⁺. Концентрацию свободных ионов водорода принято обозначать символом, представляющий собой отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода (моль/л). Величина pH называется водородным показателем. pH химически чистой воды при 20 ⁰C равен 7,5 ([H⁺] =10^-7 моль/л). Это значение принято за отправную точку: раствор с pH < 7,2 будут кислотными, a с pH ≥ 7,5 - щелочными. На основании этого все вещества, способствующие образованию свободных ионов водорода и соответственно снижению рH, называются кислотообразующими. Принято считать, что незагрязнённые атмосферные осадки в отсутствие других примесей имеют значения рH = 5,6. Кислотный дождь имеет рH <5,6 из-за растворения атмосферной влаги промышленных выбросов (SO₂, NO₂, HCI и др.). По данным американских ученых, кислотность осадков, выпадавших 180 лет назад (определенная по пробам ледниковых покровов), более чем в 100 раз ниже кислотности дождей, выпадающих сегодня. Максимальная зарегистрированная в Западной Европе кислотность осадков рН=2,3 (кислотность сока лимона).

В естественных условиях дождевые осадки всегда содержат различные примеси, влияющие на рH. Количество и состав примесей зависят от характеристик района, где формируются облачные системы и выпадают осадки. Над океаном наибольший вклад в минерализацию дождевых осадков вносит морская соль, при этом pH дождевой воды повышается (для морской воды pH > 8). В это же время в загрязнённой атмосфере может присутствовать ряд кислотообразующих веществ естественного происхождения: диоксид углерода, сероводород, диоксид серы, соляная кислота, оксиды азота, азотная кислота, органические кислоты. Их концентрация в незагрязненная атмосфере весьма мала.

Выпадение кислотных дождей или кислых осадков в первую очередь связаны с антропогенным загрязнением атмосферы диоксидом серы SO₂, и оксидами азота NO_x.

Oсновными природными источниками SO₂ в мировом масштабе являются вулканы, геотермальные источники, разложение организма и пр.

Антропогенными источниками поступления диоксида серы SO₂ является сжигание органического топлива ( уголь, горючий сланец, природный газ), выплавка чугуна, стали, производство меди, свинца, цинка из сульфидных руд, процессы очистки нефтепродуктов, работа автомобильного транспорта. При сжигании высокосернистого угля и нефтепродуктов (мазута) образуется около 80% от общего количества SO₂, поступающего в атмосферу во всём мире, которае составляет 1,5 млрд т. По современным оценкам, на больших высотах выхлопные газы авиационных двигателей могут увеличить естественный фон SO₂ на 20%.

При контакте SO₂ с атмосферным водяным паром образуется сернистая кислота



Эта реакция довольно медленная, однако в загрязненной атмосфере она обычно ускоряется под влиянием пыли из железа или марганца.

В процессе сжигания около 3% SO₂ окисляется до триоксида серы SO₃, которые при взаимодействии с водяным паром образует серную кислоту Н₂SO₄



Образование серной кислоты возможно также по реакции



Оксиды азота поступают в атмосферу с выхлопными газами при работе двигателей внутреннего сгорания автомобилей и турбореактивных самолетов. В выбросах основная доля приходится на два оксида: оксид азота и диоксид азота NO₂. При этом абсолютные количества и их соотношение зависят от режима горения и температуры пламени. Обычно определяют суммарные концентрации NO и NО₂ в атмосфере, обозначая их как NО_x. Общее количество NО_x из антропогенных источников - 1,2 млрд. т в год.

В результате взаимодействия оксидов азота атмосферным водяным паром образуется азотная кислота HNO₃ по реакциям в несколько ступеней.

Заключительные реакция следующие






Кислоты диссоциируют ступенчато. Например, диссоциация серной кислоты происходит в 2 ступени



.

Суммарная диссоциация



Проблема кислотных дождей усугубляется распространением загрязняющих веществ на большие расстояния (трансграничные примеси). За 5 суток оксиды серы и азота могут распространяться на расстояния до 1000 км.

Многообразны негативные экологические последствия кислотных дождей: подкисление почв и пресноводных водоёмов, что приводит к гибели водных организмов; резкое снижение прироста, повреждение и гибель лесов; нарушение экологического равновесия в Мировом океане; снижение урожайности некоторых сельскохозяйственных культур (пшеница, кукуруза);

Ускорение коррозии металлических конструкций (зданий, мостов, линий электропередач, плотин); серьёзный ущерб памятникам мировой архитектуры (Колизей в Риме, Собор св. Марка в Венеции, храмы и усыпальницы в Японии). Твёрдый мрамор, смесь окислов кальция (CaSO₄). Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал.

Очевидна опасность кислотных дождей и для человека. Являясь одним из главных ядовитым загрязнителем воды и почвы, отравляющим все виды культивируемых растений, кислотные дожди загрязняют пищу и питьевую воду кислотными и ядовитыми металлами (ртуть, Канада, Япония, страны СНГ (в т. ч. Беларусь) и др.) подписали Международное соглашение по борьбе с кислотными дождями, предусматривающие сокращение выбросов диоксида серы на 30%.

Для решения проблемы кислотных дождей необходимы разработка и внедрение технологических процессов, а также развитие атомной энергетики, использование нетрадиционных источников энергии (энергии Солнца, ветра, геотермальных источников).
Смог

Дымкой называют такое состояние атмосферы, при котором под влиянием загрязнения атмосферы примесями метеорологическая дальность видимости S_m между 1 км и 10 км (0,001…1мкм). Дымки имеют сине-голубой и серый цвет. При S_m <1 км явление носит название тумана, при этом радиус капли увеличивается от 0,001 до 10 мкм.

Туман в атмосфере – скопление водяных капелек, ледяных кристаллов, твердых частиц (0,001…10 мкм) в приземном слое. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда загрязнен токсическими примесями. Токсичные туманы – смоги, сочетание пылевых частиц и капель тумана (от английского smoke – дым и fog – туман). Появление смогов связано с температурными инверсиями. Когда непосредственно у земли или на некоторой высоте, обычно 200…300 м, образуется слой инверсии – холодный воздух распологается на теплым, в этом случае температура растет с высотой. При наличии температурной инверсии дым и газы, образующиеся при сгорании, не поднимаются вверх и не могут рассеяться в атмосфере. Это продолжается до тех пор, пока метеорологические условия не изменятся. Дальность видимости в смогах изменяется в широких пределах, однако, как правило, меньше 10 км.

Роль сульфатов (соединений серы) значительна прежде всего потому, что наиболее крупные частицы их служат ядрами конденсации, определяющими условия образования и микроструктуру облаков и туманов. Велико содержание сульфатов в дымках – широко распространенном явлении (особенно в городах), оказывающем существенное влияние на радиационный теплообмен и альбедо планеты.

Существует три типа смога – ледяной, лондонский и фотохимический.

Ледяной смог – сочетание газообразных загрязнителей, пылевых частиц и кристаллов льда (3-10 мкм), возникающих при замерзании водяных капель тумана и пара отопительных систем. Ледяной смогнаблядается в арктических и субарктических широтах.

Смог лондонского типа (влажный) – сочетание газообразных загрязнителей (в основном диоксида серы), пылевых частиц и капель тумана, т.е. смесь дыма и тумана. Возникает смог в результате сжигания больших количеств топлива (угля и мазута) и надлюдается ( с октября по февраль) в умеренных широтах с влажным климатом, в осенне-зимний период, при малых скоростях ветра, туманах. При туманах вредное воздействие сернистого газа, превращающегося в аэрозоль серной кислоты, сильнее, чем при других погодных условиях. В смоге лондонского типа новых веществ не образуется, а его токсичность зависит от исходных загрязнителей. Один из наиболее значительных смогов этого типа наблюдали 5…9 декабря 1952 г. в Лондоне, когда концентрация диоксида серы достигла 2…4 мг/м³, число умерших увеличилось на 4 тыс. человек по сравнению со средним числом смертных случаев, т.е. смертность увеличивается прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и диоксида серы.

Смог фотохимический лос-анжелевского типа (сухой туман с влажностью около 70%) – вторичное (кумулятивное) загрязнение воздуха, возникающее в результате фотохимических реакций (разложение загрязняющих веществ солнечными лучами) при наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов, интенсивной солнечной реакции и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое примощной и в течении не менее суток повышенной инверсии. Фотохимический смог наблюдается в южных районах умеренного пояса и субтропиках в теплое время года, летом и ранней осенью, в жаркие дни. Основной причиной данного типа смога являются выхлопные газы автомобилей и прежде всего выбросы оксидов азота (на каждом километре пути легковой автомобиль выбрасывает около 10 г оксидов азота). Отличительной особенностью смога является коричневый оттенок, который придают ему оксиды азота. По этим признакам смоги ближе не к дымке, а к мгле – явлению понижения видимости под влиянием твердых слабообводненных примесей, например, образующихся во время пожара.

Поданным американских ученых, фотохимический смог образуется при значетельно меньших выбросах в атмосферу по сравнению с лондонским смогом. В ходе фотохимических реакций образуются новые вещества – альдегиты, кетоны, угарный газ (СО), СО₂, азотная кислота (HNO₃), которые по своей токсичности значительно превышают исходные атмосферные загрязнения. Главный ядовитый продукт окисления – оксидант-озон О₃, который образуется в избытке. По американским данным, фотохимический смог возникает при концентрации оксидантов, равной 210 мг/м³, а содержание оксидантов в атмосферном воздухе Москвы, Минска 0,15 мг/м³.

Продолжительность смогов – от одного до нескольких дней, но интенсивность настолько велика, что как при фотохимическом смоге, так и при лондонском, появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость, у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, отмечаются симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний, аллергических реакций. По американским данным, от отравления смогом преждевременно умирает 50 тыс. человек в год.

Смоги также вызывают коррозию металлов, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, портят одежду, нарушают работу транспорта.