Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑gray1

Substancje chemiczne zanieczyszczające atmosferę, wodę i glebę

Zanieczyszczenia to nic innego jak substancje znajdujące się w środowisku w ilościach przekraczających normę i stanową zagrożenie dla świata przyrody i ludzi. Są to różnorodne substancje stałe, gazowe i płynne, będące wynikiem działań człowieka, jak i natury.

bg‑azure

Podział zanieczyszczeń środowiska

Zanieczyszczenia można podzielić na naturalne, których źródłem są związki zawarte w wodach powierzchniowych i podziemnych, gruntach – np. zasolenie, zanieczyszczenie związkami żelaza – oraz sztuczne, inaczej antropogeniczne, związane z działalnością człowieka – wszelkie ścieki, spływy z terenów rolniczych czy składowiska odpadów komunalnych. Zanieczyszczenia sztuczne także dzielą się na te biologiczne (bakterie, wirusy, grzyby, glony) oraz chemiczne (oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy, kwasy, zasady, metale ciężkie).

R2JwIJgztFlnK1
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Źródła zanieczyszczeń
    • Elementy należące do kategorii Źródła zanieczyszczeń
    • Nazwa kategorii: Naturalne
      • Elementy należące do kategorii Naturalne
      • Nazwa kategorii: Pożary
      • Nazwa kategorii: Wybuchy wulkanów
      • Nazwa kategorii: Erozja skał
      • Nazwa kategorii: Trzęsienie ziemi, powodzie
      • Koniec elementów należących do kategorii Naturalne
    • Nazwa kategorii: Antropologiczne
      • Elementy należące do kategorii Antropologiczne
      • Nazwa kategorii: Spalanie paliw kopalnych
        • Elementy należące do kategorii Spalanie paliw kopalnych
        • Nazwa kategorii: Emisja do atmosfery (CO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]2[/], NO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]x[/], SO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]2[/], popioły lotne).
        • Nazwa kategorii: Odpady stałe (żuzle)
        • Koniec elementów należących do kategorii Spalanie paliw kopalnych
      • Nazwa kategorii: Procesy przemysłowe
        • Elementy należące do kategorii Procesy przemysłowe
        • Nazwa kategorii: Emisja do atmosfery (CO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]2[/], NO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]x[/], SO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]2[/], metale ciężkie, WWA, dioksyny).
        • Nazwa kategorii: Ścieki (zanieczyszczona faza wodna)
        • Nazwa kategorii: Odpady stałe (produkty uboczne, odpadkowe).
        • Koniec elementów należących do kategorii Procesy przemysłowe
      • Nazwa kategorii: Transport
        • Elementy należące do kategorii Transport
        • Nazwa kategorii: Emisja do atmosfery (CO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]2[/], NO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]x[/], SO[baseline-shift: sub; font-size: smaller;]2[/], pył gumowy).
        • Koniec elementów należących do kategorii Transport
        Koniec elementów należących do kategorii Antropologiczne
      Koniec elementów należących do kategorii Źródła zanieczyszczeń
Przykłady zanieczyszczeń środowiska z uwzględnieniem podziału na zanieczyszczenia naturalne oraz antropogeniczne.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Najbardziej toksyczne dla środowiska są sole metali ciężkich, takich jak: Cd, Cr, As,Hg, Pb, CCu, Ni, Zn. Ich źródłem w środowisku są nawozy mineralne, pestycydy, środki konserwujące żywność, urządzenia elektryczne, farby, katalizatory, stopy dentystyczne, leki i preparaty medyczne czy też dodatki do paliw i smarów.

Zarówno powietrze, woda, jak i ziemia ulegają różnym zanieczyszczeniom.

bg‑azure

Zanieczyszczenia powietrza

To główna przyczyna globalnych zagrożeń środowiska. Najczęściej i najbardziej zanieczyszcza atmosferę tlenek siarki(IV), tlenek węgla(IV), tlenki azotu i pyły. Najgorszym gazem trującym jest tlenek węgla(II), pochodzący ze spalin samochodowych, ponieważ ogranicza absorpcję tlenu przez płuca. Część gazów reaguje z wodą zawartą w powietrzu, tworząc tym samym kwasy. Wraz z deszczem czy śniegiem opadają na glebę, niszcząc rośliny oraz powodując skażenie gleby i zbiorników wodnych. Efektami wysokiego zanieczyszczenia powietrza są: smogsmogsmog, odory, kwaśne deszczekwaśny deszczkwaśne deszcze, i dziura ozonowa.

Reakcje towarzyszące zanieczyszczeniom powietrza z wodą podczas powstawania kwaśnych deszczy:

SO2+H2OH2SO4
CO2+H2OH2CO3
3 NO2+H2O2 HNO3+NO
Rfwis8fuMYcAR1
Mapa myśli. Lista elementów: Nazwa kategorii: Wpływ zanieczyszczeń powietrzaElementy należące do kategorii Wpływ zanieczyszczeń powietrzaNazwa kategorii: ZdrowieElementy należące do kategorii ZdrowieNazwa kategorii: Choroby przewlekłeNazwa kategorii: Krótkotrwałe ostre objawyKoniec elementów należących do kategorii ZdrowieNazwa kategorii: GospodarkaElementy należące do kategorii GospodarkaNazwa kategorii: Ochrona jakości powietrzaNazwa kategorii: Koszty leczeniaNazwa kategorii: Zniszczenia budynkówNazwa kategorii: Straty surowcówKoniec elementów należących do kategorii GospodarkaNazwa kategorii: LasyElementy należące do kategorii LasyNazwa kategorii: Wpływ na zwierzętaNazwa kategorii: Uszkodzenia drzewKoniec elementów należących do kategorii LasyNazwa kategorii: RolnictwoElementy należące do kategorii RolnictwoNazwa kategorii: Zakwaszenie glebNazwa kategorii: Straty plonówKoniec elementów należących do kategorii RolnictwoNazwa kategorii: KlimatElementy należące do kategorii KlimatNazwa kategorii: Wzmożony efekt cieplarnianyNazwa kategorii: Dziura ozonowaNazwa kategorii: Kwaśne deszczeKoniec elementów należących do kategorii KlimatKoniec elementów należących do kategorii Wpływ zanieczyszczeń powietrza
Mapa myśli pt. Wpływ zanieczyszczeń powietrza
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Główne zanieczyszczenia powietrza to:

  • zawieszone cząstki stałe (PMPM2,5PM o mikrometrowych rozmiarach, 2,5 lub 10 um),

  • tlenek siarki(IV) ( SO 2 ),

  • tlenek węgla II i IV,

  • tlenki azotu (NOx),

  • ozon,

  • jony ołowiu,

  • lotne związki organiczne,

  • gazy cieplarniane,

  • chlorofluorowęglowodory.

bg‑azure

Zanieczyszczenia wód i gleb

Zanieczyszczenie wód to niekorzystne zmiany właściwości fizykochemicznych oraz bakteriologicznych wody, spowodowane nadmiarem substancji nieorganicznych, organicznych, radioaktywnych oraz ciepła. Z tego względu woda staje się niezdatna do picia. Podobnie jest w przypadku gleby, która składa się z cząstek organicznych i mineralnych, a także wody i powietrza.

R1eFq0LETPrBm1
Diagram składu atmosfery. Na pierwszym planie ilustracji znajdują się: pola uprawne, ocean, transport w postaci samochodów, statków, pyły pustynne, lasy i inne ekosystemy, zabudowę miast, zakłady przemysłowe z kominami. Na drugim planie zaznaczono warstwę graniczną, następnie powyżej niej wolną troposferę, troposferę, nad którą jest stratosfera. Z ziemi w kierunku troposfery zaznaczono emisje naturalne i antropogeniczne  z Ziemi (metan, tlenek węgla, dwutlenek węgla, VOC, siarczany, czarny węgiel, pyły, tlenek azotu, CFC, mieszaniny tlenku azotu i dwutlenku azotu, ozon). W troposferze zachodzą przemiany chemiczne, powstaje ozon. Nad nimi jest napis: dalekosiężny transport aerozoli i gazów. W warstwie granicznej również zachodzą przemiany chemiczne, dochodzi do depozycji zanieczyszczeń (strzałka skierowana w stronę ziemi). Od warstwy granicznej w kierunku troposfery występuje zjawisko emisji siarki z oceanów. Zaznaczono również odparowanie i konwekcję. W górnej warstwie troposfery jest samolot, opisano: emisje samolotowe (mieszanina tlenku azotu i dwutlenku azotu, czarny węgiel, siarczany). W warstwie stratosfery zaznaczono freony CFC, przemiany chemiczne - rozkład ozonu. Do stratosfery dostaje się para wodna.
Diagram składu atmosfery
Źródło: Phillipe Rekacewicz, dostępny w internecie: www.wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 4.0.

Główne zanieczyszczenia wód:

  • pestycydy,

  • detergenty,

  • związki metali (w tym metali ciężkich),

  • barwniki,

  • farmaceutyki,

  • biogeny (nutrienty)

  • patogeny,

  • substancje ropopochodne,

  • rozpuszczalniki,

  • substancje nieorganiczne (kwasy, zasady, sole),

  • odpady pochodzenia organicznego (pochodzenia roślinnego oraz zwierzęcego),

  • ciepło,

  • nawozy(azotowe, fosforowe, organiczne),

  • nuklidy promieniotwórcze,

  • PCB – polichlorowane bifenyle, dioksyny i WWA,

  • włókna i cząstki mineralne.

Główne zanieczyszczenia gleb:

  • związki organiczne (pestycydy, detergenty, dioksyny, polichlorowane bifenyle, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne),

  • metale ciężkie (ołów, miedź, rtęć, kadm i inne),

  • sole (azotany, siarczany, chlorki),

  • pierwiastki promieniotwórcze spowodowane skażeniami radioaktywnymi.

bg‑azure

Skażenia radioaktywne

RT08HpB9g2m331
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

Słownik

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (policykliczne węglowodory aromatyczne; w skrócie WWA lub PAH
wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (policykliczne węglowodory aromatyczne; w skrócie WWA lub PAH

(ang. polycyclic aromatic hydrocarbons lub polynuclear aromatics ( PNAs ) lub polycyclic organic matter (POM))

policykliczne węglowodory zawierające skondensowane pierścienie aromatyczne bez podstawników. Zalicza się do nich ponad 200 związków. Wiele z nich podejrzewanych jest lub ma udowodnione własności rakotwórcze. Powstają podczas niecałkowitego spalania wszystkich węglowodorów z wyjątkiem metanu. Wydzielają się także w trakcie spalania drewna iglastego, palenia papierosów, produkcji asfaltu, pracy pieców koksowniczych. Są także obecne w spalinach samochodowych i smole pogazowej. WWA zmieszane z cząsteczkami pary wodnej są elementem smogu. Niektóre z nich stosowane są do produkcji leków, farb, pestycydów i tworzyw sztucznych

PM2,5
PM2,5

aerozole atmosferyczne (pył zawieszony) o średnicy nie większej niż 2,5 mum, będące, zdaniem Światowej Organizacji Zdrowia, najbardziej szkodliwe dla zdrowia człowieka spośród innych zanieczyszczeń atmosferycznych

smog
smog

zjawisko atmosferyczne, powstałe w wyniku wymieszania się mgły z dymem i spalinami; powstaje wskutek przedostawania się do atmosfery szkodliwych związków chemicznych, takich jak tlenki siarki i tlenek azotu oraz substancje stałe, czyli pyły zawieszone, a także kancerogenne wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)

kwaśny deszcz
kwaśny deszcz

opady atmosferyczne o odczynie pH mniejszym niż czyli kwasowym. Zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, takimi jak dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, tlenki azotu, siarkowodór, dwutlenek węgla, chlorowodór, wyemitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw, produkcji przemysłowej, wybuchów wulkanów, wyładowań atmosferycznych i innych czynników naturalnych

efekt cieplarniany
efekt cieplarniany

zjawisko podwyższenia temperatury planety przez obecne w jej atmosferze gazy cieplarniane (w porównaniu z sytuacją, w której gazów cieplarnianych by nie było); zmiany powodujące wzrost nasilenia efektu cieplarnianego są główną przyczyną obserwowanego na Ziemi globalnego ocieplenia

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 1987.

Brown L. B., Gospodarka ekologiczna: na miarę Ziemi, Warszawa 2003.

Grabowska B., Holtzer M., Podstawy ochrony środowiska z elementami zarządzania środowiskowego, Kraków 2010.

Kaczyński J., Czaplicki A., Chemia ogólna, Warszawa 1974.

Kowalewski H., Wiśniewski G., Ekologia z ochroną i kształtowaniem środowiska, Warszawa 1997.

Litwin M., Styka – Wlazło S., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa 2002.