W większości są niewidoczne dla ludzkiego oka, ale mimo to wpływają na życie na Ziemi. Mowa tu o zanieczyszczeniach powietrza. Nawet niewielka zmiana ich stężenia w atmosferze może powodować tragiczne skutki. Według raportu Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) oraz Europejskiej Agencji Środowiska z 2013 r. Kraków jest miastem o największym zanieczyszczeniu powietrza w Polsce.
Badania wskazują, że w XX w. temperatura na powierzchni naszej planety wzrosła o 0,6°C. Czy to możliwe, że za ten obserwowany w ostatnich dziesięcioleciach fakt odpowiedzialne są gazy zanieczyszczające powietrze? A jeśli tak – to jakie?
RviPa0yfOvtlq1
Już wiesz
jaki jest skład procentowy powietrza;
w jaki sposób można otrzymać tlenki oraz zapisać równania reakcji ich otrzymywania;
jakie właściwości i zastosowanie mają gazy będące składnikami powietrza;
w jaki sposób można wytłumaczyć obieg tlenu w przyrodzie.
Nauczysz się
wskazywać źródła zanieczyszczeń powietrza;
wyjaśniać, dlaczego wzrost tlenku węgla(IV) w atmosferze jest zjawiskiem niekorzystnym;
omawiać skutki zanieczyszczeń powietrza dla człowieka i przyrody;
proponować działania mające na celu ochronę powietrza przed zanieczyszczeniami.
ifc3Qv6OxA_d5e196
1. Źródła zanieczyszczeń powietrza
Zanieczyszczenia powietrza to wszystkie substancje w postaci gazów, cieczy lub ciał stałych (pyły), które nie są jego naturalnymi składnikami lub występują w stężeniu wyższym niż naturalne.
Dawniej jedynym źródłem zanieczyszczeń były procesy naturalne, takie jak: wybuchy wulkanów, pożary lasów, wyładowania atmosferyczne oraz rozkład substancji organicznych. W ich efekcie powstają: tlenek węgla(II), tlenki azotu, metan, pyły i gazy wulkaniczne, m.in. tlenek węgla(IV).
Rozwój motoryzacji i przemysłu spowodował zwiększenie zapotrzebowania na energię wytwarzaną z surowców takich, jak ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel kamienny. Podczas ich spalania tworzą się tlenki węgla, siarki i azotu.
RFP1sklj0QsJf1
ifc3Qv6OxA_d5e236
2. Skutki zanieczyszczenia powietrza
Zanieczyszczenia powietrza wpływają negatywnie na środowisko przyrodnicze. Ich najgroźniejszymi skutkami są: kwaśne opady, nasilenie efektu cieplarnianego, dziura ozonowa, smog, pyły, zanieczyszczenie gleby i wody.
Kwaśne opady powstają, gdy powietrze zanieczyszczone tlenkami siarki i azotu, łącząc się z wodą lub parą wodną zawartą w powietrzu, opadnie z deszczem albo śniegiem na ziemię. Opady te powodują szkody w środowisku, przyspieszają korozję metali i niszczenie budowli.
Efekt cieplarniany występuje w wyniku nagromadzenia się tlenku węgla(IV) i pary wodnej (a także: metanu, tlenków azotu, freonówfreonyfreonów i ozonu), które zatrzymują ciepło w atmosferze. Wynikiem tego jest globalne ocieplanie się klimatu, które może prowadzić do topnienia lodowców, podnoszenia się poziomu mórz i oceanów oraz zmian klimatycznych.
Efekt cieplarniany
Doświadczenie 1
Problem badawczy
Jakie są skutki efektu cieplarnianego?
Hipoteza
Efekt cieplarniany powoduje podwyższenie temperatury.
Co będzie potrzebne
dwie jednakowe kolby,
dwa gumowe korki z osadzonymi w nich termometrami,
dwie lampy,
zebrany wcześniej tlenek węgla(IV).
Instrukcja
Pierwszą kolbę (z powietrzem) pozostaw jako próbę kontrolną.
Drugą kolbę napełnij tlenkiem węgla(IV).
Obie kolby zamknij gumowymi korkami z osadzonymi wewnątrz nich termometrami.
Każdą z kolb postaw pod lampą lub innym źródłem ciepła.
Podczas ogrzewania zawartości obu kolb szybszy wzrost temperatury można było zaobserwować w kolbie zawierającej tlenek węgla(IV). Tlenek węgla(IV) szybciej się nagrzewa i trudniej oddaje energię cieplną.
RkBT7RRfvJupl1
R19S6yh9lFiXD1
R1EWWsF6xiNy81
ifc3Qv6OxA_d5e344
2.1. Dziura ozonowa
W górnych warstwach atmosfery, na wysokości pomiędzy 15. a 50. km, naszą planetę otacza powłoka ozonu (). Stanowi ona naturalny filtr przeciwsłoneczny, który chroni Ziemię przed nadmiernym promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Promieniowanie to jest niezbędne do wytwarzania witaminy D w naszym organizmie, ale jego nadmiar może przyczyniać się do zmniejszenia odporności organizmu oraz powodować choroby skóry i wzrost zachorowań na nowotwory, podwyższenie temperatury powietrza i zmiany klimatyczne.
W wyniku zanieczyszczenia środowiska, szczególnie wiosną nad Antarktydą i w mniejszym stopniu nad Arktyką, warstwa ozonu staje się cieńsza i powstaje tzw. dziura ozonowadziura ozonowadziura ozonowa, przez którą znaczna część szkodliwego promieniowanie dociera na naszą planetę.
Promieniowanie ultrafioletowe jest dla nas niewidzialne i nieodczuwalne. Wywołane jego nadmiarem pieczenie i ból to reakcja na uszkodzenie skóry. Dlatego należy:
ograniczyć czas przebywania na słońcu w miesiącach letnich w godzinach okołopołudniowych;
ubierać się w odzież z grubszych, gęstych tkanin, z długimi rękawami i nogawkami (przeciętna tkanina bawełniana zatrzymuje zaledwie 20–30% promieniowania UV);
zakładać czapkę z daszkiem lub kapelusz z szerokim rondem;
nosić okulary przeciwsłoneczne z filtrami UV;
używać kremów z filtrami UV.
R12OGrlC90HIC1
RP56eM6nvH0Fc1
Ciekawostka
Dziurę ozonową zaobserwowano po raz pierwszy nad Antarktydą w latach 80. XX wieku. Obecnie jej wielkość nad tym obszarem jest stale monitorowa przez NASA (Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej), a jej rekordowy rozmiar (30 mln kmIndeks górny 22) odnotowano w 2000 roku.
ifc3Qv6OxA_d5e471
2.2. Smog
Zanieczyszczenia, których głównym źródłem są spaliny samochodowe, przemysł ciężki i gospodarstwa domowe (systemy grzewcze), w połączeniu z bezwietrzną pogodą i dużą wilgotnością powietrza – mgłą tworzą smogsmogsmog. Unoszący się nad miastem smog jest szczególnie niebezpieczny dla niemowląt, osób starszych, astmatyków, ludzi z chorobami układu oddechowego i krążenia.
Ze względu na sposób tworzenia, miejsce powstawania oraz skład chemiczny wyróżnia się smog londyński (występujący głównie w miesiącach zimowych) i smog typu Los Angeles (spotykany głównie w miesiącach letnich).
Ciekawostka
Smog dawniej i dziś w doniesieniach prasowych Rok 1952. Londyński smog Londyn, 4 grudnia 1952 r.: nad miastem zaczęła się osadzać gęsta mgła, ustała bryza, a powietrze było nieruchome. Spalanie węgla uwalniało duże ilości tlenków siarki, przez co mgła nabrała żółtego odcienia. Szpitale wkrótce zapełniły się osobami cierpiącymi na choroby układu oddechowego. W najgorszym momencie widoczność była w wielu miejscach tak ograniczona, że ludzie nie widzieli własnych stóp. Szacuje się, że podczas wielkiego smogu londyńskiego przeciętna śmiertelność zwiększyła się o dodatkowe 4000–8000 osób – były to głównie niemowlęta i osoby starsze. Zanieczyszczenie powietrza w dużych miastach przemysłowych w Europie było powszechne w XX w. Paliwa stałe, w szczególności węgiel, często wykorzystywano do opalania fabryk i ogrzewania domów. W połączeniu z warunkami zimowymi i czynnikami meteorologicznymi zdarzało się, że bardzo wysokie poziomy zanieczyszczenia powietrza utrzymywały się nad obszarami miejskimi przez wiele dni, tygodni, a nawet miesięcy bez przerwy. Od XVII w. Londyn był znany z powtarzających się epizodów zanieczyszczenia powietrza. Zanim nadszedł wiek XX, smog londyński stał się jedną z cech charakterystycznych miasta, a nawet zyskał swoje miejsce w literaturze. Rok 2013 W 11‑milionowym mieście Harbin w północno‑wschodnich Chinach widoczność spadła do 10 metrów, zamknięte zostały szkoły, odwołano setki lotów i kursy autobusów miejskich, zamknięto odcinki autostrady – wszystko z powodu największego w historii smogu. Rok 2014 W rejonie Paryża oraz na północy i wschodzie Francji odnotowano maksymalny poziom zanieczyszczenia powietrza porównywalny z tym z Pekinu i o 80% wyższy niż w Londynie i Berlinie. Smog zagrażał zdrowiu mieszkańców Paryża. Spowodowała go pogoda – bezwietrzna, z zimnymi nocami i nietypowo jak na tę porę roku ciepłymi dniami. Władze Paryża nie tylko apelowały o pozostawienie samochodów w garażach, ale zalecały również, aby seniorzy, dzieci i astmatycy nie wychodzili z domów.
ifc3Qv6OxA_d5e527
3. Ochrona powietrza
Głównymi źródłami zanieczyszczenia powietrza są przemysł oraz transport. Gazy przenoszone na duże odległości powodują, że skażone mogą zostać obszary znacznie oddalone od źródła ich emisji. Dlatego ochrona powietrza jest sprawą globalną i regulują ją przepisy prawne.
W Polsce jakość powietrza monitorowana jest w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska i w ostatnich latach ulega ona systematycznej poprawie.
Działania na rzecz ograniczenia emisji szkodliwych pyłów i gazów do atmosfery
Zmniejszenie emisji zanieczyszczeń pochodzących z górnictwa, hutnictwa oraz elektrowni.
Zmniejszenie eksploatowania zasobów naturalnych, ograniczenie zużycia energii elektrycznej oraz stosowania alternatywnych źródeł energii.
Zmniejszenie emisji szkodliwych spalin przez ograniczenie transportu, poprzez zakup samochodów emitujących mniej spalin albo korzystanie z komunikacji miejskiej czy roweru.
Stosowanie w przemyśle nowoczesnych technologii ograniczających emisję pyłów.
Sadzenie pasów zieleni w celach ochronnych.
R1JOzgRp80C361
Polecenie 1
Zastanów się, w jaki sposób możesz przyczynić się do zmniejszenia emisji substancji szkodliwych do atmosfery. *Zdefiniuj pojęcie alternatywne źródła energii.
RxRVyidbcZPMQ1
RYzJlGyMBKiZQ1
ifc3Qv6OxA_d5e627
Podsumowanie
Zanieczyszczenie powietrza ma charakter globalny. Może pochodzić ze źródeł naturalnych albo być wynikiem działalności człowieka.
Substancjami zanieczyszczającymi powietrze są m.in. tlenki węgla, siarki, azotu, pyły, freony.
Niekorzystnymi zjawiskami spowodowanymi przez zanieczyszczenia atmosfery są: efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne deszcze i smog.
Praca domowa
Polecenie 2.1
Przygotuj ulotkę dotyczącą ochrony środowiska. Wybierz jeden z tematów:
Przyczyny zanieczyszczenia powietrza
Skutki zanieczyszczeń powietrza
Sposoby przeciwdziałania zanieczyszczeniom powietrza
Polecenie 2.2
Przeanalizuj ostatni rachunek za energię elektryczną i napisz informację na temat jej zużycia (w kWh) oraz zaproponuj formy oszczędzania energii.
Polecenie 2.3
*Wskaźnikiem stanu czystości powietrza są porosty, które odznaczają się wysoką wrażliwością na zanieczyszczenia. Korzystając ze skali porostowej, oceń jakość powietrza w swojej okolicy.
ifc3Qv6OxA_d5e699
Słowniczek
dziura ozonowa
dziura ozonowa
potoczne określenie zmniejszenia się ilości ozonu w atmosferze ziemskiej (na wysokości 10–50 km), głównie wokół biegunów
freony
freony
związki węgla z fluorem i chlorem; lotne ciecze lub gazy, bierne chemicznie, niepalne, niezwykle trwałe; znalazły zastosowanie w chłodnictwie, jako środki spieniające używane do produkcji tworzyw sztucznych oraz gaz nośny w aerozolach; są uważane za główną przyczynę powstawania dziury ozonowej
smog
smog
groźna mieszanina zanieczyszczeń powietrza, powstająca głównie w dużych miastach przez osadzenie się tlenku węgla(IV), tlenku siarki(IV) i pary wodnej na cząstkach pyłów i sadzy
ifc3Qv6OxA_d5e933
Zadania
Ćwiczenie 1
Rn31ROf4nGFy11
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Zaznacz odpowiednie pola obok, wskazując, czy zdania te są prawdziwe, czy fałszywe.
Prawda
Fałsz
Freony (wykorzystywane dawniej m.in. do produkcji dezodorantów) to związki chemiczne, które przyczyniły się do powstania dziury ozonowej.
□
□
Wybuchy wulkanów i pożary lasów to źródła zanieczyszczeń powstałych w wyniku działalności człowieka.
□
□
Zanieczyszczenia powietrza mają charakter lokalny i dotyczą wyłącznie obszarów, na których powstają.
□
□
Zanieczyszczenia, których głównymi źródłami są transport i przemysł, w połączeniu z parą wodną i mgłą tworzą smog.
□
□
Do podanych zdjęć dopasuj metody zapobiegania zanieczyszczeniom powietrza, wstawiając brakujące elementy we właściwe miejsce.
Ćwiczenie 2.1
Rtb9TUW2merHf1
Podziel źródła zanieczyszczeń powietrza, wstawiając elementy we właściwe miejsca schematu.
Ćwiczenie 3.1
R1LNA3PqNLWUz1
Połącz w pary ilustracje obrazujące tworzenie się tlenków z odpowiednimi opisami.