Zanieczyszczenia powietrza
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. Z raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu wynika, że w latach – średnia temperatura Ziemi była o wyższa od tej z lat –, przy czym należy uwzględnić, że temperatura lądów wzrosła o . Czy to możliwe, że za ten obserwowany w ostatnich dziesięcioleciach fakt odpowiedzialne są gazy zanieczyszczające powietrze? A jeśli tak, to jakie?
procentowy skład objętościowy powietrza;
metody otrzymywania tlenków oraz ich odpowiednie równania;
właściwości fizykochemiczne i zastosowanie gazów będących składnikami powietrza;
cykl obiegu tlenu w przyrodzie i zachodzące w nim procesy.
wskazywać najważniejsze źródła zanieczyszczeń powietrza;
wyjaśniać, dlaczego wzrost stężenia tlenku węgla w atmosferze jest zjawiskiem niekorzystnym;
projektować i przeprowadzać doświadczenie, które pozwoli na zbadanie wpływu efektu cieplarnianego na temperaturę powietrza;
omawiać skutki zanieczyszczeń powietrza dla człowieka i przyrody;
proponować działania, mające na celu ochronę powietrza przed zanieczyszczeniami.
Źródła zanieczyszczeń powietrza
Zanieczyszczenia powietrza to wszystkie substancje w postaci gazów, cieczy lub ciał stałych (tak zwane pyły), które nie są jego naturalnymi składnikami lub występują w powietrzu w stężeniu wyższym niż naturalnie.
Dawniej, przed znaczącym rozwojem cywilizacji, jedynym źródłem zanieczyszczeń powietrza były procesy naturalne, takie jak: wybuchy wulkanów, pożary lasów, wyładowania atmosferyczne oraz rozkład substancji organicznych. W wyniku wymienionych przemian, powstają głównie tlenek węgla, tlenki azotu, metan, pyły i gazy wulkaniczne, w tym między innymi tlenek węgla.
Jednak 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 odpowiednie tlenki węgla, siarki i azotu.
W poniższym materiale filmowym wymieniono tlenki, które przyczyniają się do zanieczyszczania powietrza, oraz ich źródła. Zapoznaj się z tym materiałem, a następnie zaznacz nazwy wszystkich omówionych w nim tlenków, powstających bezpośrednio w wyniku odpowiednich procesów spalania.
Skutki zanieczyszczenia powietrza
Substancje chemiczne, które stanowią zanieczyszczenie powietrza, wpływają negatywnie zarówno na zdrowie człowieka, jak i na środowisko przyrodnicze.
Na poniższej mapie myśli wymieniono niektóre z negatywnych skutków obecności w powietrzu szkodliwych tlenków oraz pyłów. Substancje te (wyłączając ich naturalne źródła), powstają głównie w wyniku spalania (często zanieczyszczonych) paliw kopalnych, zarówno w gospodarstwach domowych i w środkach transportu spalinowego, jak i w wielkich elektrowniach i elektrociepłowniach.
Na mapie myśli ukazano wybrane negatywne oddziaływania niektórych zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka, środowisko przyrodnicze oraz przemysł. Zanieczyszczenia powietrza podzielono na: pyły zawieszone, tlenek węgla() , tlenki azotu , tlenek siarki() . Pyły zawieszone, w tym również związki chemiczne metali ciężkich (między innymi ołowiu, kadmu i rtęci) wpływają negatywnie na zdrowie, powodując alergie i choroby dróg oddechowych, a także mają działanie rakotwórcze. Mają również wpływ na środowisko przyrodnicze – powodują obumieranie roślin, zaburzając proces fotosyntezy poprzez: blokowanie dostępu do światła i zatykanie aparatów szparkowych roślin i wnikanie do ich wnętrza, niszcząc chlorofil.
Tlenek węgla() ma negatywny wpływ na zdrowie, działa silnie toksycznie. Trwale wiąże się on z hemoglobiną w miejsce tlenu, a nawet krótkotrwałe wdychanie może spowodować śmierć.
Tlenki azotu wpływają na przemysł, niszcząc wiele materiałów, głównie metale i ich stopy. Mają również negatywny wpływ na zdrowie – powodują zawroty i bóle głowy oraz choroby płuc, a także podrażniają oczy, nos i gardło.
Tlenek siarki() wpływa negatywnie na przemysł, przyspieszając korozję metali. Wpływają na środowisko niszcząc barwniki roślinne, w tym chlorofil odpowiedzialny za fotosyntezę. Wpływają również negatywnie na zdrowie – powodują podrażnienia oczu, nosa i gardła, powodują zaburzenia układu krążenia i schorzenia górnych dróg oddechowych.
Pyły zawieszone to drobne cząstki, które swobodnie unoszą się w powietrzu. Im mniejsza jest średnica tych cząstek, tym są one groźniejsze dla zdrowia, a nawet życia człowieka, ponieważ mogą wnikać w głębsze partie układu oddechowego, a następnie do układu krwionośnego.
Źródła powstawania pyłów zawieszonych można podzielić na naturalne (między innymi pylenie roślin, wybuchy wulkanów i wietrzenie skał), antropogeniczne (między innymi różnorodne procesy spalania paliw) oraz wtórne, w których pyły są produktami przemian chemicznych odpowiednich zanieczyszczeń powietrza.
Ze względu na wielkość cząstek zawieszonych w powietrzu, wyróżnia się tak zwany pył (o średnicy cząstek (ziaren) poniżej oraz, wchodzący w jego skład, pył (o średnicy cząstek (ziaren) poniżej ).
Często słyszy się stwierdzenie, że zanieczyszczenie powietrza utrudnia oddychanie. Można zatem błędnie wnioskować, że taka sytuacja wpływa wyłącznie na nasz układ oddechowy. W rzeczywistości nawet najmniejsza ilość zanieczyszczeń może mieć znaczący wpływ na kondycję całego ludzkiego organizmu.
Na poniższej grafice wymieniono tylko niektóre możliwe zaburzenia w funkcjonowaniu organizmu człowieka, które wynikające ze złego stanu powietrza.
Najbardziej narażone na zanieczyszczenia powietrza są osoby w podeszłym wieku, małe dzieci oraz kobiety w ciąży, a także osoby chore – zwłaszcza te z chorobami układu krążenia i układu oddechowego.
Jak już wspomniano, obecność zanieczyszczeń w powietrzu wpływa negatywnie nie tylko na organizm ludzki.
Aby określić wpływ tlenku siarki na rośliny, przeprowadź doświadczenie Jeśli nie masz możliwości samodzielnego wykonania doświadczenia, zapoznaj się z materiałem filmowym obrazującym jego przebieg. Znajduje się pod instrukcją.
Doświadczenie wykonaj w asyście osoby dorosłej, z zachowaniem wszelkich środków ostrożności, pod sprawnie działającym wyciągiem.
Problem badawczy:
Czy duże stężenie tlenku siarki w powietrzu wpływa na rośliny?
Hipoteza:
Duże stężenie tlenku siarki ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin.
Co było potrzebne:
siarka;
dwie świeżo ścięte (najlepiej czerwone) róże;
dwie jednakowe kolby stożkowe;
łyżka do spalań z kołnierzem ochronnym;
palnik;
zapałki.
Przebieg doświadczenia:
Do jednej z kolb stożkowych wprowadzono różę. Kolbę odwrócono do góry dnem, „zamykając” w niej kwiat. Na łyżce do spalań umieszczono niewielką ilość siarki i wprowadzono ją do płomienia palnika. Łyżkę z palącą się siarką umieszczono w drugiej z kolb (zatykając kołnierzem ochronnym wylot kolby tak, aby mogła się wypełnić tlenkiem siarki). Po zakończeniu spalania siarki, wyjęto łyżkę do spalań z kolby i wprowadzono do niej drugą z róż. Kolbę odwrócono do góry dnem „zamykając” w niej kwiat. Obserwowano zachodzące zmiany. Kolby z „zamkniętymi” w nich kwiatami pozostawiono pod wyciągiem na dwie godziny.
Obserwacje: W próbie kontrolnej nie zaobserwowano zmian w wyglądzie kwiatu. W kolbie wypełnionej gazem, powstałym w wyniku spalania siarki, barwa płatków róży straciła na intensywności, a na liściach i łodydze pojawiły się brązowe plamy.
Wnioski: Produktem spalania siarki jest tlenek siarki. Zmiany zaobserwowane dla kwiatu umieszczonego w kolbie z tlenkiem siarki świadczą o tym, że tlenek ten zniszczył zawarte w roślinie barwniki. Jednym z nich jest barwnik zielony – chlorofil, odpowiedzialny za proces fotosyntezy. Ponieważ zniszczenie chlorofilu zaburza zdolność rośliny do przeprowadzania fotosyntezy, można wnioskować, że duże stężenie tlenku siarki ma niekorzystny wpływ na wzrost i rozwój roślin.
Występowanie w powietrzu wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń może prowadzić do występowania na danym obszarze (lub nawet na całej kuli ziemskiej) niekorzystnych zjawisk. Do najgroźniejszych z nich należą między innymi: kwaśne opadykwaśne opady, nasilenie efektu cieplarnianego, dziura ozonowa, smog, pyły, a także zanieczyszczenie gleby i wody.
Kwaśne opady
Kwaśne opady powstają, gdy zanieczyszczenia z powietrza między innymi tlenki siarki (głównie tlenki siarki) i azotu, łączą się z zawartą w nim wodą lub parą wodną, a następnie opadają z deszczem albo śniegiem na ziemię.
Tlenek siarki, znajdując się w zanieczyszczonym powietrzu, ulega reakcji chemicznej z zawartą w nim wodą. Równanie tej reakcji ma postać:
Obecne w powietrzu pyły, które są związkami metali ciężkich, sprzyjają również reakcji tlenku siarki z tlenem oraz tlenku azotu z tlenem. Równania tych reakcji można zapisać jako:
Powstające w wyniku tych reakcji chemicznych tlenki, również mogą reagować z wodą zawartą w powietrzu:
Zwróć uwagę, że w reakcjach chemicznych analizowanych tlenków z wodą powstają odpowiednie kwasy. Opadają na powierzchnię ziemi wraz ze śniegiem lub deszczem (a czasem unoszą się w kroplach wody podczas mgły). Stąd nazwa – kwaśne opady.
Na poniższej mapie opisano pokrótce niektóre ze skutków występowania kwaśnych opadów.
Na mapie myśli ukazano wybrane skutki występowania kwaśnych opadów: dla przemysłu/gospodarki, ekosystemu i zdrowia człowieka. Do negatywnych skutków dla przemysłu zalicza się: powodowanie niszczenia rzeźb i zabytków wykonanych z marmuru oraz niszczenie materiałów budowlanych zawierających węglany, a także przyspieszanie korozji metali i ich stopów.
Do negatywnych skutków dla zdrowia człowieka należy pogorszenie stanu zdrowia – kwaśne opady powodują choroby serca i problemy z układem oddechowym: częste infekcje oraz ryzyko wystąpienia astmy.
Do negatywnych skutków kwaśnych opadów dla ekosystemu należy nadmierne zakwaszanie gleby. Wiąże się to z wypłukiwaniem metali ciężkich z gleb, które to (głównie w postaci odpowiednich związków chemicznych) następnie trafiają do zbiorników wodnych i powodują obumieranie organizmów wodnych. Zakwaszenie gleb powoduje również nadmierny rozwój grzybów i bakterii siarkowych –uszkadzają one korzenie drzew, przez co tracą one odporność na czynniki atmosferyczne i obumierają, w związku z czym wiele zwierząt traci miejsce bytowania.
Efekt cieplarniany
Efekt cieplarnianyEfekt cieplarniany występuje w wyniku nagromadzenia się w atmosferze tlenku węgla i pary wodnej, a także metanu, tlenków azotu, freonów i ozonuozonu. Wszystkie wymienione substancje są tak zwanym gazami cieplarnianymi, zatrzymującymi ciepło w atmosferze.
Sprawdź, jakie mogą być skutki zwiększenia stężenia tlenku węgla w powietrzu, a więc występowania efektu cieplarnianego. W tym celu wykonaj doświadczenie Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze zdjęciami obrazującymi jego przebieg. Wspomniane zdjęcia znajdują się bezpośrednio pod instrukcją.
Uwaga: Przed przystąpieniem do wykonywania doświadczenia, zbierz tlenek węgla. Gaz ten możesz uzyskać np. w wyniku reakcji chemicznej pomiędzy składnikami sody oczyszczonej (wodorowęglanem sodu) oraz octu (kwasem octowym).
Problem badawczy:
Jakie są skutki dużego stężenia tlenku węgla (dwutlenku węgla) w powietrzu?
Hipoteza:
Podwyższone stężenie tlenku węgla w powietrzu powoduje podwyższenie temperatury otoczenia.
Co było potrzebe:
dwie jednakowe kolby stożkowe;
dwa gumowe korki do przygotowanych kolb z osadzonymi w nich termometrami;
dwie lampy (lub inne źródła ciepła);
zebrany wcześniej tlenek węgla.
Przebieg doświadczenia:
Pierwszą kolbę (z powietrzem) pozostawiono jako próbę kontrolną. Drugą kolbę napełniono zebranym uprzednio tlenkiem węgla. Obie kolby zamknięto gumowymi korkami z osadzonymi wewnątrz nich termometrami. Każdą z nich postawiono pod lampą lub innym źródłem ciepła – obydwie lampy (lub wykorzystane inne źródła ciepła) włączono jednocześnie. Obserwowano zachodzące zmiany, notowano wskazania termometru.
Obserwacje: Termometry w obydwu kolbach, przed włączeniem lamp, wskazywały tę samą temperaturę – około . Po pewnym czasie od włączenia obydwu lamp, termometr zamontowany w kolbie z powietrzem wskazywał temperaturę około , a ten umieszczony w kolbie z tlenkiem węgla – temperaturę około .
Wnioski: Podczas ogrzewania zawartości obu kolb, szybszy wzrost temperatury można było zaobserwować w kolbie zawierającej tlenek węgla, ponieważ szybciej się nagrzewa i wolniej oddaje energię cieplną. W związku z powyższym można wnioskować, że zwiększenie stężenia tlenku węgla w powietrzu będzie skutkowało zwiększeniem się temperatury otoczenia.
W czasie wykonywania doświadczenia, prawdopodobnie udało Ci się zauważyć, że temperatura w kolbie z tlenkiem węgla wzrastała szybciej, niż temperatura w kolbie wypełnionej powietrzem.
Gazy cieplarniane, wśród których prym wiodą tlenek węgla oraz para wodna, zapobiegają nadmiernej utracie ciepła przez Ziemię. Jednak zarówno zbyt mała, jak i zbyt duża zawartość tych gazów w powietrzu nie jest pożądana.
Brak gazów cieplarnianych skutkowałby prawdopodobnie występowaniem na Ziemi wyłącznie ujemnych temperatur. Z kolei zbyt duże stężenie tych gazów w dolnych partiach atmosfery przyczynia się do wzrostu temperatury powietrza na Ziemi.
Gwałtowny rozwój przemysłu, korzystanie z nieodnawialnych źródeł energii (często w nieodpowiedni sposób) oraz nieprzemyślana gospodarka leśna (nadmierna wycinka drzew) sprawiają, że z roku na rok wzrasta średnia światowa temperatura powietrza.
Na poniższej symulacji zaprezentowano zależność pomiędzy stężeniem tlenku węgla w powietrzu a średnią światową temperaturą powietrza na przestrzeni lat. Zapoznaj się z poniższą symulacją i oceń poprawność znajdujących się pod nią stwierdzeń.
Uwaga: Stężenie tlenku węgla podano w liczbach części na milion .
Poniższej zaprezentowano zależność pomiędzy stężeniem tlenku węgla w powietrzu a średnią światową temperaturą powietrza na przestrzeni lat. Zapoznaj się z przedstawionymi danymi i oceń poprawność znajdujących się pod nimi stwierdzeń.
Uwaga: Stężenie tlenku węgla podano w liczbach części na milion .
rok | stężenie tlenku węgla | średnia światowa temperatura |
powyżej | powyżej |
Wynikiem wzrostu temperatury na Ziemi jest zjawisko nazywane globalnym ociepleniem klimatu. Może ono prowadzić do topnienia lodowców, podnoszenia się poziomu mórz i oceanów oraz zmian klimatycznych związanych między innymi z występowaniem niepożądanych zjawisk pogodowych (np. trąb powietrznych).
Dziura ozonowa
W górnych warstwach atmosfery, na wysokości pomiędzy a , naszą planetę otacza powłoka ozonu (). Stanowi ona naturalny filtr przeciwsłoneczny, który chroni Ziemię przed nadmiernym promieniowaniem ultrafioletowym (), które jest niezbędne do wytwarzania witaminy w naszym organizmie. Jednak jego nadmiar może przyczyniać się do zmniejszenia odporności organizmu oraz powodować choroby skóry i wzrost zachorowań na nowotwory. Zbyt duża ilość promieniowania , docierająca do powierzchni Ziemi, może również prowadzić do podwyższenia temperatury powietrza i związanych z tym niepożądanych zmian klimatycznych.
W wyniku zanieczyszczenia środowiska, szczególnie wiosną nad Antarktydą i w mniejszym stopniu nad Arktyką, warstwa ozonu staje się cieńsza i powstaje tak zwana dziura ozonowadziura ozonowa.
Mniejsza grubość warstwy ozonowej sprawia, że do powierzchni naszej planety zostaje przepuszczona większa dawka promieniowania ultrafioletowego.
Bez odpowiednich badań nie jesteśmy w stanie stwierdzić, jak wiele promieniowania ultrafioletowego dociera w danym momencie do powierzchni Ziemi, bowiem jest ono dla nas niewidzialne i nieodczuwalne. Na jego niekorzystny wpływ jesteśmy najbardziej narażeni w sezonie letnim. Wywołane nadmiarem promieniowania pieczenie i ból to reakcja organizmu na uszkodzenie skóry.
Aby uchronić się przed nadmiarem promieniowania ultrafioletowego, należy między innymi:
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 promieniowania );
zakładać czapkę z daszkiem lub kapelusz z szerokim rondem;
nosić okulary przeciwsłoneczne z filtrami ;
używać kremów z filtrami .
Dziurę ozonową zaobserwowano po raz pierwszy nad Antarktydą w latach Obecnie jej wielkość nad tym obszarem jest stale monitorowana przez NASA (Narodową Agencję Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej), a jej rekordowy rozmiar () odnotowano w
W poniższym materiale filmowym zaprezentowano między innymi zmiany w wielkości dziury ozonowej nad Antarktydą, jakie miały miejsce w latach –.
Głównym czynnikiem, który powoduje zwiększanie się dziury ozonowej, jest stosowanie związków chemicznych należących do grupy tak zwanych freonówfreonów.
Aby ograniczyć ilość freonów w środowisku, zwracaj uwagę na to, jakie produkty (w szczególności kosmetyki i środki czystości) kupujesz. Jeśli masz taką możliwość, wybieraj produkty oznaczone poniższym znakiem.
Optymistyczny jest fakt, że w ostatnich latach obserwuje się zmniejszenie obszaru występowania dziury ozonowej, na co wpływ ma niewątpliwie ograniczenie produkcji i wykorzystywania freonów.
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 smogsmog . Nazwa smog pochodzi od dwóch angielskich słów: smoke (dym) oraz fog (mgła).
Unoszący się nad miastem, 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).
Smog londyński nazywany jest często smogiem kwaśnym. Zjawisko to spowodowane jest głównie przez tak zwaną niską emisję pyłów i gazów ze źródeł znajdujących się na wysokości nie większej niż . Do źródeł niskiej emisji zaliczane są spalinowe środki komunikacji (między innymi samochody, autobusy itp.), domowe piece grzewcze, kotłownie węglowe oraz przemysł. Do szkodliwych produktów spalania, które składają się na występowanie smogu londyńskiego, należą między innymi tlenek węgla, tlenek węgla, tlenek siarki, tlenki azotu, węglowodory aromatyczne (między innymi rakotwórczy benzo(a)piren), metale ciężkie (głównie i ) i ich związki chemiczne oraz – wspomniane już w tym materiale – pyły zawieszone ( i ).
Smog typu Los Angeles nazywany jest z kolei smogiem fotochemicznym. Występuje w słoneczne, ciepłe i bezwietrzne dni. W jego skład wchodzą związki chemiczne, które powstały na skutek odpowiednich przemian (chemicznych i fotochemicznych) gazów, powstających w wyniku spalania paliw. W skład smogu typu Los Angeles, oprócz związków chemicznych wymienionych dla smogu londyńskiego, wchodzą również między innymi ozon oraz odpowiednie aldehydy.
Tak zwany ślad węglowy jest jedną z metod, które pozwalają na obliczenie emisji gazów cieplarnianych (w tym głównie tlenku węgla) do atmosfery. Ślad węglowy można obliczać zarówno dla pojedynczych osób, przedsiębiorstw, jak i konkretnych wydarzeń czy aktywności (np. dla jazdy samochodem). Jego „wielkość” dla samego tlenku węgla podaje się najczęściej w odpowiednich jednostkach masy. Z kolei ślad węglowy, uwzględniający również emisję innych gazów cieplarnianych, określa się w postaci tak zwanego równoważnika tlenku węgla ().
Na poniższym wykresie przedstawiono emisje gazów cieplarnianych w w wybranych krajach, związane ze stylami życia ich mieszkańców, oraz docelowe poziomy do osiągnięcia w i
Zwróć uwagę, że do , emisja gazów cieplarnianych w Polsce (wyliczona na osobę na rok) powinna zostać obniżona o około .
Odszukaj w internecie odpowiednie darmowe aplikacje lub kalkulatory online i oblicz swój ślad węglowy. Zaproponuj metody jego zmniejszenia. Swoje propozycje przedstaw na forum klasy.
Zapoznaj się z informacjami dotyczącymi smogu, jaki można było zaobserwować w poszczególnych miejscach świata, w latach , oraz .
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.
Na poniższej grafice wymieniono wybrane działania, które podejmuje się w celu ograniczenia zanieczyszczeń powietrza.
Do działań na rzecz ograniczenia emisji szkodliwych pyłów i gazów do atmosfery należą między innymi:
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.
Podsumowanie
Zanieczyszczenie powietrza ma charakter globalny. Może pochodzić ze źródeł naturalnych albo być wynikiem działalności człowieka.
Substancjami zanieczyszczającymi powietrze są między innymi odpowiednie tlenki węgla, siarki, azotu, pyły oraz tak zwane freony.
Niekorzystnymi zjawiskami, spowodowanymi przez zanieczyszczenia atmosfery, są między innymi efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne deszcze i smog.
Korzystając z wiadomości zawartych w tym materiale oraz z dostępnych źródeł informacji (np. Internetu, czasopism naukowych itp.), przygotuj ulotkę dotyczącą ochrony środowiska. Wybierz jeden z tematów:
przyczyny zanieczyszczenia powietrza;
skutki zanieczyszczeń powietrza;
sposoby przeciwdziałania zanieczyszczeniom powietrza.
Jeśli masz taką możliwość, swój projekt ulotki zaprezentuj na forum klasy.
Korzystając z wiadomości zawartych w tym materiale oraz z dostępnych źródeł informacji (np. Internetu, czasopism naukowych itp.), przygotuj ustną prezentację dotyczącą ochrony środowiska. Wybierz jeden z tematów:
przyczyny zanieczyszczenia powietrza;
skutki zanieczyszczeń powietrza;
sposoby przeciwdziałania zanieczyszczeniom powietrza.
Zastanów się, w jaki sposób możesz przyczynić się do zmniejszenia emisji substancji szkodliwych do atmosfery. Wymień przynajmniej cztery propozycje.
Słownik
opady atmosferyczne (między innymi deszcz lub śnieg) zawierające rozpuszczone w wodzie substancje (tak zwane kwasy), powstałe w atmosferze na skutek reakcji tlenków siarki i azotu z wodą; kwaśne opady są zjawiskiem niekorzystnym zarówno dla człowieka, jak i dla przyrody
zjawisko polegające na zwiększaniu się temperatury na Ziemi przez obecne w atmosferze gazy cieplarniane, takie jak między innymi tlenek węgla () i para wodna (); gazy te tworzą niejako wokół powierzchni Ziemi (w dolnych partiach atmosfery) „powłokę” zabezpieczającą przed nadmierną utratą ciepła przez naszą planetę; jednak zbyt duża ilość gazów cieplarnianych skutkuje nadmiernym nagrzewaniem się powietrza
związki chemiczne węgla z fluorem i chlorem; lotne ciecze lub gazy, bierne (mało aktywne) 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
(stgr. ὄzetaomicronnu [ódzōn] = pachnący) odmiana tlenu, której cząsteczki zbudowane są z trzech atomów tego pierwiastka ; w warunkach normalnych jest to bladoniebieski gaz o charakterystycznym, przyjemnym zapachu; powstaje między innymi w wyniku wyładowań atmosferycznych w czasie burzy (jest odpowiedzialny za przyjemny, świeży zapach powietrza, wyczuwalny bezpośrednio po burzy); ozon, gromadząc się w atmosferze (konkretnie w stratosferze), stanowi naturalną powłokę chroniącą powierzchnię Ziemi przed nadmiernym promieniowaniem ultrafioletowym ()
potoczne określenie zjawiska „zubożenia warstwy ozonowej” w atmosferze ziemskiej (na wysokości około ), głównie wokół biegunów
niebezpieczna między innymi dla zdrowia mieszanina zanieczyszczeń powietrza, powstająca głównie w dużych miastach przez osadzenie się tlenku węgla, tlenku siarki i pary wodnej na cząstkach pyłów i sadzy; w uproszczeniu możemy zdefiniować smog jako mgłę zawierającą duże ilości zanieczyszczeń
Ćwiczenia
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność pomiędzy zasięgiem dziury ozonowej nad Antarktydą a średnią zawartością ozonu w powietrzu, na przestrzeni lat.
W tabeli przedstawiono zależność pomiędzy zasięgiem dziury ozonowej nad Antarktydą a średnią zawartością ozonu w powietrzu, na przestrzeni lat.
rok | zasięg dziury ozonowej | zawartośc ozonu w kolumnie powietrza |
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 zanieczyszczeń powietrza zaliczane są między innymi odpowiednie tlenki azotu, siarki oraz węgla. Ustal, o jakim tlenku mowa w poniższych notatkach. Do każdej z notatek dopasuj nazwę systematyczną odpowiedniego tlenku.
Uczeń przeprowadził doświadczenie, zilustrowane na poniższym rysunku.
Do dwóch cylindrów miarowych wlał niewielką ilość wody, a następnie umieścił w nich po jednej gałązce drzewa iglastego. Jeden z cylindrów przykrył szkiełkiem zegarkowym. Drugi napełnił tlenkiem siarki i również przykrył szkiełkiem zegarkowym. Tak przygotowany zestaw doświadczalny pozostawił na godziny.
Uczeń przeprowadził poniżej opisane doświadczenie.
Do dwóch cylindrów miarowych wlał niewielką ilość wody, a następnie umieścił w nich po jednej gałązce drzewa iglastego. Jeden z cylindrów przykrył szkiełkiem zegarkowym. Drugi napełnił tlenkiem siarki i również przykrył szkiełkiem zegarkowym. Tak przygotowany zestaw doświadczalny pozostawił na godziny.
Uczeń przeprowadził doświadczenie, które zilustrowano na poniższym rysunku:
Przed rozpoczęciem doświadczenia, termometry w obydwu kolbach wskazywały takie same wartości temperatury. Po trzech godzinach, uczeń zakończył doświadczenie i ponownie odczytał temperaturę na każdym z termometrów.
Uczeń przeprowadził doświadczenie, podczas którego zmierzył temperaturę w dwóch ogrzewanych kolbach. Jedna kolba wypełniona była tlenem, natomiast druga - tlenkiem węgla. Początkowa temperatura w obu naczyniach była taka sama. Po godzinach doświadczenie zakończono. Okazało się, że temperatura w drugiej kolbie była wyższa, niż w kolbie z tlenem.
Wymienione poniżej informacje (zapisane w języku angielskim) podziel na przyczyny oraz skutki występowania efektu cieplarnianego.
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Hassa R., Mrzigod A., Mrzigod J., To jest chemia. Zakres podstawowy, Warszawa 2012.
Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Chemia. Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Kielce 2020.
Maciejowska I., Warchoł A., Świat chemii. Zakres podstawowy, Kraków 2012.
Raport IMGW‑PIB: Klimat Polski 2020, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy, online: www.imgw.pl/badania‑nauka/klimat