Геоэкологические проблемы атмосферы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное учреждение образования

«Гимназия №2 г. Минска»

Геоэкологические проблемы атмосферы

Выполнила: Ярмолкевич Анастасия Сергеевна

учащаяся 11 «Б» класса

ул. Никифорова, 37

Минск



Содержание

Введение

1. Химическое загрязнение атмосферы

1.1 Основные загрязняющие вещества

1.2 Аэрозольное загрязнение атмосферы

1.3 Фотохимический туман (смог)

2. Загрязнение атмосферы подвижными источниками выбросов

2.1 Автотранспорт

2.2 Самолёты

2.3 Шумы

3. Парниковый эффект

4. Озоновый экран Земли

5. Кислотные дожди

6. Загрязнения водных ресурсов

7. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир

Вывод



Введение

История образования, состав, функции и свойства

Экологические проблемы атмосферы возникли и усугубляются в связи с антропогенным влиянием на окружающую среду. 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.

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.

Нижней ее границей является литосфера или гидросфера. Верхняя установлена условно на высоте 1300 км. Ее химический состав, физические свойства и другие качества отличаются на разной высоте от Земли.

Слой атмосферы, который оказывает влияние на существование жизни на Земле, называется тропосфера. Его верхняя граница располагается на высоте до 12 - 18 км от уровня почвы или поверхности Мирового океана. Этот слой содержит более 80% всего атмосферного воздуха и 90% водяного пара. Следующий важный для жизни слой - стратосфера. Ее высота до 50 км. На эти два слоя приходится почти 100% массы атмосферы. Они составляют оболочку, защищающую Землю от действия солнечной радиации ультрафиолетового спектра.

Биосфера, как целостная система, выработала такой химический состав атмосферы, который обеспечивает существование жизни на Земле. 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.

Любое вмешательство или воздействие на атмосферу «изнутри» является не только недопустимым, но и губительным. Это самоубийство. Атмосфера -- это внешний слой, который окутывает всю планету целиком. Нет места, где ее нет и любое инородное или загрязняющее вещество, «путешествуя» по ней, может попасть в любую точку Земли. Потому загрязнения атмосферы экологические проблемы вызывает глобального или планетарного масштаба.

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.

Источники таких загрязнений всем известны и видны даже «невооруженным» глазом. Основным, с каждым годом все больше, становится автомобильный транспорт, количество которого растет в геометрической прогрессии. В городах загрязнение им воздуха достигает 80 и более процентов. Доля промышленных предприятий, в том числе химических и энергетических, достигает 20%.

Последствиями таких загрязнений стали парниковый эффект, кислотные дожди и разрушение озонового слоя. А это уже не экологические проблемы атмосферы, точнее, не только ее, а всей биосферы, всего живого, в том числе и человека.



1. Химическое загрязнение атмосферы

1.1 Основные загрязняющие вещества

Хочется начать с обзора факторов, приводящих к ухудшению состояния атмосферы -- одной из важнейших составляющих биосферы.

Человек загрязняет атмосферу тысячелетиями, однако последствия потребления огня, который использовался этот период, были незначительны. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и, незакопченные сажей, стены пещеры. Это незначительное загрязнение воздуха не представляло проблемы, так как люди обитали в то время небольшими группами, занимая обширную девственную природную среду. И даже более плотное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось серьезными последствиями. экологический атмосфера смог

Но гармония длилась лишь до начала девятнадцатого века. Людям, как высшим по разуму созданиям, показалось правомерным покорить природу и прогнуть ее под себя, используя ее ресурсы исключительно для своей пользы. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить невозможно. Заводы, заменяющие чистые ресурсы Земли на ядовитые выбросы в атмосферу. Таков результат великих изобретений и завоеваний человека.

Остановимся на подробном рассмотрении основных видов загрязнения атмосферы. К ним относят промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Доказано, что наибольшее загрязнение воздуха создает промышленное производство. Источники загрязнений -- теплоэлектростанции, вместе с дымом выбрасывающие в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, в большей степени, цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Ядовитые газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются вторичные признаки.

Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

3) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий.

4) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд

5) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.

6) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы

7) Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.

8) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений -- фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом.

9) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.

1.2 Аэрозольное загрязнение атмосферы

Аэрозоли -- это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или водяным паром. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.

Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже -- оксиды металлов: железа, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена и другие. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы -- искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств -- измельчение и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды -- насыщенные и ненасыщенные, включающие от 11 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия -- расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

1.3 Фотохимический туман (смог)

С 30-х гг. над Лос-Анджелесом в теплое время года стал появляться смог - туман влажностью около 70%. Это явление назвали фотохимическим туманом, так как для его возникновения необходим солнечный свет, вызывающий сложные фотохимические превращения смеси углеродов и окислов азота, поступивших в воздух в результате автомобильных выбросов, в вещества, значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения.

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой.

Фотохимический туман сопровождается неприятным запахом, резко снижается видимость, у людей воспламеняются глаза, слизистые оболочки носа и горла, возникает удушье, обостряются легочные заболевания, бронхиальная астма. Фотохимический туман повреждает и растения. Сначала на листьях появляется водное набухание, через некоторое время нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок, а верхние становятся пятнистыми с белым налетом. Затем наступает быстрое увядание.

Фотохимический туман вызывает коррозию металлов, растрескивание красок резиновых и синтетических изделий, портит одежду. Нарушает работу транспорта.

В настоящее время во многих крупных городах мира - Нью-Йорке, Чикаго, Бостоне, Детройте, Токио, Милане - образуется фотохимический туман.



2. Загрязнение атмосферы подвижными источниками выбросов

В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Рассмотрим степень вредности данного вида загрязнителей.

2.1 Автотранспорт

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине, автомобили с дизельными двигателями, сельскохозяйственные машины, железнодорожный и водный транспорт. К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники, относятся оксид углерода, углеводороды и оксиды азота. Оксид углерода (CO) и оксиды азота (N0x) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды (HnCm) поступают как вместе с выхлопными, так и из картера, топливного бака и карбюратора. Твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами и из картера. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, из этого следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме "зеленой волны", существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах.

Дизельные двигатели более экономичны, таких веществ, как СО, HnCm, NOx, выбрасывают не более, чем бензиновые, но они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые.

2.2 Самолеты

Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма.

В последние 10 -- 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.



2.3 Шумы

Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок.

Однако шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые.

При тех высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропортов, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки.

Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы.

Влияние радиоактивных веществ на растительный и животный мир. Некоторые химические элементы радиоактивны: их самопроизвольный распад и превращение в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается излучением. При распаде радиоактивного вещества его масса с течением времени уменьшается. Теоретически вся масса радиоактивного элемента исчезает за бесконечно большое время. Время, по истечении которого масса уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Для разных радиоактивных веществ период полураспада изменяется в широких пределах: от нескольких часов (у 41 Ar он равен 2 ч) до нескольких миллиардов лет (238U -- 4,5 млрд. лет)

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), радиоактивные вещества с продуктами питания поступают в организм человека и могут накапливаться в таком количестве, которое способно нанести вред здоровью человека. Наиболее опасные среди радиоактивных веществ 90 Sr м 137Сs образуются при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием 90Sr легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как 137 Cs накапливается в мускулах, замещая калий.

Излучения радиоактивных веществ оказывают следующее воздействие на организм:

ослабляют облученный организм, замедляют рост, снижают сопротивляемость к инфекциям и иммунитет организма;

уменьшают продолжительность жизни, сокращают показатели естественного прироста из-за временной или полной стерилизации;

различными способами поражают гены, последствия, которого проявляются во втором или третьем поколениях;

оказывают кумулятивное (накапливающееся) воздействие, вызывая необратимые эффекты.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной организмом энергии (радиации), излученной радиоактивным веществом. Единицей этой энергии служит 1 ряд -- это доза облучения, при которой 1 г живого вещества поглощает 10-5 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, человек погибает; при дозе 7000 и 200 рад смертельный исход отмечается в 90 и 10% случаев соответственно; в случае дозы 100 рад человек выживает, однако значительно возрастает вероятность заболевания раком, а также вероятность полной стерилизации.

Установлены предельно допустимые дозы ионизирующей радиации, основанные на следующем требовании: доза не должна превышать удвоенного среднего значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях. При этом предполагается, что люди хорошо приспособились к естественной радиоактивности среды. Более того, известны группы людей, живущих в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей среднюю по земному шару (так в одном из районов Бразилии жители за год получают около 1600 мрад, что в 10-20 раз больше обычной дозы облучения). В среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем планеты, колеблется между 50 и 200 мрад, причем на долю естественной радиоактивности (космические лучи) приходится около 25 млрд. радиоактивности горных пород -- примерно 50-15- мрад. Следует также учитывать те дозы, которые получает человек от искусственных источников облучения. Например, ежегодно при рентгеноскопических обследованиях человек получает около 100 мрад. Излучений телевизора -- примерно 10 мрад. Отходов атомной промышленности и радиоактивных осадков -- около 3 мрад.



3. Парниковый эффект

Накопление углекислого газа в атмосфере - одна из основных причин парникового эффекта, возрастающего от разогревания Земли лучами Солнца. Этот газ не пропускает солнечное тепло обратно в космос.

По сравнению с доиндустриальной эпохой концентрация двуокиси углерода в атмосфере увеличилась на 28%. Если человечество не примет меры, чтобы сократить выбросы этих газов, к середине будущего века средняя глобальная температура приземной атмосферы повысится на 1,5--4,5°С.[3]

Последняя цифра относится к высоким российским широтам. Произойдет перераспределение осадков на территории страны, увеличится число засух, изменится режим речного стока и режим работы гидроэлектростанций. Растает верхний слой вечной мерзлоты, занимающий в России около 10 млн.м² (60% территории страны), что повлияет на устойчивость фундаментов инженерных сооружений. Уровень Мирового океана поднимется к 2030 г. на 20 см, что приведет к затоплению низколежащих побережий.

Доли некоторых государств в глобальном выбросе двуокиси углерода таковы: США - 22%, Россия и Китай - по 11%, Германия и Япония - по 5%.²

Одним из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом является автомобильный транспорт. Есть несколько путей борьбы с этим видом загрязнений: техническое совершенствование двигателей, топливной аппаратуры; повышение качества топлива, снижение содержания токсичных веществ в выхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование альтернативных видов топлива и др.

Кроме того, существует ряд естественных источников выбросов СО₂. Мощным источником СО₂ в России служит дыхание почвы. На 1124,9 млн. га России дыхание почвы составляет 1800 NтC, т.е. 3% от глобальной эмиссии, что в 3 раза превосходит индустриальную эмиссию.[4]

Другим методом скопления СО₂ служат болота - резервуар с временем пребывания органического углерода в торфах до 10 тыс. лет и его аккумуляцией 45-50 Мm С/год².

Существует мощный потребитель СО₂ - это растительность суши, потребляющая 20-30 млрд. т. углерода в форме СО₂, и водоросли мирового океана, потребляющие около 40 млрд. т. углерода в год.3 Однако они не в состоянии переработать атмосферу, в связи с чем проблема глобального потепления является насущной и решение которой требует безотлагательных мер.



4. Озоновый экран Земли

Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

Озоновая защитная оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т. газа, наибольшая концентрация - на высоте 20--25 км; если гипотетически сжать эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится слой всего в 2 мм, однако без него жизнь на планете невозможна.

Запуск мощных ракет, полеты реактивных самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора - миллионов гектаров леса - пожарами и хищнической рубкой массовое применение фреонов в технике, парфюмерной и химической продукции в быту - главные факторы разрушения озонового экрана Земли.

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетие вдвое сократить производство фторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. Более поздние соглашения (в 1990 г. в Лондоне, в 1992 г. в Копенгагене) содержат призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекратили производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россия из-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочки на три-четыре года.

Следующим этапом должен стать запрет на производство метилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых с 1996 г. заморожен в промышленно развитых странах, гидрофреоны полностью снимаются с производства к 2030 г.

В 1997 г. исполнилось 10 лет с момента подписания Монреальского протокола. За это время осуществлялось широкое международное сотрудничество по охране озонового слоя Земли. Благодаря согласованным усилиям международного сообщества за эти годы производство и потребление веществ, наиболее опасных для озонового слоя, сократилось более чем вдвое. Остановлен рост содержания в атмосфере озоноразрушающих веществ. Ученые полагают, что уже в ближайшие годы начнется восстановление озонового слоя. Но пока эта проблема остается актуальной.



5. Кислотные дожди

Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся их жертвами. На территории России в 1996 г. вместе с осадками выпало более 4 млн. т серы и 1,25 млн. т нитратного азота. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км².[5]

Увеличение кислотности водоемов приводит к гибели рыб и водяных растений.

Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается суховершинность на больших площадях.

Все больший ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают памятники архитектуры. Прочный, тверды мрамор, смесь окислов кальция (СаО и СО₂), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс (СаSO₄). Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал. Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу - шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне - Тауэру и Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в Риме слой портлендского известняка разъеден на 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св. Иоанна тают, как леденцы. Черными отложениями изъеден королевский дворец на площади Дам в Амстердаме.

Спасать природу от закисления необходимо. Для этого придется резко снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но в первую очередь сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70-80% обусловливают кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от -места промышленного сброса.

Таким образом, проблема “кислотных дождей” также является актуальной.



6. Загрязнения водных ресурсов

Огромная масса вод Мирового океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислорода поступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток, в Мировом океане ежегодно вылавливается 85 млн. т рыбы. С одной стороны, это составляет всего около 1% мирового производства продовольствия, но, с другой - это 15% потребляемых человечеством животных белков.

Реальную опасность экологическому равновесию в океане представляют следующие формы антропогенного воздействия: загрязнение акваторий; нарушение механизма воспроизводства морских организмов; отторжение берегового и экваториального пространства для хозяйственных целей.

Реки выносят в океан промышленные отходы, сточные воды, сельскохозяйственные одобрения. Водные пространства морей и океанов - конечные вместилища подавляющего большинства отходов. Многочисленные сточные воды различного происхождения, химикаты, часть мусора и другие отходы промышленных и сельскохозяйственных производств рано или поздно поступают в моря и океаны. Морские воды загрязняются в результате захоронения различных отходов, удаления нечистот и мусора с кораблей, при исследовании дна морей и океанов и особенно в результате различных аварий. В Тихий океан, например, сбрасывается ежегодно около 9 млн. т отходов, а в воды Атлантики - свыше 30 млн. т.[6]

Океаны и моря загрязняются такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы. Вредные вещества в океан несут загрязненные реки, туда сбрасываются сточные воды различных промышленных предприятий, попадает сток с полей и из лесов, обработанных пестицидами, потери нефти с перевозящих ее танкеров.

Газообразные токсические вещества, такие, как окись углерода, двуокись серы, поступают в морскую воду из атмосферы. В мировой океан с дождями ежегодно осаждается 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух с выхлопными газами автомобилей.[7]

Степень загрязненности вод в океане постоянно возрастает. Способность воды к самоочищению оказывается порой недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов.

Под влиянием течений загрязнения перемешиваются и очень быстро распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб состоянию морских экосистем и экономике в целом. Таким образом, вопрос защиты вод Мирового океана является межгосударственной проблемой.



7. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0.1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они:

а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе;

б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт;

в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

В некоторых случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия.

Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались -- это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1852 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г. около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями.



Вывод

Поскольку первопричиной всех проблем является человечество, то борьбу с проблемами должно осуществлять именно общество, а не отдельные люди. Прежде всего необходимо выработать высокий уровень человеческой сознательности, который станет отправной точкой в деле разрешения экологических проблем. Необходимо, чтобы Человек учился любить и заботиться о природе с младых лет. Для этого требуется внедрение экологических дисциплин в систему образования во всемирном масштабе. Также должна проводиться политика экологической пропаганды среди населения, правительства государств должны всячески поощрять и способствовать деятельности экологических правозащитных организаций, выступающих против особо грубых экологических нарушений. Так, за 35 лет существования международной природоохранной организации «Гринпис» активистам организации удалось привлечь внимание мировой общественности к более 100 000 экологическим проблемам в разных регионах мира, благодаря действиям организации прекращена деятельность около 30 000 вредоносных производств. На межгосударственном уровне должен осуществляться процесс мониторинга окружающей среды, заключающийся не только в наблюдении за природными процессами и явлениями, но и в оценке состояний среды и прогнозировании ее изменений. Результаты, полученные в ходе мониторинга, должны становиться объектом международного достояния, так как комплексный сбор информационных данных помогает комплексно и всесторонне подходить к проблеме. Но все приведенные усилия окажутся безрезультатными, если к решению проблем не привлекается научно-технический прогресс. Организация производств должна вестись не только с позиции экономической выгоды, формируемой рынком, но и с позиций экологической безопасности, формируемых здравым смыслом. В последнее время появился новый термин «экоэкономика», подразумевающий под собой такой тип экономической деятельности, который являлся бы оберегающим для планеты. Примерами такого типа служат достижения ряда стран в энергетической отрасли. Так свыше 30% энергии в таких странах, как Великобритания, Нидерланды, Дания, Норвегия и Швеция, производится ветром, причем без какого либо вреда для природы. Ряд современных автомобильных концернов внедряет в производство автомобили с водородными двигателями, работающими на безотходном водородном сырье. В настоящее время на смену бензину все чаще приходят газовое топливо - пропан и бутан, являющиеся более безопасным для среды по причине полного сгорания. В настоящее время в мире около 20% автомобилей работает на газовом топливе. Как итог, в результате развития программы экономики существенно сокращается число промышленных выбросов.

Достижение идеального состояния абсолютной гармонии с природой в принципе невозможно. Столь же невозможна и окончательная победа над природой, хотя в процессе борьбы человек обнаруживает способность преодолевать возникающие трудности. Взаимодействие человека с природой никогда не кончается, и когда кажется, что человек вот-вот получит решающий перевес, природа увеличивает сопротивление. Впрочем, оно не бесконечно, и его преодоление в форме подавления природы чревато гибелью самого человека.

Нынешний успех человека в борьбе с природной средой достигнут за счет увеличения риска, который следует рассматривать двояко: риск возможных побочных экологических явлений, связанный с тем, что наука не может дать абсолютный прогноз последствий воздействия человека на природную среду, и риск случайных катастроф, связанный с тем, что технические системы и сам человек не обладают абсолютной надежностью. Здесь оказывается справедливым одно из положений Коммонера, называемых им «законом» экологии: «ничто не дается даром».

На основании анализа экологической ситуации можно сделать вывод, что следует говорить скорее не об окончательном и абсолютном решении экологической проблемы, а о перспективах сдвига частных проблем с целью оптимизации взаимоотношений человека с природной средой в существующих исторических условиях. Данное обстоятельство обусловливается тем, что на осуществление целей человечества накладывают ограничения фундаментальные законы природы.

Не должны оказаться пророческими слова, великого ученого-естествоиспытателя, впервые создавшего теорию развития живой природы, Жана Батиста Ламарка: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания.

Размещено на Allbest.ru