Загальна характеристика атмосфери

Повітряна оболонка Землі – це атмосфера. Вона є однією з найголовніших умов життя. Без їжі людина може жити місяць, без води – тиждень, без повітря не може прожити й двох хвилин. Слово атмосфера похідне від грецьких «атмос» – дихання і «сфера» – куля.

Атмосфера окутає Землю до висоти 2-3 тис. км, непомітно переходячи в межпланетний простір. Вона складається з суміші газів, яку називають повітрям. Повітря навколо нас таке прозоре і легке, що здається, ніби нас оточує порожнеча. Але це помилкове уявлення. Насправді вага повітряної кулі, яка оточує Землю, досягає 5 000 трлн. т. Атмосферне повітря можна вважати невичерпним природним ресурсом лише умовно, адже людині для життя потрібне повітря певної якості. А під впливом ан­тропогенного фактора його хімічний склад і фізичні властивості дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося та­ких ділянок, де повітря зберігало б свою первісну чистоту та якість.

Атмосфера, яка є нині на Землі, не завжди мала такий склад. Первісна атмосфера Землі, як свідчать геологічні відомості, кардинально відрізнялася від теперішньої. Вона була схожа на атмосфери деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, й складалася майже повністю з вуглекислого газу з домішками метану, аміаку тощо.

Нинішня атмосфера: киснево-азотна. Вона є продуктом біосфери. Життя, що існує на нашій планеті, за мільйони років переробило первісну атмосферу.

Атмосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує кілька основних функцій:

• захищає живі організми від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів;

• регулює сезонні й добові коливання температури (якби на Землі не існувало атмосфери, то добові коливання температури досягали б ± 200°С);

• є носієм тепла й вологи;

• є депо газів, які беруть участь у фотосинтезі й забезпечують дихання;

• впливає на екзогенні процеси (вивітрювання гірських порід, діяльність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо).

6.2 Склад сучасної атмосфери

Сучасна атмосфера складається з таких основних компонентів, (%):

• азот (78,084),

• кисень (20,946),

• аргон (0,934),

• вуглекислий газ (0,027),

•малі домішки — водень, неон, гелій, метан, криптон тощо (в сумі близько 0,009).

Крім того, в атмосфері є пари води, вміст яких коливається від 0,2 % (в полярних широтах) до 3% (поблизу екватора), а також аерозолі, тобто завислі в повітрі над­звичайно дрібні тверді й рідкі частки різних речовин, вміст яких сильно змінюється.

Азот – основна складова частина атмосфери. Його маса ста­новить 3,7*10¹⁵ т. Антропогенна діяльність призводить до значних змін у балансі сполук азоту. Велика кількість окисів азоту викидається в атмосферу внаслідок роботи автомобільних і авіаційних двигунів, електрозварювання. Дуже багато цих сполук утворювалося під час ядерних вибухів у атмо­сфері. Деяка кількість сполук азоту надходить у атмосферу разом з вулканічними газами.

Кисень – активний окислювач, що бере участь у хімічних реакціях у біосфері, гідросфері та літосфері. Його маса в атмосфері становить 1,5*10¹⁵т. Кисень є одним з найпоширеніших і найважливіших елементів на Землі. Він необхідний при диханні людей, тварин, численних мікроорганізмів; входить до складу білків, жирів і вуглеводнів; бере активну участь в біологічному кругообігу речовин; входить до складу багатьох гірських порід і мінералів.

Основне джерело кисню, яким ми дихаємо, це – фотосинтез зелених рослин. У клітинах рослин, де є активна сполука – хлорофіл, за допомогою сонячної енергії з води й вуглекислого газу виробляється органічна речовина, а побічним продуктом цієї реакції є вільний кисень, що виділяється в атмосферу. Підраховано, що близько 80% усього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон – мікроскопічні водорості, що живуть у верхніх шарах океану, 20% кисню виробляє наземна рослинність, переважно тропічні ліси.

Людина дуже необдумано поводиться з цим багатством природи, яким є кисень. Лише один сучасний пасажирський реактивний літак протягом 8 годин польоту з Європи в Америку поглинає від 50 до 75 т кисню, викидаючи в атмосферу десятки тон вуглекислого газу й різних шкідливих сполук. А все людство щорічно витрачає таку кількість кисню, якої вистачило б на дихання 50 млрд. людей. Вже сьогодні промисловість США, Німеччини, Японії споживає кисню набагато більше, ніж його є на їх власних територіях, тобто живуть за рахунок інших країн.

Якщо до середини XIX ст. вміст кисню в атмосфері залишався постійним, бо його утворення дорівнювало витратам, то нині така рівновага порушена за рахунок його зростаючого поглинання антропогенним фактором. Людство створило величезну кількість споживачів кисню й жодного його виробника. Дедалі частіше вчені замислюються: чи достатні резерви кисню в природі, чи надовго їх вистачить? На спалювання палива щорічно витрачається 23 % кисню, що надходить у атмосферу за рахунок фотосинтезу. Якщо додати, що діяльність людини призводить до зникнення лісів, пригнічення активності морського фітопланктону, можна зробити невтішний висновок щодо майбутнього стану кисневого балансу в атмосфері. Вчені твердять, що за рахунок діяльності людини загальна кількість кисню в атмосфері щорічно зменшується на 10 млрд. т.

Вуглекислий газ – активна складова атмосфери, яка є обов'язковим компонентом фотосинтезу рослин. Цей газ утворюється під час спалювання органічних речовин, гниття, виділяється з вулканічними газами. Діяльність людини (знищення лісів, розорювання цілинних земель, урбанізація, а головне, спалювання мінерального палива й забруднення океанів призводить до збільшення кількості СО₂ в атмосфері.

За останні 120 років вміст цього газу в повітрі збільшився на 17% (у середньому на 0,14 % за рік). За останнє десятиріччя цей ріст вже встановив 0,36 % за рік. Щоправда, більша частина СО₂, а саме 70 %, поглинається океанами й біосферою і лише 30% залишається в атмосфері.

Аерозолі, що містяться в атмосфері, можна поділити на чотири групи:

• сірчані (NН(SO₄) і H₂SO₄) вулканічного й промислового походження;

• морські (частки морських солей);

• мінеральні (пил із земної поверхні);

• вуглеводневі (переважно сажа промислового походження).

Частки аерозолів поглинають і розсіюють тепло, що призводить до нагрівання шарів атмосфери, збагачених аерозолями, і зменшення надходження тепла до земної поверхні. В цілому запилення атмосфери зумовлює зниження температури земної поверхні. В тропосфері аерозольні частки утримуються протягом днів і тижнів, а в стратосфері, куди вони потрапляють з течіями повітря – роками. Так, радіоактивний пил після випробувань водневих бомб у атмосфері випадав в Антарктиді лише на другий рік після вибухів.

6.3 Структура сучасної атмосфери

Тропосфера. Найнижчий шар атмосфери – тропосфера («тропос» – поворот). Вона простягається до висоти 8-10 км в полярних широтах і до 16-18 км біля екватора. Тут зосереджено майже 80 % всієї маси атмосфери, найбільша її густина. В цьому шарі відбувається інтенсивне перемішування повітря, постійно дують вітри. Тут утворюються хмари і випадають опади. Температура і тиск повітря в тропосфері знижуються з висотою.

Стратосфера. Цей шар простягається до висоти 55км. Повітря в стратосфері дуже розріджене. Частинок повітря, які б розсіювали і відбивали світло, що надходить від Сонця, дуже мало. Небо в стратосфері виглядає темнофіолетовим, майже чорним. В цьому шарі дуже мало вологи, тут не випадають опади, лише зрідка з'являються сріблясті хмари. В стратосфері відбувається своєрідна зміна температури: в нижній частині вона не змінюється і становить - 55°, а в верхній частині – зростає і біля верхньої границі шару досягає 0°. Така зміна температури пояснюється наявністю в атмосфері озону, який поглинає ультрафіолетове проміння Сонця і при цьому сильно нагрівається. Шар озону знаходиться на висоті 25 км від поверхні Землі.

Мезосфера («мезол» – середній). Цей шар простягається до висоти 80 км. В цьому шарі знову знижується температура повітря, досягаючи біля верхньої границі минус 80-90°.

Термосфера («термос» — тепло). Цей шар простягається до висоти 800-1000 км. В ній температура повітря сильно зростає і досягає на верхній межі до +1500°. Термосфера поглинає рентгенівське випромінювання сонячної корони. Може виникнути запитання, як при такій високій температурі літають космічні кораблі з космонавтами на борту. Висока температура повітря їм не шкодить, тому що тиск низький, молекули й атоми рухаються майже не стикаючись одні з одними. Повітря чинить космічним кораблям малий опір і вони можуть роками залишатись на орбітах.

Екзосфера. Вище 1000 км від поверхні Землі знаходиться верхній шар атмосфери – екзосфера («екзо» — зовнішній). Повітря в ній дуже розріджене. Швидкість руху атомів і молекул дуже велика. Це дозволяє їм долати земне тяжіння і розсіюватись в космічному просторі. Найбільше відходять в космос атоми водню, які утворюють корону навколо атмосфери на висоті 2-3 тис. км.

Геокорона (20000км), це – останній шар атмосфери, якbй поступово переходить у міжпланетний вакуум

 

Парниковий ефект

Клімат на нашій планеті в минулому періодично змінювався. За тисячі й мільйони років чергувалися періоди значного похолодання й навіть зледеніння та теплі епохи. Нині ж учені дуже занепокоєні: схоже на те, що Земля розігрівається значно швидше, ніж це було будь-коли в минулому. Це спричинено швидким збільшенням вмісту в атмосфері вуглекислого газу. В земній атмосфері вуглекислий газ діє як скло в парнику: пропускає сонячне світло, але – затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі. Це викликає розігрівання планети, відоме під назвою парникового ефекту.

У чому ж небезпека парникового ефекту? Як свідчать розрахунки вчених, збільшення середньої річної температури Землі на 2,5 °С викличе значні зміни на Землі, більшість яких для людей буде мати негативні наслідки.

• Парниковий ефект змінить такі критично важливі перемінні величини, як опади, вітер, шар хмар, океанські течії, а також розміри полярних крижаних шапок.

• Внутрішні райони континентів стануть більш сухими, аузбережжя вологішими, зими – коротшими й теплішими, а літо – тривалішим і жаркішим.

• Основні кліматичні зони змістяться на північ (у північну півкулю) приблизно на 400 км. Це викличе потепління в зоні тундри, танення шару вічної мерзлоти у високих широтах. Підйом рівня Світового океану на 2-3 м за рахунок танення полярних льодових шапок викличе затоплення багатьох прибережних ділянок, де живуть мільйони людей, міст, портів тощо. Наприклад, така густонаселена (150 млн. чоловік) держава, як Бангладеш, майже повністю буде затоплена, піде під воду Венеція тощо.

Моделлю «парникового ефекту» є клімат на Венері. Її щільна атмосфера, що на 98 % складається з вуглекислого газу, за рахунок цього явища розжарена до 500 °С (за такої температури залізо стає червоним).

 

6.5 Ядерна ніч та ядерна зима

Крім повільних змін клімату, людство може викликати його різкі катастрофічні зміни, що знищать не лише людину як біологічний вид, а, можливо, й все живе на Землі. Такою катастрофою була б ядерна війна.

Ядерний конфлікт, глобального масштабу, матиме такі наслідки:

• ядерні вибухи й колосальні пожежі призведуть до теплового нагрівання атмосфери;

• атмосфера буде забруднена радіоактивними речовинами;

• виділення СО₂, СО, метану, етану та пропану внаслідок пожеж і руйнування свердловин призведе до підвищення глобальної температури Землі на 4-5 °С у перші ж дні після конфлікту;

• утворення під час вибухів окисів азоту та їх надходження в стратосферу зумовить руйнування від 40 до 60 % захисного озонового шару, що викличе різке збільшення ультрафіолетового опромінення поверхні Землі;

• забруднення атмосфери величезною кількістю пилу й сажі внаслідок вибухів і пожеж.

Спостереження за проведеними в 60-х роках наземними ядерними вибухами свідчать про те, що ж таке ядерна ніч та ядерна зима. Під час ядерної катастрофи в атмосферу попадає велика кількість пилу сажі й попелу. Такий пил на тривалий час зависає в повітрі та потрапляє в стратосферу. Пил, попіл і сажа за один-два тижні затяггують небо над усією Землею. В результаті прозорість атмосфери зменшиться в 200 разів. На Землі настає ядерна ніч, яка триватиме кілька місяців, викличе загибель урожаю й більшості рослинного покриву Землі. Сильне запорошення атмосфери спричинить нагрівання тропосфери й похолодання приземного шару повітря на 15⁰-30 °С протягом першого місяця після конфлікту. Результати моделювання свідчать, що локальні зниження температури будуть ще більшими — на 40-50 °С у помірному поясі Північної півкулі. Настане ядерна зима, що триватиме кілька місяців. Врешті-решт, через кілька місяців темряви й холоду пил і сажа осядуть. Охолодження зміниться нагріванням атмосфери на 20-30 °С вище норми, що спричинить повені й селі, перш за все в гірських місцевостях. Неоднорідні температурні зміни над сушею й морем зумовлять ураганні вітри й снігопади в прибережних районах материків.

Загибель рослинності й тварин, радіоактивне забруднення, вихід з ладу енергетичних систем і зв'язку, ніч і лютий мороз, ураганні вітри викличуть такий психологічний шок, який людство не зможе пережити. Таким чином, локальний ядерний конфлікт спричинить глобальну загибель людства, а ймовірно, й усієї біосфери.

Модель подібного явища дала нам сама природа. В 1815 р. сталося катастрофічне виверження вулкана Тамбор у Індонезії, найсильніше за останні 500 років. Під час виверження в атмосферу була викинута величезна кількість газу й попелу. Попіл створив у стратосфері завісу, що значно послабила сонячне випромінювання. Настало сильне охолодження атмосфери. Майже повсюдно в Північній півкулі сніг не танув до середини червня, а в серпні вже почалися заморозки. В багатьох країнах загинув урожай, почався голод. Прозорість атмосфери відновилася повністю лише через два роки.

 

Озоновий захисний шар

Озон – в перекладі з грецької «пахучий». Це газ, в молекулі якого міститься три атоми кисню – О_з. Його запах можна відчути після грози, бо в нижньому шарі атмосфери він утворюється під час розряду блискавок. А в стратосфері утворюється під дією Сонця.

Озону в повітрі дуже мало – мільйонні частинки процента. Найбільше його на висоті 20-25 км – 0,001 %. На цій висоті озон утворює оболонку, яку називають озоновим «щитом» Землі. Товщина цього шару – лише кілька міліметрів. В малих кількостях озон дуже корисний для живих організмів. Люди відчувають замітне поліпшення самопочуття при диханні «озоновим» повітрям після грози. Зниження цього шару в 2 рази привело б до згубних наслідків для земного життя.

Чому ж озоновий шар називають «щитом» Землі? Цей шар захищає нашу планету від згубної дії ультрафіолетового проміння Сонця. Малі дози такого випромінювання корисні тим, що сприяють утворенню в організмі людей вітамінів групи «Д», посилюють опірність організму (імунітет). Але в значних дозах це проміння здатне вбити живі організми, насамперед людський. Шар озону, який знаходиться в нижній стратосфері, поглинає ультрафіолетове випромінювання Сонця, яке б могло знищити життя на Землі.

В останні десятиліття у публікаціях вчених звучить тривога про зменшення озону в атмосфері, про виникнення і швидке розширення зони з дуже низькою концентрацією озону над Антарктидою. Таку зону було названо «озоновою дірою». Які ж причини зменшення озонового шару? Таких причин дуже багато.

• Значну небезпеку для озонового шару становили окиси азоту, утворені при випробовуваннях ядерної зброї. В Північній півкулі кількість озону зменшилась на 3-6 %, але після того як основні ядерні держави світу домовились про припинення ядерних випробувань, ця небезпека зникла.

• Втрачається озон і при запусках штучних супутників Землі, бо при цьому утворюється дірка на кілька кілометрів, яка затягується дуже повільно.

• В знищенні озону беруть участь хлор і його сполуки. До висот озонового шару піднімаються сполуки хлору, які викидають хімічні заводи, а також в побуті – фреони. В нижніх шарах вони залишаються інертними і ні з чим не реагують. Але під дією сонячного проміння в стратосфері фреон розпадається і в результаті реакції з озоном руйнує його. Вчені підрахували, що кожен атом хлору знищує майже 100 000 молекул озону.

До чого може призвести зникнення озонового шару свідчать досліди, поведені в 70-х роках американськими військовими, які розробляли озонову зброю. Як повідомляла американська преса, над одним з ненаселених тихоокеанських островів було запущено ракету, яка розпорошила в озоновому шарі спеціальний реагент, що повністю зв’язав озон, утворивши над цим островцем діру. Кілька годин поверхня острова опромінювалася смертельною УФ-радіацією. В результаті на острові загинуло все живе. Залишилось кілька черепах, тіло яких захищено товстим панциром, проте їх очі було випалено ультрафіолетом.

Вчені, які досліджували озоновий шар, встановили, що кількість озону знижується приблизно на 1 % за десятиріччя. Але вже в 1985 р. появились несподівані повідомлення про зменшення озону над Антарктидою за 7 років майже вдвічі. Це явище вивчали вчені всіх країн, які досліджують Антарктиду. Така велика увага вчених пояснювалась тим, що вони не сподівалися раптового зменшення кількості озону і на такій великій площі. Площа діри майже дорівнює величині Антарктиди. Найбільші втрати озону на висоті 16,6 км, де його залишилось 3 % від нормальної кількості. Точні причини утворення «озонової діри» ще не встановлені. Вчені припускають, що впливають як природні процеси, так і господарська діяльність людини.

У 1982 р. відбулося виверження вулкана Гль-Чічон у Мексиці, який мав дуже велику швидкість струменя викиду. Він швидко досягнув стратосфери і хмара викидів розсіялась на всю територію планети. Внаслідок циркуляції повітря атмосферні домішки переносилися в район Південного полюса, а оскільки в цих домішках було чимало хлору, то вони могли стати причиною зменшення озону над Антарктидою.

Вивчення причин виникнення «озонових дір» триває. Вчені намагаються передбачити не тільки причини, а й наслідки зменшення озонового шару. Встановлено, якщо озону стане менше на 1 %, то це призведе до збільшення захворювань раку шкіри, пошкоджень ока людини та ін.

Озоновий шар тоншає не тільки над Антарктидою. Значне його зменшення в Арктиці – над островами Шпіцберген та Землею Франца Йосифа, над Північною Африкою, тимчасове зниження спостерігається в різних регіонах планети.

Максимальне зниження кількості озону виміряли японці. Вони вважають, що озоновий шар Землі стає тоншим щороку на 2,3 %.

Вчені країн світу намагаються звернути увагу урядів і промисловців на захист озонового шару Землі. Вони довели не тільки шкідливість фреону для знищення озону, але й використання твердого палива в ракетах, домоглися заборони деяких шкідливих для озону технологій.

В Україні спостереження за станом озонового шару проводяться на п'яти озонометричних станціях (у Києві, Борисполі, Одесі, Львові й на Карадагу в Криму). За даними цих спостережень, протягом останніх 10 років загальний уміст озону в атмосфері був значно нижчим від кліматичної норми.

Озонових аномалій над Україною не спостерігалося, проте було зафіксовано кілька випадків зменшення вмісту озону до критичних значень.

6.7 Кислотні дощі

Окиси сірки й азоту, що потрапляють у атмосферу внаслідок роботи ТЕС і автомобільних двигунів, сполучаючись з атмосферною вологою, утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі мають таку шкідливу дію на фактори навколишнього середовища.

Негативні наслідки кислотних дощів:

• врожайність багатьох сільськогосподарських культур знижується на 3-8 % внаслідок ушкодження листя кислотами;

• кислі опади спричинюють вимивання з ґрунту кальцію, калію й магнію, що викликає деградацію фауни та флори;

• деградують і гинуть ліси (особливо вразливими до дії кислотних дощів виявилися кедр, бук і тис);

• отруюється вода озер і ставків, у яких гине риба (в першу чергу цінні види – лосось, форель тощо) і численні види комах;

• зникнення лісів у гірських районах (Карпати) зумовлює збільшення кількості гірських зсувів і селів;

• різко прискорюється руйнування пам'ятників архітектури, житлових будинків, особливо тих, що оздоблені мармуром, вапняком;

• вдихання людьми повітря, забрудненого кислотним туманом, спричинює захворювання дихальних шляхів, подразнення очей тощо.

Взимку поблизу ТЕС, металургійних заводів тощо інколи випадає також кислотний сніг. Він є ще більш шкідливим, ніж кислотний дощ. Як встановив англійський дослідник Т. Девіс, райони, де випадає такий сніг, одержують одразу чотирьох-п'ятимісячну дозу забруднення, а під час його танення навесні відбувається процес концентрації шкідливих речовин, тому тала вода інколи містить вдесятеро більше кислот, ніж сніг, який Девіс називає «екологічною бомбою уповільненої дії».

 

Смог

Смог у перекладі з англійської означає «дим» — це скупчення шкідливих газів.

Дослідження вчених свідчать, що смог виникає внаслідок складних фотохімічних реакцій (тому його ще називають фотохімічним смогом). Повітря забруднено вуглеводнями, пилом, сажею,оксидами азоту. Смог має такі наслідки:

• в сухому, загазованому, теплому повітрі з'являється синюва­тий прозорий туман, який має неприємний запах;

• викликає под­разнення очей, горла, задишку;

• спричинює розвиток бронхіаль­ної астми;

• листя на деревах в'яне, стає плямистим, жовкне;

• набагато прискорюються корозія металів, руйнування мармуру, фарб, гуми;

• швидко псуються одяг, взуття, порушується робота транспорту.

♦ У грудні 1952 р. світові інформаційні агентства пе­редавали тривожні повідомлення про біду, що спіткала Лондон. Через безвітряну й дуже холодну погоду над цим величезним містом утворився так званий чорний смог, причи­ною якого була посилена робота котелень, що використовували вугілля, мазут і солярову оливу. В приземному шарі повітря різко (до 10 мг/м³, а подекуди й більше) зріс уміст отруйного оксиду азоту та інших шкідливих сполук. Це призвело до загибелі близь­ко 4 тис. чоловік, а десятки тисяч потрапили до лікарень із захво­рюваннями легень.

♦ Над іншим великим містом — Лос-Анджелесом — через велику загазованість його території внаслідок роботи автотранс­порту досить часто з'являється так званий білий смог. Це явище серйозно загрожує здоров'ю жителів і таких міст, як Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Токіо, Мілан, Мехіко, а найближчим часом може виникнути й у наших великих індустріальних містах, до того ж іще й перевантажених автотранспортом (Київ, Харків, Дніпропетровськ, Одеса, Сімферополь, Запоріжжя та ін.). Утво­ренню смогу сприяє спекотна безвітряна погода.

Тютюновий дим

Є ще один вид забруднення повітря, що в сотні тисяч разів перевищує забруднення будь-якого металургійного чи хімічного комбінату, проте люди свідомо вдихають таке повітря. Мова йде про паління. Підраховано, що людина, яка палить сигарету, вдихає повітря, забруднення якого в 384 000 разів перевищує ГДК. Вдихати тютюновий дим у чотири рази шкідливіше, ніж вихлопні гази автомобіля безпосередньо з вихлопної труби.

У тютюновому димі, крім слабкого наркотика — нікотину, міститься близько 200 особливо отруйних речовин — чадний газ, бензапірен (сильний канцероген, тобто речовина, що спричиняє рак) і багато інших. Протягом останніх десятиліть тютюн став набагато отрутнішими, ніж скажімо, в XIX ст. через те, що тютюнові листки характеризуються надзвичайною гігроскопічністю й активно поглинають з повітря шкідливі домішки, аерозолі, кількість яких дедалі збільшується.

Такої атмосфери, яку створює для себе той, хто палить, немає в жодному суперзабрудненому промисловому центрі, Щорічно на Землі, за даними ВООЗ (Всесвітня організація охорони здоров'я) від хвороб, спричинених палінням, вмирає 1,5 мли людей. «Цигарки — єдиний дозволений для продажу продукт, використання якого спрямоване на те, щоб убити споживача», казав міністр охорони здоров'я США Л. Саллівен.— Компанії продають смерть заради одержання прибутків».

Особливої шкоди завдає куріння жіночому організму. Обстеження, проведене в Гарвардському університеті в США, свідчить, що серед жінок, які протягом 20 років випалювали 26 і більше сигарет за день, 80% померли від коронарних захворювань серця. В цій групі ризик смертельних приступів виявився в 5,4 раза більшим, ніж серед тих, хто не палить. Навіть одна — чотири сигарети на день збільшують ризик коронарних захворювань у 12,4 раза. Абсолютно неприпустиме паління для вагітних жінок — це в 100 % випадків призводить до ненормального розвитку дитини, появи аномалій, зокрема й генетичних, передчасного переривання вагіт­ності тощо.

Величезної шкоди завдає пасивне паління, коли людина, що не палить, змушена вдихати повітря, отруєне тютюновим димом. Паління серед дітей і молоді здебільшого зумовлене намаганням стати схожим на дорослих чи кіногероїв, що палять. А між тим на Заході паління стає немодним. Згідно з законом, прийнятим у Нью-Йорку в 1988 р., різко обмежується куріння в громадських місцях. Фірми, що мають понад 15 співробітників, ресторани, розраховані на 50 і більше місць, зобов'язані мати окремі приміщення для тих, хто палить, і тих, хто не палить. Порушення цих правил загрожує фірмам колосальними штрафами.

 

6.10 Техногенний вплив на атмосферу

Найбільший вплив на стан атмосфери чинять теплоенергетика, металургійна промисловість, підприємства хімічної та будівельної індустрії, автотранспорт та ін.

Підприємства енергетичного комплексу

Одним з найпотужніших негативних техногенних чинників є енергетика. Рівень і вартість енергетики визначають технологічний рівень країни. Промислова революція почалася відтоді, як людство навчилося використовувати енергію вугілля, нафти та газу. Науково-технічний прогрес і стрімке економічне зростання цивілізації останні 100 років супроводжувалися надзвичайно швидким збільшенням споживання енергії. За рахунок спалювання органічних палив (кам'яне вугілля, нафта, газ) в усьому світі виробляється близько 95% енергії. Двадцятип'ятиразове збільшення споживаної людством первинної продукції (замість 1%-25%) відбувається вже завдяки не лише енергії Сонця, а й переважно за рахунок допоміжних невідновних джерел — нафти, газу, вугілля, урану, деревини.

При спалюванні палива на ТЕС утворюються: тверді (шлак, зола), рідкі (стічні води), газоподібні відходи.

Їх кількості і співвідношення в димових викидах залежать від типу та якості палива.

Потенціал електроенергетики України становлять: 44 потужних ТЕС (найбільші – Вуглегірська, Запорізька, Криворізька; 8 ГЕС (з них шість утворюють каскад на Дніпрі: Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпровська, Дніпродзержинська, Каховська та на інших ріках: Дністровська ГЕС, Теребля-Рікська.

Виробництво електроенергії в Україні забезпечують на: 46,9% – АЕС; 11,2% – ГЕС; 39,1% – ТЕС.

Підприємства чорної металургії

При виплавлянні 1 т чавуну в повітря виділяється: 4,5 кг пилу, 2,7 кг оксиду сульфуру (IV), 0,1-0,6 кг мангану, невеликі кількості сполук фосфору, арсену, меркурію, плюмбуму, інших металів.

Хімічна і нафтохімічна промисловість

Особливістю цих галузей народного господарства (порівняно з енергетикою) є менша кількість викидів і велика різноманітність сполук. Найбільше газоподібних забрудників надходить у повітря під час добування барвників, пластмас, гуми, добрив, неорганічних кислот та в технологіях, де використовуються органічні розчинники (ацетон, бензол, толуол, діетиловий ефір).

Крім газоподібних речовин в атмосферу потрапляють пари, рідкі й тверді часточки у вигляді аерозолів.

Промисловість будівельних матеріалів

При виробництві будівельних матеріалів найбільша частка серед забрудників належить пиловим часточкам, які осідають на листя дерев, потрапляють на землю, будівлі, в легені людини.

Целюлозно-паперова промисловість

Спектр забрудників, які використовують для виробництва целюлози, паперу, картону, надзвичайно широкий.

Обов'язковими компонентами викидів підприємств цієї галузі є: оксиди сульфуру, хлор (використовують як відбілювач).

Транспорт

У світі чисельність автомобілів перевищує 400 млн. одиниць, з яких 80% припадає на легкові, 15-17% – на вантажні автомобілі та автобуси.

За підрахунками, в автомобільних двигунах внутрішнього згоряння щороку спалюється близько 2 млрд. т нафтового палива, а якщо врахувати, що коефіцієнт корисної дії двигуна не перевищує 23%, то решта палива витрачається не лише на обігрівання, а й на забруднення довкілля. У містах з розвинутою промисловістю до 80% усіх забруднень дає автотранспорт.

Чинниками забруднення атмосфери автотранспортом є:

• відпрацьовані гази, що викидаються через вихлопну трубу;

• картерні гази (утворюються при згоранні масел);

• вуглеводні з бака, карбюратора та трубопроводів внаслідок випаровування та протікання.

Викиди автотранспорту містять до 200 хімічних сполук, деякі з них надзвичайно токсичні.

Лише один вантажний автомобіль, який працює на бензині, при спалюванні 1 т палива викидає в повітря до 0,6 т оксиду карбону (II) (чадного газу), що за рік становить 8-10 т. У двигунах внутрішнього згоряння на спалювання 1 т бензину витрачається близько 15 т повітря або 2000 л кисню, що в 2,5 рази перевищує його добове споживання людиною.

Ось кілька шляхів зменшення негативного впливу транспорту на довкілля:

• проектування об'їзних шляхів для транзитного транспорту;

• створення дорожніх розв'язок так щоб, зменшити кількість зупинок перед світлофорами, коли різко зростає викид газів;

• розширення мереж електротранспорту й метрополітену;

• переведення автотранспорту на екологічно чистіше пальне чи природний газ;

• створення економічніших двигунів (двигуни вітчизняних автомобілів на 1 км пройденої відстані викидають у 3—5 разів більше шкідливих речовин, ніж закордонні аналоги);

• заміна антидетонаційної домішки до бензину на екологічно безпечніший, зокрема етиловий спирт.

• створення автомобілів, у яких джерелом енергії будуть водень та електроенергія.

Лекція 7

ГРУНТ, ЯК ЕКОЛОГІЧНИЙ ФАКТОР

 

7.1 Загальна характеристика педосфери

7.2 Фактори деградації ґрунтів

7.3 Загальні аспекти впливу хімізації сільського господарства на

екологічний стан довкілля

7.4 Рекультивація порушених ґрунтів.