Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


јнтропогенные воздействи€ на атмосферу

¬опрос о воздействии человека на атмосферу находитс€ в центре внимани€ специалистов и экологов всего мира. » это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические про≠блемы современности Ч Ђпарниковый эффектї, нарушение озо≠нового сло€, выпадение кислотных дождей, св€заны именно с антропогенным загр€знением атмосферы.

ќхрана атмосферного воздуха Ч ключева€ проблема оздо≠ровлени€ окружающей природной среды. јтмосферный воз≠дух занимает особое положение среди других компонентов био≠сферы. «начение его дл€ всего живого на «емле невозможно переоценить. „еловек может находитьс€ без пищи п€ть недель, без воды Ч п€ть дней, а без воздуха всего лишь п€ть минут. ѕри этом воздух должен иметь определенную чистоту и любое отклонение от нормы опасно дл€ здоровь€.

јтмосферный воздух выполн€ет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохран€€ «емлю от абсолютно хо≠лодного  осмоса и потока солнечных излучений. ¬ атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируютс€ климат и погода, задерживаетс€ масса метеоритов.

јтмосфера обладает способностью к самоочищению. ќно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадка≠ми, турбулентном перемешивании приземного сло€ воздуха, отложении загр€зненных веществ на поверхности земли и т. д. ќднако в современных услови€х возможности природных сис≠тем самоочищени€ атмосферы серьезно подорваны. ѕод мас≠сированным натиском антропогенных загр€знений в атмосфере стали про€вл€тьс€ весьма нежелательные экологические по≠следстви€, в том числе и глобального характера. ѕо этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполн€ет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

І 1. «агр€знение атмосферного воздуха

 

ѕод загр€знением атмосферного воздуха следует по≠нимать любое изменение его состава и свойств, которое оказы≠вает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состо€ние растений и экосистем.

«агр€знение атмосферы может быть естественным (природ≠ным) и антропогенным (техногенным).

≈стественное загр€знение воздуха вызвано природными процессами.   ним относ€тс€ вулканическа€ де€тельность, вы≠ветривание горных цород, ветрова€ эрози€, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др. јнтропо≠генное загр€знение св€зано с выбросом различных загр€зн€ю≠щих веществ в процессе де€тельности человека. ѕо своим мас≠штабам оно значительно превосходит природное загр€знение атмосферного воздуха.

¬ зависимости от масштабов распространени€ выдел€ют различные типы загр€знени€ атмосферы: местное, региональ≠ное и глобальное. ћестное загр€знение характеризуетс€ повы≠шенным содержанием загр€зн€ющих веществ на небольших территори€х (город, промышленный район, сельскохоз€йствен≠на€ зона и др.) (рис. 13.1). ѕри региональном загр€знении в сферу негативного воздействи€ вовлекаютс€ значительные про≠странства, но не вс€ планета. √лобальное загр€знение св€зано с изменением состо€ни€ атмосферы в целом.

ѕо -агрегатному состо€нию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируютс€ на: 1) газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды и др.); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.); 3) твер≠дые (канцерогенные вещества,, свинец и его соединени€, ор≠ганическа€ и неорганическа€ пыль, сажа, смолистые вещест≠ва и прочие).

√лавные загр€знители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиес€ в процессе производственной и иной де€≠тельности человека Ч диоксид серы (SO2), оксид углерода (—ќ) и твердые частицы. Ќа их долю приходитс€ около 98% в об≠щем объеме выбросов вредных веществ. ѕомимо главных за≠гр€знителей, в атмосфере городов и поселков наблюдаетс€ еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых Ч формальдегид, фтористый водород, соединени€ свинца, ам≠миак, фенол, бензол, сероуглерод и др. ќднако именно кон≠центрации главных загр€знителей (диоксид серы и др.) наи≠более часто превышают допустимые уровни во многих горо≠дах –оссии.

—уммарный мировой выброс в атмосферу четырех главных загр€знителей (иоллютантов) атмосферы составил в 1990 г. Ч 401 млн т, а в –оссии в 1991 г. Ч 26,2 млн т (табл. 13.1; The worM..., Ќациональный..., 1992).  роме указанных главных загр€знителей в атмосферу попадает много других очень опас≠ных токсичных веществ: свинец, ртуть, кадмий и другие т€же≠лые металлы (источники выброса: автомобили, плавильные за≠воды и др.); углеводороды (—^^, среди них наиболее опасен бенз(а)пирен. обладающий канцерогенным действием (выхлоп≠ные газы, топка коглов и др.), альдегиды и в первую очередь формальдегид, сероводород, токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

¬ыброс в атмосферу главных загр€знителей (поллютантов) в мире и в –оссии

¬ещества, млнт ƒиок≠сид серы ќкси≠ды азота ќксид угле≠рода “вер≠дые части≠цы ¬сего
—уммарный мировой выброс          
–осси€ (только стационарные источники) 9,2 «1 7,6 6,4 26,2
% 9,2 4,4 4,3 11,2 6,5
–осси€ (с учетом всех источников), %   5,8 5,6 12,2 13,2

 

Ќаиболее опасное загр€знение атмосферы Ч радиоактив≠ное. ¬ насто€щее врем€ оно обусловлено в основном глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопа≠ми Ч продуктами испытани€ €дерного оружи€, проводивших≠с€ в атмосфере и под землей. ѕриземный слой атмосферы за≠гр€зн€ют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих јЁ— в процессе их нормальной эксплуатации и другие источники.

ќсобое место занимают выбросы радиоактивных веществ из четвертого блока „ернобыльской јЁ— в апреле Ч мае-1986 г. ≈сли при взрыве атомной бомбы над ’иросимой (япони€) в атмосферу было выброшено 740 г радионуклидов, то в резуль≠тате аварии на „ернобыльской јЁ— в 1986 г. суммарный вы≠брос радиоактивных веществ в атмосферу составил 77 кг.

≈ще одной формой загр€знени€ атмосферы €вл€етс€ ло≠кальное избыточное поступление тепла от антропогенных ис≠точников. ѕризнаком теплового (термического) загр€знени€ ат≠мосферы служат так называемые термические юны, например, Ђостров теплаї в городах-, потепление водоемов и т п

¬ целом, если судить по официальным данным на 1997Ч 1999 гг., уровень загр€знени€ атмосферного возуха в нашей стране, особенно в городах –оссии, остаетс€ высоким, несмот≠р€ на значительный спад производства, что св€зывают прежде всего с увеличением количества автомобилей, в том числе Ч неисправных.

 

І 2. ќсновные источники загр€знени€ атмосферы

 

¬ насто€щее врем€ основной вклад в загр€знение атмосфер≠ного воздуха на территории –оссии внос€т следующие отрас≠ли: теплоэнергетика (тепловые и атомные электростанции, про≠мышленные и городские котельные и др.), далее предпри€ти€ черной металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, автотранс≠порт, предпри€ти€ йветной металлургии и производство строй≠материалов.

–оль различных отраслей хоз€йства в загр€знении атмо≠сферы в развитых промышленных странах «апада несколько ина€. “ак, например, основное количество выбросов вредных веществ в —Ўј, ¬еликобритании и ‘–√ приходитс€ на авто≠транспорт (50Ч60%), тогда как на долю теплоэнергетики зна≠чительно меньше, всего 16Ч20%.

“епловые и атомные электростанции.  отельные уста≠новки. ¬ процессе сжигани€ твердого или жидкого топлива в атмосферу выдел€етс€ дым, содержащий продукты полного (ди≠оксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгррани€. ќбъем энергетиче≠ских выбросов очень велик. “ак, современна€ теплоэлектро≠станци€ мощностью 2,4 млн к¬т расходует до 20 тыс. т угл€ в сутки и выбрасывает в атмосферу в сутки 680 т SO2 и SO3,120Ч 140 т твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 т оксидов азота.

ѕеревод установок на жидкое топливо (мазут) снижает вы≠бросы золы, но практически не уменьшает выбросы оксидов серы и азота. Ќаиболее экологично газовое топливо, которое в три раза меньше загр€зн€ет атмосферный воздух, чем мазут, и в п€ть раз меньше, чем уголь.

»сточники загр€знени€ воздуха токсичными веществами на атомных электростанци€х (јЁ—) Ч радиоактивный йод, ра≠диоактивные инертные газы и аэрозоли.  рупный источник энергетического загр€знени€ атмосферы Ч отопительна€ сис≠тема жилищ (котельные установки) дает мало оксидов азота, но много продуктов неполного сгорани€. »з-за небольшой вы≠соты дымовых труб токсичные вещества в высоких концентра≠ци€х рассеиваютс€ вблизи котельных установок.

„ерна€ и цветна€ металлурги€. ѕри выплавке одной тон≠ны стали в атмосферу выбрасываетс€ 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загр€знители1, как мар≠ганец, свинец, фосфор, мышь€к, пары ртути и др. ¬ процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываютс€ па≠рогазовые смеси, состо€щие из фенола, формальдегида, бен≠зола, аммиака и других токсичных веществ. —ущественно за≠гр€зн€етс€ атмосфера также на агломерационных фабриках, при доменном и ферросплавном производствах.

«начительные выбросы отход€щих газов и пыли, содержа≠щих токсичные вещества, отмечаютс€ на заводах цветной ме≠таллургии при переработке свинцово-цйнгавых, медных, суль≠фидных руд, при производстве алюмини€ и др.

’имическое производство. ¬ыбросы этой отрасли хот€ и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значи≠тельного разнообрази€ и концентрированности представл€ют значительную угрозу дл€ человека и всей биоты. Ќа разнооб≠разных химических производствах атмосферный воздух загр€з≠н€ют оксиды серы, соединени€ фтора, аммиак, нитрозные га≠зы (смесь оксидов азота), хлористые соединени€, сероводород, неорганическа€ пыль и т. п.).

¬ыбросы автотранспорта. ¬ мире насчитываетс€ несколь≠ко сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное ко≠личество нефтепродуктов, существенно загр€зн€€ атмосферный воздух, прежде всего в крупных городах. ¬ыхлопные газы дви≠гателей внутреннего сгорани€ (особенно карбюраторных) содер≠жат огромное количество токсичных соединений Ч бенз(а)пи-рена, альдегидов, оксидов азота и углерода и особо опасных соединений свинца (в случае применени€ этилированного бен≠зина).

Ќаибольшее количество вредных веществ в составе отрабо≠тавших газов образуетс€ при веотрегулнрованной топливной системе автомобил€. ѕравильна€ ее регулировка позвол€ет сни≠зить их количество в 1,5 раза, а специальные нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

»нтенсивное загр€знение атмосферного воздуха отмечает≠с€ также при добыче и переработки минерального сырь€, на нефте- и газоперерабатывающих заводах (рис. 13.2), при вы≠бросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжи≠гании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. ¬ сельских районах очагами загр€знени€ атмосферного воздуха €вл€ютс€ животноводческие и птицеводческие фермы, промыш≠ленные комплексы по производству м€са, распыление пести≠цидов и т. д.

Ђ аждый житель «емли Ч это и потенциальна€ жертва стра≠тегических (трансграничных) загр€зненийї, Ч подчеркивает

so, s + o24so -їh2so4

H,S.

-ј. √ор в книге Ђ«емл€ на чаше весовї (1993). ѕод трансгранич≠ными загр€знени€ми понимают загр€знени€, перенесенные с территории одной страны на площадь другой. “олько в 1994 г. на европейскую часть –оссии из-за невыгодного, ее географиче≠ского положени€ выпало 1204 тыс. т соединений серы от ”к≠раины, √ермании, ѕольши и других стран. ¬ то же врем€ в других странах от российских источников загр€знени€ выпало только 190 тыс. т серы, т. е. в 6,3 раза меньше.

 

І 3. Ёкологические последстви€ загр€знени€ атмосферы

 

«агр€знение атмосферного воздуха воздействует на здо≠ровье человека и на окружающую природную среду различ≠ными способами Ч от пр€мой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушени€ различ≠ных систем жизнеобеспечени€ организма. ¬о многих слу≠ча€х загр€знение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регул€тор-ные процессы не в состо€нии вернуть их в первоначальное состо€ние и в результате механизм гомеостаза не срабаты≠вает.

—начала рассмотрим, как вли€ет на окружающую природ≠ную среду локальное (местное) загр€знение атмосферы, а затем глобальное.

‘изиологическое воздействие на человеческий организм главных загр€знителей (поллютантов) чревато самыми серь≠Єзными последстви€ми. “ак, диоксид серы, соедин€€сь с вла≠гой, образует серную кислоту, котора€ разрушает легочную ткань человека и животных. ќсобенно четко эта св€зь про≠слеживаетс€ при анализе детской легочной патологии и сте≠пени концентрации диоксида серы в атмосфере крупных го≠родов. —огласно исследовани€м американских ученых, при уровне загр€знени€ SO2 до 0,049 мг/м3 показатель заболе≠ваемости (в человека-дн€х) населени€ Ќэшвилла (—Ўј) со≠ставл€л 8,1 %, при 0,150Ч0,349 мг/м3 Ч 12 и в районах с загр€знением воздуха выше 0,350 мг/м3 Ч 43,8%. ќсобенно опасен диоксид серы, когда он осаждаетс€ на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательныепути.

ѕыль, содержаща€ диоксид кремни€ (SiO2), вызывает т€≠желое заболевание легких Ч силикоз. ќксиды азота раздра≠жают, а в т€желых случа€х и разъедают слизистые оболоч≠ки, например, глаз, легких, участвуют в образовании €дови≠тых туманов и т. д. ќсобенно опасны они, если содержатс€ в загр€зненном воздухе совместно с диоксидом серы и дру≠гими токсичными соединени€ми. ¬ этих случа€х даже при малых концентраци€х загр€зн€ющих веществ возникает эф≠фект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газооб≠разной смеси.

Ўироко известно действие на человеческий организм ок≠сида углерода (угарного газа). ѕри остром отравлении по€в≠л€етс€ обща€ слабость, головокружение, тошнота, сонли≠вость, потер€ сознани€, возможен летальный исход (даже спуст€ триЧсемь дней). ќднако из-за низкой концентрации —ќ в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает мас≠совых отравлений, хот€ и очень опасен дл€ лиц, страдаю≠щих анемией и сердечно-сосудистыми заболевани€ми.

—реди взвешенных твердых частиц наиболее опасны час≠тицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживатьс€ в альвеолах легких, за≠сор€ть слизистые оболочки.

¬есьма неблагопри€тные последстви€, которые могут ска≠зыватьс€ на огромном интервале времени, св€заны и с таки≠ми незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышь€к, кобальт и др. ќни угнетают кроветворную систему, вызывают онкологический заболевани€, снижают сопротивление организма инфекци≠€м и т. д. ѕыль, содержаща€ соединени€ свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменени€ в клетках организма.

ѕоследстви€ воздействи€ на организм человека вредных веществ, содержащихс€ в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действи€: от кашл€ до летального исхода (табл. 13.2). “€желые по≠следстви€ в организме живых существ вызывает и €довита€ смесь дыма, тумана и пыли Ч смог. –азличают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-андже≠лесский тип).

“аблица 13.2

¬ли€ние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека (по X. ‘. ‘ренчу, 1992)

¬редные ве≠щества ѕоследстви€ воздействи€ на организм человека
ќксид углеро≠да ѕреп€тствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабл€ет мыслительные способности, замед≠л€ет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознани€ и смерти
—винец ¬ли€ет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы; вызывает, веро€тно, снижение умствен≠ных способностей у детей, откладываетс€ в кост€х и других ткан€х, поэтому опасен в течение дли≠тельного времени
ќксиды азота ћогут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболевани€м (типа гриппа), раздража≠ют легкие, вызывают бронхит и пневмонию
ќзон –аздражает слизистую оболочку органов дыхани€, вызывает кашель, нарушает работу легких; снижа≠ет сопротивл€емость к простудным заболевани€м; может обостр€ть хронические заболевани€ сердца, а также вызывать астму, бронхит
“оксичные вы≠бросы (т€желые ме≠таллы) ¬ызывают рак, нарушение функций половой сис≠темы и дефекты у новорожденных

 

Ћондонский тип смога возникает зимой в крупных промыш≠ленных городах при неблагопри€тных погодных услови€х (от≠сутствие ветра и температурна€ инверси€). “емпературна€ ин≠верси€ про€вл€етс€ в повышении температуры воздуха с высо≠той в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300Ч 400 м от поверхности земли) вместо обычного понижени€. ¬ результате циркул€ци€ атмосферного воздуха резко нарушаетс€, дым и загр€зн€ющие вещества не могут подн€тьс€ вверх и не рассеиваютс€. Ќередко возникают туманы.  онцентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода.достигают опасных дл€ здоровь€ человека уровней, привод€т к расстрой≠ству кровообращени€, дыхани€, а нередко и к смерти. ¬ 1952 г. в Ћондоне от смога с 3 по 9 декабр€ погибло более 4 тыс. чело≠век, до 10 тыс. человек т€жело заболели. ¬ конце 1962 г. в –уре (‘–√) смог убил за три дн€ 156 человек. –ассе€ть смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию Ч со≠кращение выбросов загр€зн€ющих веществ. Ћос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. ¬озникает он летом при ин≠тенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насы≠щенный, а вернее перенасыщенный выхлопными газами авто≠мобилей. ¬ Ћос-јнджелесе, выхлопные газы более четырех миллионов автомобилей выбрасывают только оксидов азота в количестве более чем тыс€ча тонн в сутки. ѕри очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных за≠гр€знителей Ч фотооксидантов (озон, органические переки≠си, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрени€. “оль≠ко в одном городе (“окио) смог вызвал отравление 10 тыс. че≠ловек в 1970 г. и 28 тыс. Ч в 1971 г. ѕо официальным данным, в јфинах в дни смога смертность в шесть раз выше, чем в дни относительно чистой атмосферы. ¬ некоторых наших городах ( емерово, јнгарск, Ќовокузнецк, ћедногорск и др.), особен≠но в тех, которые расположены в низинах, в св€зи с ростом числа автомобилей и увеличением выброса выхлопных газов, содержащих оксид азота, веро€тность образовани€ фотохими≠ческого смога увеличиваетс€.

јнтропогенные выбросы загр€зн€ющих веществ в больших концентраци€х и в течение длительного времени нанос€т боль≠шой вред не только человеку, но отрицательно вли€ют на жи≠вотных, состо€ние растений и экосистем в целом.

¬ экологической литературе описаны случаи массового от- равлени€ диких животных, птиц, насекомых при выбросах вред≠ных загр€зн€ющих веществ большой концентрации (особенно залповых). “ак, например, установлено, что при оседании на медоносных растени€х некоторых токсичных видов пыли наблюдаетс€ заметное повышение смертности пчел. „то касает≠с€ крупных животных, то наход€ща€с€ в атмосфере €довита€ пыль поражает их в основном через органы дыхани€, а также поступа€ в организм вместе со-съеденными запыленными рас≠тени€ми.

¬ растени€ токсичные вещества поступают различными спо≠собами. ”становлено, что выбросы вредных веществ действу≠ют как непосредственно на зеленые части растений, попада€ через устьица в ткани, разруша€ хлорофилл и структуру кле≠ток, так и через почву на корневую систему. “ак, например, загр€знение почвы" пылью токсичных металлов, особенно в со≠единении с серной кислотой, губительно действует на корне≠вую систему, а через нее и на все растение.

«агр€зн€ющие газообразные вещества по-разному вли€ют на состо€ние растительности. ќдни лишь слабо повреждают листь€, хвоинки, побеги (окись углерода, этилен и др.), другие действуют на растени€ губительно (диоксид серы, хлор, пары ртути, аммиак,.цианистый водород и др.) (табл. 13.3). ќсобен≠но опасен дл€ растений диоксид серы (SO2), под воздействием которого гибнут многие деревь€, и в первую очередь хвойные Ч сосны, ели, пихты, кедр.

“аблица 13.3

“оксичность загр€знителей воздуха дл€ растений (Ѕондаренко, 1985)

¬редные вещества

ƒиоксид серы

‘тористый водород и

четырехфтористый

кремний

’лор, хлористый во- дород _______

—оединени€ свинка, углеводороды; оксид углерода, оксиды азо≠та

сероводород

јммиак

’арактеристика

ќсновной загр€знитель, €д дл€ ассимил€≠ционных органов растений, действует на рассто€нии до 30 км

“оксичны даже в небольших количествах, склонны к образованию аэрозолей, дейст- 'вуют на рассто€нии до 5 ум

ѕовреждают в основном на близком рас≠сто€нии

«аражают растительность в районах высо≠кой концентрации промышленности и транспорта

 леточный и ферментный €д

¬ результате воздействи€ высокот–ксичных загр€знителей на растени€ отмечаетс€ замедление их роста, образование нек≠роза на концах листьев и хвоинок, вы*од из стро€ органов ас≠симил€ции и т. д. ”величение поверх#ости поврежденных ли≠стьев может привести к снижению расхода влаги из почвы, общей ее переувлажненности, что неизбежно скажетс€ на сре≠де ее обитани€.

—пособна ли растительность восстановитьс€ после сниже≠ни€ воздействи€ вредных загр€зн€кш*их веществ? ¬о многом это будет зависеть от восстанавливающей способности остав≠шейс€ зеленой массы и общего состо€ни€ природных экоси≠стем. ¬ то же врем€ следует заметитьї чт0 невысокие концен≠трации отдельных загр€знителей не т0лько йе вред€т растени≠€м, но и, как, например, кадмиева€ corfbї стимулируют прорас≠тание сем€н, прирост древесины, рост некоторых органов рас≠тений.

 

І 4. Ёкологические последстви€ глобального загр€знени€ атмосферы

 

  важнейшим экологическим последстви€м глобального за≠гр€знени€ атмосферы относ€тс€:

1) возможное потепление климата (Ђпарниковый эффектї);

2) нарушение озонового сло€;

3) выпадение кислотных дождей.

Ѕольшинство ученых в мире рассматривают их как круп≠нейшие экологические проблемы современности.

¬озможное потепление климата (Ђпарниковый эффектї)

¬ насто€щее врем€ наблюдаемое климата, кото≠рое выражаетс€ в постепенном повышении среднегодовой тем≠пературы, начина€ со второй половины прошлого века, боль≠шинство ученых св€зывают с накоплени€ми в атмосфере так называемых Ђпарниковых газовї Ч диоксида углерода (—ќ) метана (—Ќ4), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (ќ3), окси≠дов азота и др.

ѕарниковые газы, и в первую очередь —ќ2, преп€тствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности «емли. ѕо √. ’ефлингу (1990), атмосфера, насыщенна€ парниковыми газами, действует как крыша теплицы. ќна, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучени€, с дру≠гой Ч почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое «ем≠лей.

¬ св€зи с сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угл€ и др. (ежегодно более 9 млрд т условного топлива) Ч концентраци€ —ќ2 в атмосфере посто€нно увеличиваетс€. «а счет выбросов в атмосферу при промышленном производствен в быту растет содержание фре≠онов (хлорфторуглеродов). Ќа 1Ч1,5% в год увеличиваетс€ со≠держание метана (выбросы из подземных горных выработок, сжигание биомассы, выделени€ крупным рогатым скотом и др.). ¬ меньшей степени растет содержание в атмосфере и ок≠сида азота (на 0,3% ежегодно).

—ледствием увеличени€ концентраций этих газов, создаю≠щих Ђпарниковый эффектї €вл€етс€ рост средней глобальной Х температуры воздуха у земной поверхности. «а последние 100 лет наиболее теплыми были 1980,1981, 1983, 1987 и 1988 гг. ¬ 1988 г. среднегодова€ температура оказалась на 0,4 ∞— выше, чем в 1950Ч1980 гг. –асчеты некоторых ученых показывают, что в 2005 г. она будет на 1,3 ∞— больше, чем в 1950Ч1980 гг. ¬ докладе, подготовленном под эгидой ќќЌ международной груп≠пой по проблемам климатических изменений, утверждаетс€, что к 2100 г. температура на «емле увеличитс€ на 2Ч4 градуса. ћасштабы потеплени€ за этот относительно короткий срок бу≠дут сопоставимы с потеплением, произошедшим на «емле по≠сле ледникового периода, а значит, экологические последстви€ могут быть катастрофическими. ¬ первую очередь это св€зано с предполагаемым повышением уровн€ ћирового океана, вслед-ствии та€ни€ пол€рных льдов, сокращени€ площадей горного оледенени€ и т. д. ћоделиру€ экологические последстви€ по≠вышени€ уровн€ океана всего лишь на 0,5Ч2,0 м к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет к нарушению климатического равновеси€, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и к другим неблагопри≠€тным последстви€м.

ќднако р€д ученых вид€т в предполагаемом глобальном потеплении климата и положительные экологические послед≠стви€ (¬ронский, 1993; ѕарниковый эффект..., 1989). ѕовы≠шение концентрации —ќ2 в атмосфере и св€занное с ним уве≠личение фотосинтеза, а также возрастание увлажнени€ клима≠та могут, по их мнению, привести к увеличению продуктивно≠сти как естественных фитоценозов (лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов (культурных растений, садов, виноградни≠ков и др.).

ѕо вопросу о степени вли€ни€ парниковых газов на гло≠бальное потепление климата также нет единства во мнени€х. “ак, в отчете ћежправительственной группы экспертов по про≠блеме изменени€ климата (1992) отмечаетс€, что наблюдаю≠щеес€ в последнее столетие потепление климата на 0,3Ч0,6 ∞— могло быть обусловлено преимущественно природной измен≠чивостью р€да климатических факторов.

¬ св€зи с этими данными академик  . я.  ондратьев (1993) считает, что нет никаких оснований дл€ одностороннего увле≠чени€ стереотипом Ђпарниковогої потеплени€ и выдвижени€ задачи по сокращению выбросов парниковых газов как централь≠ной в проблеме предотвращени€ нежелате^льных изменений гло≠бального климата.

ѕо его мнению, важнейшим фактором антропогенного воз≠действи€ на глобальный климат €вл€етс€ деградаци€ биосфе≠ры, а следовательно, в первую очередь необходимо заботитьс€ о сохранении биосферы как основного фактора глобал 1.ной эко≠логической безопасности. „еловек, использу€ мощность пор€д≠ка 10 “¬т разрушил или сильно нарушил на 60% суши нор≠мальное функционирование естественных сообществ организ≠мов (ƒанилов-ƒаниль€н, √оршков и др., 1995). ¬ результате из биогенного круговорота веществ изъ€та значительна€ их мас≠са, котора€ ранее затрачивалась биотой на стабилизацию кли≠матических условий. Ќа фоне посто€нного сокращени€ площа≠дей с ненарушенными сообществами деградированна€, резко снизивша€ свою ассимилирующую емкость, биосфера, стано≠витс€ важнейшим источником повышенного выброса в атмо≠сферу диоксида углерода я других парниковых газов.

Ќа международной конференции в “оронто ( анада) в 1985 г. перед энергетикой всего мира поставлена задача сокра≠тить к 2005 г. на 20% промышленные выбросы углерод* в ат≠мосферу. Ќо очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь при сочетании этих мер с глобаль≠ным направлением экологической политики Ч максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы «емл€.

Ќарушение озонового сло€

ќзоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагаетс€ на высотах от 10 до 50 км с максимальной кон≠центрацией озона на высоте 20Ч25 км. Ќасыщенность атмо≠сферы озоном посто€нно мен€етс€ % любой части планеты, дос≠тига€ максимума весной в припол€рной области.

¬первые истощение озонового сло€ привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над јнтарктидой бы≠ло обнаружено пространство с пониженным (до 50%) содержа≠нием озона, получившее название Ђозоновой дырыї. — тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьше≠ние озонового сло€ практически на всей планете. “ак, напри≠мер, в –оссии за последние дес€ть лет концентраци€ озонового сло€ снизилась на 4Ч6% в зимнее врем€ и на 3% Ч в летнее.

¬ насто€щее врем€ истощение озонового сло€ признано все≠ми как серьезна€ угроза глобальной экологической безопасности. —нижение концентрации озона ослабл€ет способность ат≠мосферы защищать все живое на «емле от жесткого ультра≠фиолетового излучени€ (”‘-радиаци€). ∆ивые организмы весь≠ма у€звимы дл€ ультрафиолетового излучени€, ибо энергии да≠же одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические св€зи в большинстве органических молекул. Ќе слу≠чайно поэтому в районах с пониженным содержанием озЏва многочисленны солнечные ожоги, наблюдаетс€ увеличение за- > болевани€ людей раком кожи и др. “ак, например, по мнению р€да ученых-экологов, к 2030 г. в –оссии при сохранении ны≠нешних темпов истощени€ озонового сло€ заболеют раком ко≠жи дополнительно 6 млн человек.  роме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подав≠ление иммунной системы и т. д.

”становлено также, что растени€ под вли€нием сильного ультрафиолетового излучени€ постепенно тер€ют свою способ≠ность к фотосинтезу, а нарушение жизнеде€тельности планк-тша приводит к разрыву трофических цепей биоты водных эко≠систем, и т. д.

Ќаука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой. ѕредполагаетс€ как ес≠тественное, так и антропогенное происхождение Ђозоновых дырї. ѕоследнее, по мнению большинства ученых, более веро-тро и св€зано с повышенным содержанием хлорфторуглеро-дов^фреонов). ‘реоны широко примен€ютс€ в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распы≠лители, аэрозольные упаковки и др.). ѕоднима€сь в атмосфе≠ру, фреоны разлагаютс€ с выделением оксида хлора, губитель≠но действующего на молекулы озона.

ѕо данным международной экологической организации Ђ√ринписї, основными поставщиками хлорфторуглеродов (фре-онов) €вл€ютс€ —ЎјЧ 30,85%, япони€ Ч 12,42%, ¬елико≠британи€ Ч 8,62% и –осси€ Ч 8,0%. —Ўј пробили в озоновом слое Ђдыруї площадью 7 млн км2, япони€ Ч 3 млн км2, что в семь раз больше, чем площадь самой японии. ¬ последнее вре≠м€ в —Ўј и в р€де западных стран построены заводы по про≠изводству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеро-дов) с низким потенциалом разрушени€ озонового сло€.

—огласно протоколу ћонреальской конференции (1990 г.), пересмотренному затем в Ћондоне (1991 г.) и  опенгагене (1992 г.), предусматривалось снижение выбросов хлорфторуг-лерода к 1998 г. на 50%. —огласно ст. 56 «акона –оссийской ‘едерации об охране окружающей природной среды, в соот≠ветствии с международными соглашени€ми, все организации и предпри€ти€ об€заны сократить и в последующем полностью прекратить производство и использование озоноразрушающих веществ. ƒаже если протокол будет выполнен всеми странами, необходимо продолжать решать проблему защиты людей от ”‘-радиации, поскольку многие из хлорфторуглеродов мо≠гут сохран€тьс€ в атмосфере сотни лет.

–€д ученых продолжают настаивать на естественном про≠исхождении Ђозоновой дырыї. ѕричины ее возникновени€ одни вид€т в естественной изменчивости озоносферы, циклической активности —олнца, другие св€зывают эти процессы с рифто-генезом и дегазацией «емли,

 ислотные дожди

ќдна из важнейших экологических проблем, с которой св€≠зывают окисление природной среды, Чкислотные дожди. ќб≠разуютс€ они при промышленных выбросах в атмосферу диок≠сида серы и оксидов азота, которые, соедин€€сь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты (рис. 13.3). ¬ ре≠зультате дождь и снег оказываютс€ подкисленными (число рЌ ниже 5,6). ¬ Ѕаварии (‘–√) в августе 1981 г. выпадали дожди в почву ѕовышение кислотности почвы угле и нефти, сгорает нарушает в ней биологическое с образованием SO2 равновесие

¬ода открытых водоемов закисл€етс€. –ыба гибнет с кислотностью рЌ=3,5. ћаксимальна€ зарегистрированна€ ки≠слотность осадков в «ападной ≈вропе Ч рЌ=2,3.

—уммарные мировые антропогенные выбросы двух глав≠ных загр€знителей воздуха Ч виновников подкислени€ ат≠мосферной влаги Ч SO2 и N0^ составл€ют ежегодно Ч бо≠лее 255 млн т (1994 г.). Ќа огромной территории природна€ среда закисл€етс€, что весьма негативно отражаетс€ на со≠сто€нии всех экосистем. ¬ы€снилось, что природные экоси≠стемы подвергаютс€ разрушению даже при меньшем уровне загр€знени€ воздуха, чем тот, который опасен дл€ человека. Ђќзера и реки, лишенные рыбы, гибнущие леса Ч вот пе≠чальные последстви€ индустриализации планетыї (X. ‘ренч, 1992).

ќпасность представл€ют, как правило, не сами кислот≠ные осадки, а протекающие под их вли€нием процессы. ѕод действием кислотных осадков из почвы выщелачиваютс€ не только жизненно необходимые растени€м питательные веще≠ства, но и токсичные т€желые и легкие металлы

Ч свинец, кадмий, алюминий и др. ¬последствии они сами или обра≠зующиес€ токсичные соединени€ усваиваютс€ растени€ми и другими почвенными организмами, что ведет к весьма нега≠тивным последстви€м. Ќапример, возрастание в подкислен≠ной воде содержани€ алюмини€ всего лишь до 0,2 мг на один литр летально дл€ рыб. –езко сокращаетс€ развитие фито≠планктона, так как фосфаты, активизирующие этот процесс, соедин€ютс€ с алюминием и станов€тс€ менее доступными дл€ освоени€. јлюминий снижает также прирост древесины. “оксичность т€желых металлов (кадми€, свинца и др.) про≠€вл€етс€ еще в большей степени.

ѕ€тьдес€т миллионов гектаров леса в 25 европейских стра≠нах страдают от действи€ сложной смеси загр€зн€ющих ве≠ществ, включающей кислотные дожди, озон, токсичные ме≠таллы и др. “ак, например, гибнут хвойные горные леса в Ѕа≠варии. ќтмечены случаи поражени€ хвойных и лиственных ле≠сов в  арелии, —ибири и в других районах нашей страны.

¬оздействие кислотных дождей снижает устойчивость ле≠сов к засухам, болезн€м, природным загр€знени€м, что приводит к еще более выраженной нх деградации как природных эко≠систем.

ярким примером негативного воздействи€ кислотных осад≠ков на природные экосистемы €вл€етс€ закисление озер. ќсо≠бенно интенсивно оно происходит в  анаде, Ўвеции, Ќорве≠гии и на юге ‘инл€ндии (табл. 13.4). ќбъ€сн€етс€ это тем, что значительна€ часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как —Ўј, ‘–√ и ¬еликобритании, выпа≠дают именно на их территории (pnct 13.4); Ќаиболее у€звимы в этих странах озера, таr как коренные породы, слагающие их ложе, обычно представлены гранитб-гнейсами и гранитами, не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известн€ков, которые создают щелочную среду и преп€тствуют закислению. —ильно зекислены и многие озера на севере —Ўј.

«акисление озер опасно не только дл€ попул€ций различ≠ных видов рыб (в том числе лососевых, сиговых и др.), но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочис≠ленных видов водорослей и других его обитателей. ќзера ста≠нов€тс€ практически безжизненными.

 

“аблица 13.4 «акисление озер в мире (по данным ЂXX век; последние 10 летї, 1992)

—трана —осто€ние озер
 анада Ѕолее 14 тыс. озер сильно закислены; каждому седь≠мому озеру на востоке страны нанесен биологический ущерб
Ќорвеги€ ¬ водоемах общей площадью 13 тыс. км2 уничтожена рыба и еще на 20 тыс. км2 - поражена
Ўвеци€ ¬ 14 тыс. озер уничтожены наиболее чувствительные к уровню кислотности виды; 2 200 озер практически без≠жизненны
‘инл€н≠ди€ 8 % озер не обладают способностью к нейтрализации кислоты. Ќаиболее закисленные озера -в южной части страны ^
—Ўј ¬ стране около 1 тью. подкисленных озер и 3 тыс. поч≠ти кислотных (данные фонда охраны окружающей сре≠ды). »сследовани€ јќќ— в 1984 г. показали, что 522 озера имеют сильную кислотную среду и 964 наход€тс€ на грани этого

 

¬ нашей стране площадь значительного закислени€ от вы≠падени€ кислотных осадков достигает несколько дес€тков мил≠лионов гектаров. ќтмечены и частные случаи закислени€ озер ( арели€ и др.). ѕовышенна€ кислотность осадков наблюдает≠с€ вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загр€зн€ющих веществ) и на территории р€да крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье “аймыра и якутии.

 



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
–адиоактивное загр€знение окружающей среды в результате €дерных взрывов в атмосфере | јнтропогенные воздействи€ на гидросферу
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 950 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќе будет большим злом, если студент впадет в заблуждение; если же ошибаютс€ великие умы, мир дорого оплачивает их ошибки. © Ќикола “есла
==> читать все изречени€...

2198 - | 1940 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.077 с.