Główne zanieczyszczenia powietrza. Quiz: Konsekwencje środowiskowe zanieczyszczeń powietrza

Zagadnienie wpływu człowieka na atmosferę znajduje się w centrum uwagi ekologów na całym świecie, ponieważ... Największe problemy środowiskowe naszych czasów (efekt cieplarniany, zubożenie warstwy ozonowej, kwaśne deszcze) wiążą się właśnie z antropogenicznym zanieczyszczeniem atmosfery.

Powietrze atmosferyczne pełni również złożoną funkcję ochronną, izolując termicznie Ziemię od przestrzeni kosmicznej i chroniąc ją przed ostrym promieniowaniem kosmicznym. W atmosferze zachodzą globalne procesy meteorologiczne, które kształtują klimat i pogodę, a masa meteorytów utrzymuje się (spala).

Jednak we współczesnych warunkach zdolność systemów naturalnych do samooczyszczania jest znacznie osłabiona przez zwiększone obciążenie antropogeniczne. W rezultacie powietrze nie spełnia już w pełni swoich funkcji środowiskowych ochronnych, termoregulacyjnych i podtrzymujących życie.

Przez zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego należy rozumieć każdą zmianę jego składu i właściwości, która ma negatywny wpływ na zdrowie ludzi i zwierząt, stan roślin i ekosystemów jako całości. Zanieczyszczenia atmosfery mogą mieć charakter naturalny (naturalny) i antropogeniczny (technogenny).

Zanieczyszczenia naturalne powstają w wyniku naturalnych procesów. Należą do nich aktywność wulkaniczna, wietrzenie skał, erozja wietrzna, dym z pożarów lasów i stepów itp.

Zanieczyszczenia antropogeniczne wiążą się z uwalnianiem różnych substancji zanieczyszczających (zanieczyszczeń) podczas działalności człowieka. Jest większy niż naturalny w skali.

W zależności od skali wyróżnia się:

lokalny (zwiększona zawartość substancji zanieczyszczających na małym obszarze: miasto, teren przemysłowy, teren rolniczy);

regionalny (negatywnym wpływem objęte są duże obszary, ale nie cała planeta);

globalny (zmiana stanu atmosfery jako całości).

Ze względu na stan skupienia emisje zanieczyszczeń do atmosfery dzieli się na:

gazowe (SO2, NOx, CO, węglowodory itp.);

ciecz (kwasy, zasady, roztwory soli itp.);

ciała stałe (pyły organiczne i nieorganiczne, ołów i jego związki, sadza, substancje żywiczne itp.).

Głównymi substancjami zanieczyszczającymi (zanieczyszczeniami) powietrza atmosferycznego powstającymi podczas działalności przemysłowej lub innej działalności człowieka są dwutlenek siarki (SO2), tlenek węgla (CO) i cząstki stałe. Odpowiadają za około 98% całkowitej emisji zanieczyszczeń.

Oprócz tych głównych substancji zanieczyszczających do atmosfery przedostaje się wiele innych bardzo niebezpiecznych substancji zanieczyszczających: ołów, rtęć, kadm i inne metale ciężkie (HM) (źródła emisji: samochody, huty itp.); węglowodory (СnH m), wśród których najniebezpieczniejszy jest benzo(a)piren, który ma działanie rakotwórcze (gazy spalinowe, spalanie kotłów itp.); aldehydy, a przede wszystkim formaldehyd; siarkowodór, toksyczne lotne rozpuszczalniki (benzyna, alkohole, etery) itp.

Najbardziej niebezpiecznym zanieczyszczeniem powietrza jest radioaktywność. Obecnie jest to spowodowane głównie rozproszonymi po całym świecie długożyciowymi izotopami promieniotwórczymi – produktami testów broni jądrowej prowadzonych w atmosferze i pod ziemią. Powierzchniowa warstwa atmosfery jest również zanieczyszczona emisją do atmosfery substancji radioaktywnych z działających elektrowni jądrowych w trakcie ich normalnej pracy oraz z innych źródeł.

Głównymi sprawcami zanieczyszczenia powietrza są następujące gałęzie przemysłu:

energetyka cieplna (elektrownie wodne i jądrowe, kotłownie przemysłowe i komunalne);

przedsiębiorstwa metalurgii żelaza,

przedsiębiorstwa górnictwa węgla i chemii węgla,

transport samochodowy (tzw. mobilne źródła zanieczyszczeń),

przedsiębiorstwa metalurgii metali nieżelaznych,

produkcja materiałów budowlanych.

Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego wpływają na zdrowie człowieka i środowisko naturalne w różny sposób – od bezpośredniego i natychmiastowego zagrożenia (smog, tlenek węgla itp.) po powolne i stopniowe niszczenie systemów podtrzymywania życia organizmu.

Fizjologiczny wpływ głównych substancji zanieczyszczających (zanieczyszczeń) na organizm ludzki jest obarczony najpoważniejszymi konsekwencjami. Zatem dwutlenek siarki, łącząc się z wilgocią atmosferyczną, tworzy kwas siarkowy, który niszczy tkankę płuc ludzi i zwierząt. Dwutlenek siarki jest szczególnie niebezpieczny, gdy osadza się na cząsteczkach pyłu i w tej postaci przedostaje się głęboko do dróg oddechowych. Pył zawierający dwutlenek krzemu (SiO2) powoduje poważną chorobę płuc – krzemicę.

Tlenki azotu podrażniają, a w ciężkich przypadkach powodują korozję błon śluzowych (oczu, płuc), biorą udział w tworzeniu toksycznych mgieł itp.; Szczególnie niebezpieczne są w powietrzu razem z dwutlenkiem siarki i innymi toksycznymi związkami (występuje efekt synergistyczny, czyli zwiększenie toksyczności całej mieszaniny gazowej).

Wpływ tlenku węgla (tlenku węgla, CO) na organizm człowieka jest powszechnie znany: w przypadku ostrego zatrucia pojawia się ogólne osłabienie, zawroty głowy, nudności, senność, utrata przytomności i możliwa jest śmierć (nawet od trzech do siedmiu dni po zatruciu). .

Wśród cząstek zawieszonych (pyłów) najbardziej niebezpieczne są cząstki o wielkości mniejszej niż 5 mikronów, które mogą przedostać się do węzłów chłonnych, zalegać w pęcherzykach płucnych i zatykać błony śluzowe.

Bardzo niekorzystnym skutkom mogą towarzyszyć tak nieznaczne emisje, jak te zawierające ołów, benzo(a)piren, fosfor, kadm, arsen, kobalt itp. Zanieczyszczenia te hamują układ krwiotwórczy, powodują nowotwory, obniżają odporność itp. Pyły zawierające związki ołowiu i rtęci mają właściwości mutagenne i powodują zmiany genetyczne w komórkach organizmu.

Konsekwencje narażenia organizmu człowieka na szkodliwe substancje zawarte w spalinach samochodowych mają szeroki zakres skutków: od kaszlu aż po śmierć.

Antropogeniczne emisje zanieczyszczeń powodują również ogromne szkody dla roślin, zwierząt i ekosystemów planety jako całości. Opisano przypadki masowych zatruć dzikich zwierząt, ptaków i owadów w wyniku emisji szkodliwych substancji w wysokich stężeniach (zwłaszcza salw).

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą:

1) możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”);

2) naruszenie warstwy ozonowej;

3) kwaśne deszcze.

Ewentualne ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”) wyraża się w stopniowym wzroście średniorocznej temperatury, począwszy od drugiej połowy ubiegłego wieku. Większość naukowców kojarzy to z gromadzeniem się w atmosferze tzw. gazy cieplarniane - dwutlenek węgla, metan, chlorofluorowęglowodory (freony), ozon, tlenki azotu itp. Gazy cieplarniane zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni Ziemi, tj. atmosfera nasycona gazami cieplarnianymi działa jak dach szklarni: przepuszcza większość promieniowania słonecznego, ale z drugiej strony prawie nie przepuszcza ciepła reemitowanego przez Ziemię.

Według innej opinii najważniejszym czynnikiem antropogenicznego oddziaływania na globalny klimat jest degradacja atmosfery, czyli degradacja atmosfery. zakłócenie składu i stanu ekosystemów na skutek zakłócenia równowagi ekologicznej. Człowiek wykorzystując moc około 10 TW zniszczył lub poważnie zakłócił normalne funkcjonowanie naturalnych zbiorowisk organizmów na 60% powierzchni gruntów. W efekcie znaczna ich ilość została usunięta z biogennego cyklu substancji, który wcześniej organizm wydawał na stabilizację warunków klimatycznych.

Zniszczenie warstwy ozonowej - spadek stężenia ozonu na wysokościach od 10 do 50 km (maksymalnie na wysokości 20 - 25 km), miejscami nawet do 50% (tzw. „dziura ozonowa”). Spadek stężenia ozonu zmniejsza zdolność atmosfery do ochrony całego życia na Ziemi przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym. W organizmie człowieka nadmiar promieniowania ultrafioletowego powoduje oparzenia, raka skóry, rozwój chorób oczu, osłabienie odporności itp. Rośliny pod wpływem silnego promieniowania ultrafioletowego stopniowo tracą zdolność do fotosyntezy, a zakłócenie życiowej aktywności planktonu prowadzi do zerwania łańcuchów troficznych fauny i flory ekosystemów wodnych itp.

Kwaśne deszcze powstają w wyniku połączenia emisji gazowych dwutlenku siarki i tlenków azotu z wilgocią atmosferyczną, tworząc kwasy siarkowy i azotowy. W efekcie osady ulegają zakwaszeniu (pH poniżej 5,6). Całkowita światowa emisja dwóch głównych substancji zanieczyszczających powietrze, powodujących zakwaszenie osadów, wynosi rocznie ponad 255 milionów ton.Na ogromnym obszarze następuje zakwaszenie środowiska naturalnego, co bardzo negatywnie wpływa na stan wszystkich ekosystemów, a ekosystemy ulegają zakwaszeniu. zniszczone przy niższym poziomie zanieczyszczenia powietrza niż niebezpieczny dla człowieka.

Niebezpieczeństwo z reguły nie wynika z samych kwaśnych opadów, ale z procesów zachodzących pod ich wpływem: z gleby wypłukiwane są nie tylko składniki odżywcze niezbędne roślinom, ale także toksyczne metale ciężkie i lekkie - ołów, kadm, aluminium itp. Następnie one same lub utworzone przez nie toksyczne związki są wchłaniane przez rośliny lub inne organizmy glebowe, co prowadzi do bardzo negatywnych konsekwencji. Pięćdziesiąt milionów hektarów lasów w 25 krajach europejskich jest dotkniętych złożoną mieszaniną substancji zanieczyszczających (metale toksyczne, ozon, kwaśne deszcze). Uderzającym przykładem wpływu kwaśnych deszczy jest zakwaszenie jezior, które szczególnie intensywnie występuje w Kanadzie, Szwecji, Norwegii i południowej Finlandii. Tłumaczy się to faktem, że znaczna część emisji z krajów uprzemysłowionych, takich jak USA, Niemcy i Wielka Brytania, przypada na ich terytorium.

Wstęp

1. Atmosfera - zewnętrzna powłoka biosfery

2. Zanieczyszczenie powietrza

3. Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza7

3.1 Efekt cieplarniany

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

3 Kwaśne deszcze

Wniosek

Lista wykorzystanych źródeł

Wstęp

Powietrze atmosferyczne jest najważniejszym środowiskiem naturalnym podtrzymującym życie i jest mieszaniną gazów i aerozoli powierzchniowej warstwy atmosfery, która powstała w wyniku ewolucji Ziemi, działalności człowieka i znajduje się poza terenami mieszkalnymi, przemysłowymi i innymi.

Obecnie ze wszystkich form degradacji rosyjskiego środowiska naturalnego najbardziej niebezpieczne jest zanieczyszczenie atmosfery szkodliwymi substancjami. Cechy sytuacji środowiskowej w niektórych regionach Federacji Rosyjskiej i pojawiające się problemy środowiskowe są zdeterminowane lokalnymi warunkami naturalnymi oraz charakterem wpływu na nie przemysłu, transportu, usług użyteczności publicznej i rolnictwa. Stopień zanieczyszczenia powietrza zależy z reguły od stopnia urbanizacji i rozwoju przemysłowego terytorium (specyfika przedsiębiorstw, ich wydajność, lokalizacja, stosowane technologie), a także od warunków klimatycznych, które determinują potencjał zanieczyszczenia powietrza .

Atmosfera wywiera intensywny wpływ nie tylko na człowieka i biosferę, ale także na hydrosferę, glebę i szatę roślinną, środowisko geologiczne, budynki, budowle i inne obiekty stworzone przez człowieka. Dlatego ochrona powietrza atmosferycznego i warstwy ozonowej jest problemem środowiskowym o najwyższym priorytecie i poświęca się mu szczególną uwagę we wszystkich krajach rozwiniętych.

Człowiek od zawsze wykorzystywał środowisko głównie jako źródło zasobów, jednak przez bardzo długi czas jego działalność nie miała zauważalnego wpływu na biosferę. Dopiero pod koniec ubiegłego wieku zmiany w biosferze pod wpływem działalności gospodarczej przyciągnęły uwagę naukowców. W pierwszej połowie tego stulecia zmiany te nasiliły się i obecnie uderzają w cywilizację ludzką niczym lawina.

Obciążenie środowiska wzrosło szczególnie gwałtownie w drugiej połowie XX wieku. Nastąpił skok jakościowy w relacjach między społeczeństwem a przyrodą, gdy w wyniku gwałtownego wzrostu liczby ludności, intensywnej industrializacji i urbanizacji naszej planety presja ekonomiczna zaczęła wszędzie przekraczać zdolność systemów ekologicznych do samooczyszczania i regeneracji. W efekcie naturalny obieg substancji w biosferze został zakłócony, a zdrowie obecnych i przyszłych pokoleń ludzi było zagrożone.

Masa atmosfery naszej planety jest znikoma – tylko jedna milionowa masa Ziemi. Jednak jego rola w naturalnych procesach biosfery jest ogromna. Obecność atmosfery na całym świecie determinuje ogólny reżim termiczny powierzchni naszej planety i chroni ją przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i ultrafioletowym. Cyrkulacja atmosferyczna wpływa na lokalne warunki klimatyczne, a za ich pośrednictwem na reżim rzek, pokrywę glebowo-roślinną oraz procesy formowania się rzeźby terenu.

Współczesny skład gazowy atmosfery jest wynikiem długiego historycznego rozwoju globu. Jest to głównie mieszanina gazów składająca się z dwóch składników - azotu (78,09%) i tlenu (20,95%). Zwykle zawiera również argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,03%) i niewielkie ilości gazów obojętnych (neon, hel, krypton, ksenon), amoniak, metan, ozon, dwutlenek siarki i inne gazy. Oprócz gazów atmosfera zawiera cząstki stałe pochodzące z powierzchni Ziemi (na przykład produkty spalania, aktywność wulkaniczna, cząstki gleby) i z kosmosu (pył kosmiczny), a także różne produkty pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mikrobiologicznego . Ponadto para wodna odgrywa ważną rolę w atmosferze.

Największe znaczenie dla różnych ekosystemów mają trzy gazy tworzące atmosferę: tlen, dwutlenek węgla i azot. Gazy te biorą udział w głównych cyklach biogeochemicznych.

Tlen odgrywa istotną rolę w życiu większości żywych organizmów na naszej planecie. Każdy potrzebuje tego, żeby oddychać. Tlen nie zawsze był częścią atmosfery ziemskiej. Pojawił się w wyniku żywotnej aktywności organizmów fotosyntetycznych. Pod wpływem promieni ultrafioletowych zamienił się w ozon. W miarę gromadzenia się ozonu w górnych warstwach atmosfery utworzyła się warstwa ozonowa. Warstwa ozonowa, niczym ekran, niezawodnie chroni powierzchnię Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym, które jest śmiertelne dla organizmów żywych.

Współczesna atmosfera zawiera zaledwie jedną dwudziestą tlenu dostępnego na naszej planecie. Główne zasoby tlenu skupiają się w węglanach, materii organicznej i tlenkach żelaza, część tlenu jest rozpuszczona w wodzie. Wydaje się, że w atmosferze istnieje w przybliżeniu równowaga pomiędzy produkcją tlenu w procesie fotosyntezy a jego zużyciem przez organizmy żywe. Jednak ostatnio pojawiło się niebezpieczeństwo, że w wyniku działalności człowieka zasoby tlenu w atmosferze mogą się zmniejszyć. Szczególnie niebezpieczne jest obserwowane w ostatnich latach niszczenie warstwy ozonowej. Większość naukowców przypisuje to działalności człowieka.

Cykl tlenowy w biosferze jest niezwykle złożony, ponieważ reaguje z nim duża liczba substancji organicznych i nieorganicznych, a także wodór, łącząc się z tlenem, tworząc wodę.

Dwutlenek węgla(dwutlenek węgla) wykorzystywany jest w procesie fotosyntezy do tworzenia materii organicznej. To dzięki temu procesowi zamyka się obieg węgla w biosferze. Podobnie jak tlen, węgiel jest częścią gleb, roślin, zwierząt i uczestniczy w różnych mechanizmach cyklu substancji w przyrodzie. Ilość dwutlenku węgla w powietrzu, którym oddychamy, jest w przybliżeniu taka sama w różnych częściach planety. Wyjątkiem są duże miasta, gdzie zawartość tego gazu w powietrzu jest wyższa niż normalnie.

Pewne wahania zawartości dwutlenku węgla w powietrzu na danym obszarze zależą od pory dnia, pory roku i biomasy roślinnej. Jednocześnie badania pokazują, że od początku stulecia średnia zawartość dwutlenku węgla w atmosferze, choć powoli, stale rośnie. Naukowcy przypisują ten proces głównie działalności człowieka.

Azot- niezbędny pierwiastek biogenny, ponieważ jest częścią białek i kwasów nukleinowych. Atmosfera jest niewyczerpanym zbiornikiem azotu, jednak większość organizmów żywych nie może go bezpośrednio wykorzystać: musi on zostać najpierw związany w postaci związków chemicznych.

Częściowy azot przedostaje się z atmosfery do ekosystemów w postaci tlenku azotu, który powstaje pod wpływem wyładowań elektrycznych podczas burz. Jednakże większość azotu przedostaje się do wody i gleby w wyniku jego biologicznego wiązania. Istnieje kilka gatunków bakterii i sinic (na szczęście dość liczne), które mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego. W wyniku swojego działania, a także rozkładu resztek organicznych w glebie, rośliny autotroficzne są w stanie pobrać niezbędny azot.

Cykl azotowy jest ściśle powiązany z cyklem węgla. Chociaż cykl azotu jest bardziej złożony niż cykl węgla, zwykle zachodzi szybciej.

Pozostałe składniki powietrza nie biorą udziału w cyklach biochemicznych, jednakże obecność w atmosferze dużej ilości substancji zanieczyszczających może prowadzić do poważnych zakłóceń w tych cyklach.

2. Zanieczyszczenie powietrza.

Zanieczyszczenie atmosfera. Różne negatywne zmiany w atmosferze ziemskiej wiążą się głównie ze zmianami stężenia drobnych składników powietrza atmosferycznego.

Istnieją dwa główne źródła zanieczyszczeń powietrza: naturalne i antropogeniczne. Naturalny źródło- są to wulkany, burze piaskowe, wietrzenie, pożary lasów, procesy rozkładu roślin i zwierząt.

Do głównego źródła antropogeniczne zanieczyszczenie atmosfery obejmuje przedsiębiorstwa kompleksu paliwowo-energetycznego, transportu i różnych przedsiębiorstw zajmujących się budową maszyn.

Oprócz zanieczyszczeń gazowych do atmosfery uwalniane są duże ilości cząstek stałych. To jest kurz, sadza i sadza. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego metalami ciężkimi stwarza duże zagrożenie. Ołów, kadm, rtęć, miedź, nikiel, cynk, chrom i wanad stały się niemal stałymi składnikami powietrza w ośrodkach przemysłowych. Problem zanieczyszczenia powietrza ołowiem jest szczególnie dotkliwy.

Globalne zanieczyszczenie powietrza wpływa na stan naturalnych ekosystemów, a zwłaszcza zielonej pokrywy naszej planety. Jednym z najbardziej wizualnych wskaźników stanu biosfery są lasy i ich stan zdrowotny.

Kwaśne deszcze, powodowane głównie przez dwutlenek siarki i tlenki azotu, powodują ogromne szkody w biocenozach leśnych. Ustalono, że gatunki iglaste w większym stopniu cierpią z powodu kwaśnych deszczy niż gatunki liściaste.

W samym naszym kraju łączna powierzchnia lasów dotkniętych emisją przemysłową osiągnęła 1 milion hektarów. Istotnym czynnikiem degradacji lasów w ostatnich latach jest zanieczyszczenie środowiska radionuklidami. Tym samym w wyniku awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu ucierpiało 2,1 mln hektarów lasów.

Szczególnie mocno cierpią tereny zielone w miastach przemysłowych, których atmosfera zawiera duże ilości substancji zanieczyszczających.

Problem środowiska powietrza polegający na zubożaniu się warstwy ozonowej, w tym pojawianiu się dziur ozonowych nad Antarktydą i Arktyką, wiąże się z nadmiernym wykorzystaniem freonów w produkcji i życiu codziennym.

Działalność gospodarcza człowieka, mająca coraz bardziej globalny charakter, zaczyna wywierać bardzo zauważalny wpływ na procesy zachodzące w biosferze. Zapoznałeś się już z niektórymi skutkami działalności człowieka i jej wpływem na biosferę. Na szczęście biosfera do pewnego stopnia jest zdolna do samoregulacji, co pozwala minimalizować negatywne skutki działalności człowieka. Istnieje jednak granica, gdy biosfera nie jest już w stanie utrzymać równowagi. Rozpoczynają się nieodwracalne procesy, które prowadzą do katastrof ekologicznych. Ludzkość spotkała się z nimi już w wielu regionach planety.

3. Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą:

1) możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”);

2) naruszenie warstwy ozonowej;

3) kwaśne deszcze.

Większość naukowców na świecie uważa je za największe problemy środowiskowe naszych czasów.

3.1 Efekt cieplarniany

Obecnie obserwowane zmiany klimatyczne, które wyrażają się w stopniowym wzroście średniorocznej temperatury, począwszy od drugiej połowy ubiegłego wieku, przez większość naukowców kojarzone są z gromadzeniem się w atmosferze tzw. „gazów cieplarnianych” – węgla dwutlenek (CO 2), metan (CH 4), chlorofluorowęglowodory (freony), ozon (O 3), tlenki azotu itp. (patrz tabela 9).


Tabela 9

Antropogeniczne zanieczyszczenia powietrza i związane z nimi zmiany (V.A. Wronski, 1996)

Notatka. (+) - wzmocniony efekt; (-) - zmniejszony efekt

Gazy cieplarniane, a przede wszystkim CO 2, zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni Ziemi. Atmosfera nasycona gazami cieplarnianymi działa jak dach szklarni. Z jednej strony przepuszcza większość promieniowania słonecznego, z drugiej prawie nie pozwala na ucieczkę ciepła emitowanego przez Ziemię.

W wyniku spalania przez człowieka coraz większej ilości paliw kopalnych: ropy, gazu, węgla itp. (rocznie ponad 9 miliardów ton paliwa standardowego) stężenie CO 2 w atmosferze stale rośnie. W wyniku emisji do atmosfery podczas produkcji przemysłowej i życia codziennego wzrasta zawartość freonów (chlorofluorowęglowodorów). Zawartość metanu wzrasta o 1-1,5% rocznie (emisje z podziemnych wyrobisk górniczych, spalanie biomasy, emisje z bydła itp.). W mniejszym stopniu (o 0,3% rocznie) zwiększa się także zawartość tlenków azotu w atmosferze.

Konsekwencją wzrostu stężeń tych gazów, wywołujących „efekt cieplarniany”, jest wzrost średniej globalnej temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi. W ciągu ostatnich 100 lat najcieplejszymi latami były lata 1980, 1981, 1983, 1987 i 1988. W 1988 roku średnia roczna temperatura była o 0,4 stopnia wyższa niż w latach 1950-1980. Obliczenia części naukowców wskazują, że w 2005 roku będzie to o 1,3°C więcej niż w latach 1950-1980. Z raportu przygotowanego pod auspicjami ONZ przez międzynarodową grupę do spraw zmian klimatycznych wynika, że ​​do 2100 roku temperatura na Ziemi wzrośnie o 2-4 stopnie. Skala ocieplenia w tak stosunkowo krótkim czasie będzie porównywalna z ociepleniem, jakie miało miejsce na Ziemi po epoce lodowcowej, co oznacza, że ​​skutki dla środowiska mogą być katastrofalne. Przede wszystkim wynika to z oczekiwanego wzrostu poziomu Oceanu Światowego, na skutek topnienia lodów polarnych, zmniejszania się obszarów zlodowaceń górskich itp. Modelując skutki środowiskowe wzrostu poziomu morza zaledwie o 0,5 Naukowcy odkryli, że do końca XXI wieku doprowadzi to nieuchronnie do zakłócenia równowagi klimatycznej, zalania równin przybrzeżnych w ponad 30 krajach, degradacji wiecznej zmarzliny, zatopienia rozległych obszarów i innych negatywnych konsekwencji.

Jednak wielu naukowców dostrzega pozytywne skutki dla środowiska w proponowanym globalnym ociepleniu. Wzrost stężenia CO 2 w atmosferze i związany z tym wzrost fotosyntezy, a także wzrost nawilżenia klimatu, mogą ich zdaniem prowadzić do wzrostu produktywności zarówno naturalnych fitocenoz (lasów, łąk, sawann itp.) i agrocenozy (rośliny uprawne, ogrody, winnice itp.).

Nie ma także zgody co do stopnia wpływu gazów cieplarnianych na globalne ocieplenie. Tak więc w raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (1992) zauważono, że obserwowane w ostatnim stuleciu ocieplenie klimatu o 0,3–0,6°C mogło być spowodowane przede wszystkim naturalną zmiennością szeregu czynników klimatycznych.

Na międzynarodowej konferencji w Toronto (Kanada) w 1985 roku przemysł energetyczny na całym świecie otrzymał zadanie ograniczenia przemysłowych emisji gazów cieplarnianych do atmosfery o 20% do roku 2010. Oczywistym jest jednak, że wymierny efekt ekologiczny można uzyskać jedynie łącząc te działania z globalnym kierunkiem polityki ekologicznej - maksymalnym możliwym zachowaniem zbiorowisk organizmów, naturalnych ekosystemów i całej biosfery Ziemi.

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

Warstwa ozonowa (ozonosfera) pokrywa całą kulę ziemską i znajduje się na wysokościach od 10 do 50 km, z maksymalnym stężeniem ozonu na wysokości 20-25 km. Nasycenie atmosfery ozonem stale się zmienia w dowolnej części planety, osiągając maksimum wiosną w rejonie polarnym. Ubytek warstwy ozonowej po raz pierwszy zwrócił uwagę opinii publicznej w 1985 r., kiedy nad Antarktydą odkryto obszar o obniżonej zawartości ozonu (do 50%), tzw. "dziura ozonowa" Z Od tego czasu wyniki pomiarów potwierdziły powszechny spadek warstwy ozonowej na niemal całej planecie. Na przykład w Rosji w ciągu ostatnich dziesięciu lat stężenie warstwy ozonowej spadło o 4-6% zimą i o 3% latem. Obecnie ubytek warstwy ozonowej jest przez wszystkich uznawany za poważne zagrożenie dla światowego bezpieczeństwa ekologicznego. Malejące stężenie ozonu osłabia zdolność atmosfery do ochrony całego życia na Ziemi przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym (promieniowaniem UV). Organizmy żywe są bardzo wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe, ponieważ energia choćby jednego fotonu z tego promienia wystarczy, aby zniszczyć wiązania chemiczne w większości cząsteczek organicznych. To nie przypadek, że na obszarach o niskim poziomie ozonu dochodzi do licznych oparzeń słonecznych, wzrasta liczba osób zapadających na raka skóry itp. Na przykład, według wielu naukowców zajmujących się ochroną środowiska, do 2030 r. w Rosji, jeśli obecny wskaźnik zubożenie warstwy ozonowej będzie kontynuowane, wystąpią dodatkowe przypadki raka skóry u 6 milionów ludzi. Oprócz chorób skóry stwierdzono również rozwój chorób oczu (zaćma itp.), tłumienie układu odpornościowego itp. Ustalono również, że rośliny pod wpływem silnego promieniowania ultrafioletowego stopniowo tracą zdolność do fotosynteza i zakłócenie aktywności życiowej planktonu prowadzi do przerwania łańcuchów troficznych ekosystemów organizmów wodnych itp. Nauka nie ustaliła jeszcze w pełni, jakie są główne procesy naruszające warstwę ozonową. Zakłada się zarówno naturalne, jak i antropogeniczne pochodzenie „dziur ozonowych”. To drugie, zdaniem większości naukowców, jest bardziej prawdopodobne i wiąże się ze zwiększoną zawartością chlorofluorowęglowodory (freony). Freony znajdują szerokie zastosowanie w produkcji przemysłowej oraz w życiu codziennym (agregaty chłodnicze, rozpuszczalniki, opryskiwacze, opakowania aerozolowe itp.). Unoszące się do atmosfery freony rozkładają się, uwalniając tlenek chloru, który ma szkodliwy wpływ na cząsteczki ozonu. Według międzynarodowej organizacji ekologicznej Greenpeace głównymi dostawcami chlorofluorowęglowodorów (freonów) są USA – 30,85%, Japonia – 12,42%, Wielka Brytania – 8,62% i Rosja – 8,0%. USA wybiły „dziurę” w warstwie ozonowej o powierzchni 7 mln km 2, Japonia – 3 mln km 2, czyli siedmiokrotnie więcej niż powierzchnia samej Japonii. Ostatnio w Stanach Zjednoczonych i wielu krajach zachodnich zbudowano zakłady produkujące nowe typy czynników chłodniczych (wodorochlorofluorowęglowodory) o niskim potencjale zubożania warstwy ozonowej. Zgodnie z protokołem Konferencji Montrealskiej (1990), następnie poprawionym w Londynie (1991) i Kopenhadze (1992), przewidywano redukcję emisji chlorofluorowęglowodorów o 50% do roku 1998. Zgodnie z art. 56 ustawy Federacji Rosyjskiej o ochronie środowiska, zgodnie z umowami międzynarodowymi, wszystkie organizacje i przedsiębiorstwa są zobowiązane do ograniczenia, a następnie całkowitego zaprzestania produkcji i stosowania substancji zubożających warstwę ozonową.

Wielu naukowców nadal upiera się przy naturalnym pochodzeniu „dziury ozonowej”. Niektórzy przyczyny jego występowania upatrują w naturalnej zmienności ozonosfery i cyklicznej aktywności Słońca, inni zaś kojarzą te procesy z ryftem i odgazowaniem Ziemi.

3.3 Kwaśne deszcze

Jednym z najważniejszych problemów środowiskowych związanych z utlenianiem środowiska naturalnego jest - kwaśny deszcz. Powstają podczas przemysłowych emisji do atmosfery dwutlenku siarki i tlenków azotu, które w połączeniu z wilgocią atmosferyczną tworzą kwasy siarkowy i azotowy. W rezultacie deszcz i śnieg ulegają zakwaszeniu (wartość pH poniżej 5,6). W Bawarii (Niemcy) w sierpniu 1981 roku wystąpiły deszcze o kwasowości pH = 3,5. Maksymalna odnotowana kwasowość opadów w Europie Zachodniej wynosi pH=2,3. Całkowita globalna antropogeniczna emisja dwóch głównych substancji zanieczyszczających powietrze – sprawców zakwaszenia wilgoci atmosferycznej – SO 2 i NO wynosi rocznie ponad 255 mln ton. Według Roshydromet na terytorium Rosji spada co najmniej 4,22 mln ton siarki rocznie 4,0 mln ton. azot (azotan i amon) w postaci związków kwaśnych zawartych w opadzie atmosferycznym. Jak widać na rys. 10, najwyższe ładunki siarki występują w gęsto zaludnionych i uprzemysłowionych rejonach kraju.

Rysunek 10. Średnie roczne osadzanie się siarczanów kg siarki/kw. km (2006) [na podstawie materiałów z serwisu http://www.sci.aha.ru]

Obserwuje się wysokie poziomy opadu siarki (550-750 kg/km2 rocznie) i ilości związków azotu (370-720 kg/km2 rocznie) w postaci dużych obszarów (kilka tysięcy km2) w gęsto zaludnionych i przemysłowych regionach kraju. Wyjątkiem od tej reguły jest sytuacja wokół miasta Norylsk, którego ślad zanieczyszczeń przekracza obszar i siłę opadu w strefie depozycji zanieczyszczeń w obwodzie moskiewskim na Uralu.

Na terenie większości podmiotów Federacji depozycja siarki i azotu azotanowego ze źródeł własnych nie przekracza 25% ich całkowitego depozycji. Udział własnych źródeł siarki przekracza ten próg w obwodach murmańskim (70%), swierdłowsku (64%), czelabińsku (50%), tulskim i riazańskim (40%) oraz na terytorium krasnojarskim (43%).

Ogólnie rzecz biorąc, na europejskim terytorium kraju tylko 34% opadów siarki ma pochodzenie rosyjskie. Pozostała część 39% pochodzi z krajów europejskich, a 27% z innych źródeł. Jednocześnie największy udział w transgranicznym zakwaszeniu środowiska naturalnego mają Ukraina (367 tys. ton), Polska (86 tys. ton), Niemcy, Białoruś i Estonia.

Sytuacja wydaje się szczególnie niebezpieczna w wilgotnej strefie klimatycznej (od rejonu Riazania i dalej na północ w części europejskiej oraz na całym Uralu), gdyż regiony te wyróżniają się naturalnie wysoką kwasowością wód naturalnych, która dzięki tym emisjom wzrasta nawet więcej. To z kolei prowadzi do zmniejszenia produktywności zbiorników i wzrostu zachorowań na choroby zębów i przewodu pokarmowego u ludzi.

Na rozległym obszarze następuje zakwaszenie środowiska naturalnego, co ma bardzo negatywny wpływ na stan wszystkich ekosystemów. Okazało się, że naturalne ekosystemy ulegają zniszczeniu już przy niższym poziomie zanieczyszczeń powietrza, niż ten niebezpieczny dla człowieka. „Jeziora i rzeki pozbawione ryb, umierające lasy – to smutne konsekwencje industrializacji planety”. Niebezpieczeństwo z reguły nie wynika z samego wytrącania się kwasu, ale z procesów zachodzących pod jego wpływem. Pod wpływem kwaśnych opadów z gleby wypłukiwane są nie tylko niezbędne dla roślin składniki odżywcze, ale także toksyczne metale ciężkie i lekkie - ołów, kadm, aluminium itp. Następnie one same lub powstałe toksyczne związki są wchłaniane przez rośliny i inne organizmów glebowych, co prowadzi do bardzo negatywnych konsekwencji.

Oddziaływanie kwaśnych deszczy zmniejsza odporność lasów na susze, choroby i zanieczyszczenia naturalne, co prowadzi do jeszcze większej degradacji ich jako naturalnych ekosystemów.

Uderzającym przykładem negatywnego wpływu kwaśnych opadów na naturalne ekosystemy jest zakwaszenie jezior . W naszym kraju obszar znacznego zakwaszenia na skutek kwaśnych opadów sięga kilkudziesięciu milionów hektarów. Odnotowano także szczególne przypadki zakwaszenia jezior (Karelia itp.). Zwiększoną kwasowość opadów obserwuje się wzdłuż zachodniej granicy (transgraniczny transport siarki i innych zanieczyszczeń) oraz w szeregu dużych obszarów przemysłowych, a także fragmentarycznie na wybrzeżach Taimyr i Jakucji.


Wniosek

Ochrona przyrody jest zadaniem naszego stulecia, problemem, który stał się problemem społecznym. Co jakiś czas słyszymy o zagrożeniach zagrażających środowisku, jednak wielu z nas nadal uważa je za nieprzyjemny, ale nieunikniony wytwór cywilizacji i wierzy, że jeszcze zdążymy uporać się ze wszystkimi trudnościami, które się pojawiły.

Jednakże wpływ człowieka na środowisko osiągnął alarmujące rozmiary. Dopiero w drugiej połowie XX wieku, dzięki rozwojowi ekologii i upowszechnieniu wiedzy ekologicznej wśród ludności, stało się oczywiste, że człowiek jest nieodzowną częścią biosfery, że podbój przyrody, niekontrolowane użytkowanie jej zasobów i zanieczyszczenie środowiska to ślepa uliczka w rozwoju cywilizacji i ewolucji samego człowieka. Dlatego najważniejszym warunkiem rozwoju ludzkości jest ostrożne podejście do przyrody, wszechstronna dbałość o racjonalne wykorzystanie i odnawianie jej zasobów oraz zachowanie sprzyjającego środowiska.

Wielu jednak nie rozumie ścisłego związku działalności gospodarczej człowieka ze stanem środowiska naturalnego.

Szeroka edukacja ekologiczna powinna pomagać ludziom w zdobywaniu wiedzy ekologicznej oraz norm etycznych i wartości, postaw i stylów życia, które są niezbędne dla zrównoważonego rozwoju przyrody i społeczeństwa. Aby zasadniczo poprawić sytuację, potrzebne będą ukierunkowane i przemyślane działania. Odpowiedzialna i skuteczna polityka wobec środowiska będzie możliwa tylko wtedy, gdy będziemy gromadzić rzetelne dane o aktualnym stanie środowiska, odpowiednią wiedzę na temat wzajemnego oddziaływania ważnych czynników środowiskowych, jeśli wypracujemy nowe metody ograniczania i zapobiegania szkodom wyrządzanym przyrodzie przez człowieka .

Bibliografia

1. Akimova T. A., Khaskin V. V. Ekologia. M.: Jedność, 2000.

2. Bezuglaya E.Yu., Zavadskaya E.K. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie publiczne. Petersburg: Gidrometoizdat, 1998, s. 171–199.

3. Galperin M.V. Ekologia i podstawy zarządzania środowiskowego. M.: Forum-Infra-m, 2003.

4. Daniłow-Danilyan V.I. Ekologia, ochrona przyrody i bezpieczeństwo ekologiczne. M.: MNEPU, 1997.

5. Charakterystyka klimatyczna warunków dystrybucji zanieczyszczeń w atmosferze. Podręcznik referencyjny / wyd. E.Yu.Bezuglaya i M.E.Berlyand. – Leningrad, Gidrometeoizdat, 1983.

6. Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ekologia. Rostów nad Donem: Phoenix, 2003.

7. Protasow V.F. Ekologia, zdrowie i ochrona środowiska w Rosji. M.: Finanse i statystyka, 1999.

8. Wark K., Warner S., Zanieczyszczenie powietrza. Źródła i kontrola, przeł. z języka angielskiego, M. 1980.

9. Stan ekologiczny terytorium Rosji: Podręcznik dla studentów wyższych. pe. Instytucje edukacyjne / V.P. Bondarev, L.D. Dołguszyn, B.S. Zalogin i wsp.; wyd. SA Ushakova, Ya.G. Katz – wyd. 2. M.: Akademia, 2004.

10. Wykaz i kody substancji zanieczyszczających powietrze atmosferyczne. wyd. 6. Petersburg, 2005, 290 s.

11. Rocznik stanu zanieczyszczenia powietrza w miastach Rosji. 2004. – M.: Agencja Meteorologiczna, 2006, 216 s.

Więcej w dziale Ekologia:

  • Streszczenie: Warstwa ozonowa nad Moskwą. Wyniki sondowania na falach milimetrowych

Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego różnymi szkodliwymi substancjami prowadzi do chorób narządów człowieka, a przede wszystkim dróg oddechowych.

W atmosferze zawsze występuje pewna ilość zanieczyszczeń pochodzących ze źródeł naturalnych i antropogenicznych. Do zanieczyszczeń emitowanych przez źródła naturalne zalicza się: pyły (pochodzenia roślinnego, wulkanicznego, kosmicznego, powstające w wyniku erozji gleby, cząstki soli morskiej), dym, gazy z pożarów lasów i stepów oraz pochodzenia wulkanicznego. Naturalne źródła zanieczyszczeń mogą być rozproszone, na przykład opad pyłu kosmicznego, lub krótkotrwałe, spontaniczne, na przykład pożary lasów i stepów, erupcje wulkanów itp. Poziom zanieczyszczeń atmosfery ze źródeł naturalnych ma charakter tła i niewiele zmienia się w czasie.

Główne antropogeniczne zanieczyszczenia powietrza pochodzą z przedsiębiorstw wielu gałęzi przemysłu, transportu samochodowego oraz wytwarzania energii cieplnej i energetycznej.

Do najczęściej występujących substancji toksycznych zanieczyszczających atmosferę zalicza się: tlenek węgla (CO), dwutlenek siarki (S0 2), tlenki azotu (No x), węglowodory (C P N T) i ciała stałe (pył).

Oprócz CO, SO 2, NO x, C n H m i pyłów do atmosfery emitowane są inne, bardziej toksyczne substancje: związki fluoru, chlor, ołów, rtęć, benzo(a)piren. Emisje wentylacyjne z zakładów przemysłu elektronicznego zawierają opary kwasów fluorowodorowych, siarkowych, chromowych i innych kwasów mineralnych, rozpuszczalników organicznych itp. Obecnie istnieje ponad 500 szkodliwych substancji zanieczyszczających atmosferę, a ich liczba stale rośnie. Emisje substancji toksycznych do atmosfery prowadzą z reguły do ​​przekroczenia dotychczasowych stężeń substancji powyżej stężeń maksymalnie dopuszczalnych.

Wysokie stężenia zanieczyszczeń i ich migracja w powietrzu atmosferycznym prowadzą do powstawania wtórnych, bardziej toksycznych związków (smog, kwasy) lub do zjawisk takich jak efekt cieplarniany i niszczenie warstwy ozonowej.

Smog– poważne zanieczyszczenie powietrza obserwowane w dużych miastach i ośrodkach przemysłowych. Wyróżnia się dwa rodzaje smogu:

Gęsta mgła zmieszana z dymem lub odpadami gazowymi z produkcji;

Smog fotochemiczny to zasłona żrących gazów i aerozoli o dużym stężeniu (bez mgły), powstająca w wyniku reakcji fotochemicznych w emisjach gazów pod wpływem promieniowania ultrafioletowego ze Słońca.

Smog ogranicza widoczność, zwiększa korozję metali i konstrukcji, negatywnie wpływa na zdrowie oraz powoduje zwiększoną zachorowalność i śmiertelność wśród ludności.

Kwaśny deszcz znany od ponad 100 lat, jednak stosunkowo niedawno zaczęto zwracać należytą uwagę na problem kwaśnych deszczy. Terminu „kwaśne deszcze” po raz pierwszy użył Robert Angus Smith (Wielka Brytania) w 1872 r.



Zasadniczo kwaśne deszcze powstają w wyniku chemicznych i fizycznych przemian związków siarki i azotu w atmosferze. Końcowym rezultatem tych przemian chemicznych jest odpowiednio kwas siarkowy (H 2 SO 4) i azotowy (HN0 3). Następnie pary lub cząsteczki kwasu wchłonięte przez kropelki chmur lub cząstki aerozolu opadają na ziemię w postaci suchego lub mokrego osadu (sedymentacja). Jednocześnie w pobliżu źródeł zanieczyszczeń udział opadów suchych kwaśnych przewyższa udział opadów kwaśnych mokrych 1,1 razy dla substancji zawierających siarkę i 1,9 razy dla substancji zawierających azot. Jednakże w miarę oddalania się od bezpośrednich źródeł zanieczyszczeń mokre osady mogą zawierać więcej substancji zanieczyszczających niż osady suche.

Gdyby zanieczyszczenia powietrza pochodzenia antropogenicznego i naturalnego były równomiernie rozłożone na powierzchni Ziemi, wówczas wpływ kwaśnych opadów na biosferę byłby mniej szkodliwy. Istnieją bezpośrednie i pośrednie skutki kwaśnych opadów na biosferę. Oddziaływanie bezpośrednie objawia się bezpośrednią śmiercią roślin i drzew, która w największym stopniu następuje w pobliżu źródła zanieczyszczenia, w promieniu do 100 km od niego.

Zanieczyszczenia powietrza i kwaśne deszcze przyspieszają korozję konstrukcji metalowych (do 100 mikronów/rok), niszczą budynki i pomniki, zwłaszcza te zbudowane z piaskowca i wapienia.

Pośredni wpływ kwaśnych opadów na środowisko następuje poprzez procesy zachodzące w przyrodzie w wyniku zmian kwasowości (pH) wody i gleby. Co więcej, objawia się to nie tylko w bezpośrednim sąsiedztwie źródła zanieczyszczeń, ale także na znacznych odległościach, sięgających setek kilometrów.

Zmiany kwasowości gleby zakłócają jej strukturę, wpływają na płodność i prowadzą do śmierci roślin. Wzrost kwasowości zbiorników słodkowodnych prowadzi do zmniejszenia zasobów słodkiej wody i powoduje śmierć organizmów żywych (najwrażliwsze zaczynają obumierać już przy pH = 6,5, a przy pH = 4,5 tylko nieliczne gatunki owadów i rośliny są w stanie żyć).

Efekt cieplarniany. Skład i stan atmosfery wpływają na wiele procesów wymiany ciepła radiacyjnego pomiędzy Kosmosem a Ziemią. Proces przenoszenia energii ze Słońca na Ziemię i z Ziemi w Kosmos utrzymuje temperaturę biosfery na określonym poziomie – średnio +15°. Jednocześnie główną rolę w utrzymaniu warunków temperaturowych w biosferze odgrywa promieniowanie słoneczne, które w porównaniu z innymi źródłami ciepła niesie do Ziemi zdecydowaną część energii cieplnej:

Ciepło z promieniowania słonecznego 25 10 23 99,80

Ciepło ze źródeł naturalnych

(z wnętrzności Ziemi, ze zwierząt itp.) 37,46 10 20 0,18

Ciepło ze źródeł antropogenicznych

(instalacje elektryczne, pożary itp.) 4,2 10 20 0,02

Obserwowane w ostatnich dziesięcioleciach zaburzenie bilansu cieplnego Ziemi prowadzące do wzrostu średniej temperatury biosfery następuje na skutek intensywnego uwalniania się zanieczyszczeń antropogenicznych i ich akumulacji w warstwach atmosfery. Większość gazów jest przezroczysta dla promieniowania słonecznego. Jednak dwutlenek węgla (C0 2), metan (CH 4), ozon (0 3), para wodna (H 2 0) i niektóre inne gazy w dolnych warstwach atmosfery, przenoszące promienie słoneczne w optycznym zakresie długości fal - 0,38 ..0,77 mikrona, zapobiegają przedostawaniu się w przestrzeń kosmiczną promieniowania cieplnego odbitego od powierzchni Ziemi w zakresie długości fal podczerwieni - 0,77...340 mikronów. Im większe jest stężenie gazów i innych zanieczyszczeń w atmosferze, tym mniejsza część ciepła z powierzchni Ziemi trafia w przestrzeń kosmiczną, a co za tym idzie, więcej zostaje ono zatrzymane w biosferze, powodując ocieplenie klimatu.

Modelowanie różnych parametrów klimatycznych pokazuje, że do 2050 roku średnia temperatura na Ziemi może wzrosnąć o 1,5...4,5°C. Takie ocieplenie spowoduje topnienie lodów polarnych i lodowców górskich, co doprowadzi do podniesienia się poziomu Oceanu Światowego o 0,5...1,5 m. Jednocześnie podniesie się poziom rzek wpływających do mórz ( zasada naczyń połączonych). Wszystko to spowoduje zalanie krajów wyspiarskich, pasów przybrzeżnych i obszarów poniżej poziomu morza. Miliony uchodźców będą zmuszone do opuszczenia swoich domów i migracji w głąb lądu. Wszystkie porty będą musiały zostać przebudowane lub zmodernizowane, aby dostosować je do nowego poziomu morza. Globalne ocieplenie może mieć jeszcze silniejszy wpływ na rozkład opadów i rolnictwo ze względu na zakłócenie połączeń cyrkulacyjnych w atmosferze. Dalsze ocieplenie klimatu do 2100 r. może podnieść poziom Oceanu Światowego o dwa metry, co doprowadzi do zalania 5 milionów km 2 lądu, co stanowi 3% wszystkich gruntów i 30% wszystkich gruntów urodzajnych na planecie.

Efekt cieplarniany w atmosferze jest zjawiskiem dość powszechnym na poziomie regionalnym. Antropogeniczne źródła ciepła (elektrownie cieplne, transport, przemysł), skupione w dużych miastach i ośrodkach przemysłowych, intensywne pobieranie gazów i pyłów „cieplarnianych” oraz stabilny stan atmosfery tworzą przestrzenie wokół miast w promieniu do 50 km lub więcej przy podwyższonych temperaturach 1...5°. Przy temperaturach i wysokim stężeniu zanieczyszczeń. Te strefy (kopuły) nad miastami są wyraźnie widoczne z kosmosu. Ulegają zniszczeniu jedynie podczas intensywnych ruchów dużych mas powietrza atmosferycznego.

Zanikanie warstwy ozonowej. Głównymi substancjami niszczącymi warstwę ozonową są związki chloru i azotu. Według szacunków jedna cząsteczka chloru może zniszczyć aż 105 cząsteczek, a jedna cząsteczka tlenków azotu może zniszczyć aż 10 cząsteczek ozonu. Źródłami przedostawania się związków chloru i azotu do warstwy ozonowej są:

Freony, których żywotność sięga 100 lat i więcej, mają znaczący wpływ na warstwę ozonową. Pozostając przez długi czas w niezmienionej formie, jednocześnie stopniowo przenoszą się do wyższych warstw atmosfery, gdzie krótkofalowe promienie ultrafioletowe wybijają z nich atomy chloru i fluoru. Atomy te reagują z ozonem w stratosferze i przyspieszają jego rozpad, pozostając jednocześnie niezmienione. Zatem freon pełni tutaj rolę katalizatora.

Źródła i poziomy zanieczyszczeń hydrosfery. Woda jest najważniejszym czynnikiem środowiskowym, który ma różnorodny wpływ na wszystkie procesy życiowe organizmu, w tym na zachorowalność człowieka. Jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem substancji gazowych, ciekłych i stałych, bierze także udział w procesach utleniania, metabolizmu pośredniego i trawienia. Człowiek może żyć bez jedzenia, ale z wodą przez około dwa miesiące i bez wody przez kilka dni.

Dobowy bilans wody w organizmie człowieka wynosi około 2,5 litra.

Wartość higieniczna wody jest ogromna. Służy do utrzymania we właściwym stanie sanitarnym ciała ludzkiego, przedmiotów gospodarstwa domowego i mieszkań oraz korzystnie wpływa na warunki klimatyczne wypoczynku i życia codziennego. Ale może być również źródłem zagrożenia dla ludzi.

Obecnie około połowa światowej populacji jest pozbawiona możliwości spożywania wystarczających ilości czystej, słodkiej wody. Najbardziej cierpią na tym kraje rozwijające się, gdzie 61% mieszkańców obszarów wiejskich jest zmuszonych do korzystania z wody niebezpiecznej epidemiologicznie, a 87% nie ma urządzeń sanitarnych.

Już dawno zauważono, że czynnik wodny ma wyjątkowe znaczenie w rozprzestrzenianiu się ostrych infekcji i inwazji jelitowych. Salmonella, E. coli, Vibrio cholerae itp. mogą być obecne w wodzie ze źródeł wodnych. Niektóre mikroorganizmy chorobotwórcze utrzymują się przez długi czas, a nawet rozmnażają się w naturalnej wodzie.

Źródłem zanieczyszczenia jednolitych części wód powierzchniowych mogą być nieoczyszczone ścieki ściekowe.

Epidemie przenoszone przez wodę charakteryzują się nagłym wzrostem zachorowań, utrzymującym się przez pewien czas na wysokim poziomie, ograniczeniem ogniska epidemii do kręgu osób korzystających ze wspólnego źródła wody oraz brakiem zachorowań wśród mieszkańców tego samego zaludnionego obszaru, ale korzystających z innego źródła zaopatrzenia w wodę.

W ostatnim czasie początkowa jakość naturalnej wody uległa zmianie w wyniku irracjonalnej działalności gospodarczej człowieka. Przedostawanie się do środowiska wodnego różnych substancji toksycznych i zmieniających naturalny skład wody stwarza wyjątkowe zagrożenie dla naturalnych ekosystemów i człowieka.

Istnieją dwa kierunki wykorzystania przez człowieka zasobów wodnych Ziemi: wykorzystanie wody i zużycie wody.

Na wykorzystanie wody Woda z reguły nie jest pobierana z jednolitych części wód, ale jej jakość może się zmienić. Korzystanie z wody obejmuje wykorzystanie zasobów wodnych do celów hydroenergetyki, żeglugi, rybołówstwa i hodowli ryb, rekreacji, turystyki i sportu.

Na konsumpcja wody woda jest pobierana ze zbiorników wodnych i albo włączana do składu wytwarzanych produktów (i wraz ze stratami wynikającymi z parowania w procesie produkcyjnym zaliczana jest do nieodwracalnego zużycia wody), albo częściowo zawracana do zbiornika, ale zwykle o znacznie gorszym jakość.

Ścieki corocznie niosą do zbiorników wodnych Kazachstanu dużą liczbę różnych zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych: miedź, cynk, nikiel, rtęć, fosfor, ołów, mangan, produkty naftowe, detergenty, fluor, azot azotanowy i amonowy, arsen, pestycydy - to lista substancji przedostających się do środowiska wodnego jest daleka od pełnej i stale rosnącej.

Ostatecznie zanieczyszczenie wody stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzkiego poprzez spożycie ryb i wody.

Niebezpieczne jest nie tylko pierwotne zanieczyszczenie wód powierzchniowych, ale także wtórne, które może powstać w wyniku reakcji chemicznych substancji występujących w środowisku wodnym.

Konsekwencje zanieczyszczenia wód naturalnych są wielorakie, ale ostatecznie ograniczają podaż wody pitnej, powodują choroby ludzi i wszystkich istot żywych oraz zakłócają obieg wielu substancji w biosferze.

Źródła i poziomy zanieczyszczeń litosfery. W wyniku działalności gospodarczej człowieka (gospodarczej i przemysłowej) do gleby przedostają się różne ilości chemikaliów: pestycydy, nawozy mineralne, stymulatory wzrostu roślin, środki powierzchniowo czynne, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), ścieki przemysłowe i bytowe, emisje przemysłowe i transport, itp. Gromadząc się w glebie, wpływają szkodliwie na wszystkie zachodzące w niej procesy metaboliczne i uniemożliwiają jej samooczyszczanie.

Problem recyklingu odpadów komunalnych staje się coraz bardziej złożony. Charakterystyczną cechą miejskich obrzeży stały się ogromne wysypiska śmieci. To nie przypadek, że w odniesieniu do naszych czasów używa się czasami terminu „cywilizacja śmieci”.

W Kazachstanie średnio aż 90% wszystkich toksycznych odpadów produkcyjnych poddawanych jest corocznemu zakopywaniu i zorganizowanemu składowaniu. Odpady te zawierają arsen, ołów, cynk, azbest, fluor, fosfor, mangan, produkty naftowe, izotopy promieniotwórcze oraz odpady z produkcji galwanicznej.

Do poważnego zanieczyszczenia gleby w Republice Kazachstanu dochodzi na skutek braku niezbędnej kontroli nad stosowaniem, magazynowaniem i transportem nawozów mineralnych i pestycydów. Stosowane nawozy z reguły nie są oczyszczane, dlatego do gleby przedostaje się wraz z nimi wiele toksycznych pierwiastków chemicznych i ich związków: arsen, kadm, chrom, kobalt, ołów, nikiel, cynk, selen. Ponadto nadmiar nawozów azotowych prowadzi do nasycenia warzyw azotanami, co powoduje zatrucie ludzi. Obecnie istnieje wiele różnych pestycydów (pestycydów). W samym Kazachstanie rocznie stosuje się ponad 100 rodzajów pestycydów (Metaphos, Decis, BI-58, Vitovax, Vitotiuram itp.), które mają szerokie spektrum działania, chociaż są stosowane w ograniczonej liczbie upraw i owadów . Długo utrzymują się w glebie i działają toksycznie na wszystkie organizmy.

Zdarzają się przypadki chronicznych i ostrych zatruć ludzi podczas prac rolniczych na polach, w ogrodach warzywnych, sadach, gdzie stosuje się pestycydy lub zanieczyszcza się substancjami chemicznymi zawartymi w emisjach atmosferycznych z przedsiębiorstw przemysłowych.

Przedostanie się rtęci do gleby, nawet w małych ilościach, ma ogromny wpływ na jej właściwości biologiczne. Ustalono zatem, że rtęć zmniejsza aktywność amonifikacyjną i nitryfikacyjną gleby. Zwiększona zawartość rtęci w glebie obszarów zaludnionych ma niekorzystny wpływ na organizm człowieka: obserwuje się częste choroby układu nerwowego, hormonalnego, narządów moczowo-płciowych i zmniejszoną płodność.

Ołów przedostając się do gleby hamuje aktywność nie tylko bakterii nitryfikacyjnych, ale także mikroorganizmów antagonistycznych wobec Escherichia coli i pałeczek czerwonki Flexner i Sonne oraz wydłuża okres samooczyszczania gleby.

Związki chemiczne występujące w glebie są zmywane z jej powierzchni do otwartych zbiorników wodnych lub dostają się do strumieni wód gruntowych, wpływając tym samym na skład jakościowy wody pitnej w gospodarstwach domowych, a także produktów spożywczych pochodzenia roślinnego. Skład jakościowy i ilość substancji chemicznych zawartych w tych produktach w dużej mierze zależy od rodzaju gleby i jej składu chemicznego.

Szczególne znaczenie higieniczne gleby wiąże się z niebezpieczeństwem przeniesienia na człowieka patogenów różnych chorób zakaźnych. Pomimo antagonizmu mikroflory glebowej, patogeny wielu chorób zakaźnych mogą w niej przetrwać przez długi czas i być zjadliwe. W tym czasie mogą zanieczyścić podziemne źródła wody i zarazić ludzi.

Pył glebowy może przenosić patogeny wielu innych chorób zakaźnych: mikrobakterie gruźlicy, wirusy polio, wirusy Coxsackie, ECHO itp. Gleba odgrywa również ważną rolę w rozprzestrzenianiu się epidemii powodowanych przez robaki.

3. Przedsiębiorstwa przemysłowe, obiekty energetyczne, komunikacja i transport są głównymi źródłami zanieczyszczeń energetycznych w regionach przemysłowych, środowisku miejskim, mieszkalnictwie i obszarach naturalnych. Zanieczyszczenie energetyczne obejmuje wibracje i wpływy akustyczne, pola elektromagnetyczne i promieniowanie, narażenie na radionuklidy i promieniowanie jonizujące.

Drgania w środowisku miejskim i budynkach mieszkalnych, których źródłem są oddziaływania urządzeń technologicznych, transportu kolejowego, maszyn budowlanych i pojazdów ciężkich, rozprzestrzeniają się poprzez podłoże.

Hałas w środowisku miejskim i budynkach mieszkalnych wytwarzają pojazdy, urządzenia przemysłowe, instalacje i urządzenia sanitarne itp. Na drogach miejskich i na terenach przyległych poziom dźwięku może sięgać 70...80 dB A, a w niektórych przypadkach 90 dB A i więcej. W pobliżu lotnisk poziom dźwięku jest jeszcze wyższy.

Źródła infradźwięków mogą być naturalne (wiatr wiejący konstrukcje budowlane i powierzchnie wody) lub antropogeniczne (ruchome mechanizmy o dużych powierzchniach - platformy wibracyjne, przesiewacze wibracyjne; silniki rakietowe, silniki spalinowe dużej mocy, turbiny gazowe, pojazdy). W niektórych przypadkach poziomy ciśnienia akustycznego infradźwięków mogą osiągnąć standardowe wartości 90 dB, a nawet je przekroczyć w znacznych odległościach od źródła.

Głównymi źródłami pól elektromagnetycznych (PEM) częstotliwości radiowych są obiekty radiotechniczne (RTO), stacje telewizyjne i radarowe (RLS), sklepy i obszary cieplne (na obszarach sąsiadujących z przedsiębiorstwami).

W życiu codziennym źródłami pola elektromagnetycznego i promieniowania są telewizory, wyświetlacze, kuchenki mikrofalowe i inne urządzenia. Pola elektrostatyczne w warunkach niskiej wilgotności (poniżej 70%) tworzą dywany, peleryny, zasłony itp.

Dawka promieniowania generowana przez źródła antropogeniczne (z wyjątkiem promieniowania podczas badań lekarskich) jest niewielka w porównaniu z naturalnym tłem promieniowania jonizującego, które osiąga się poprzez stosowanie środków ochrony zbiorowej. W przypadkach, gdy w obiektach gospodarczych nie są przestrzegane wymagania regulacyjne i zasady bezpieczeństwa przed promieniowaniem, poziom narażenia na działanie jonizujące gwałtownie wzrasta.

Dyspersja radionuklidów zawartych w emisjach do atmosfery prowadzi do powstania stref skażenia w pobliżu źródła emisji. Zazwyczaj strefy promieniowania antropogenicznego dla mieszkańców zamieszkujących okolice zakładów przetwórstwa paliwa jądrowego w odległości do 200 km wahają się od 0,1 do 65% naturalnego promieniowania tła.

O migracji substancji radioaktywnych w glebie decydują przede wszystkim jej reżim hydrologiczny, skład chemiczny gleby oraz radionuklidy. Gleby piaszczyste mają mniejszą zdolność sorpcyjną, natomiast gleby gliniaste, iłowe i czarnoziemowe mają większą zdolność sorpcyjną. 90 Sr i l 37 Cs mają wysoką siłę retencji w glebie.

Doświadczenia usuwania skutków awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu pokazują, że produkcja rolna jest niedopuszczalna na terenach o gęstości zanieczyszczeń powyżej 80 Ci/km 2 oraz na terenach zanieczyszczonych do 40...50 Ci/km 2, należy ograniczyć produkcję roślin nasiennych i przemysłowych, a także pasz dla młodych zwierząt i opasowego bydła mięsnego. Przy gęstości zanieczyszczeń wynoszącej 15...20 Ci/kmg dla 137 Cs, produkcja rolnicza jest całkiem akceptowalna.

Spośród zanieczyszczeń energetycznych rozpatrywanych we współczesnych warunkach największy negatywny wpływ na człowieka mają zanieczyszczenia radioaktywne i akustyczne.

Negatywne czynniki w sytuacjach awaryjnych. Sytuacje awaryjne powstają podczas zjawisk naturalnych (trzęsienia ziemi, powodzie, osunięcia ziemi itp.) oraz wypadków spowodowanych przez człowieka. Największą wypadkowość charakteryzuje przemysł węglowy, wydobywczy, chemiczny, naftowo-gazowy i metalurgiczny, badania geologiczne, obiekty inspekcji kotłów, obiekty gazownicze i przeładunkowe oraz transport.

Zniszczenie lub obniżenie ciśnienia w układach wysokociśnieniowych, w zależności od właściwości fizykochemicznych środowiska pracy, może prowadzić do pojawienia się jednego lub zespołu czynników szkodliwych:

Fala uderzeniowa (konsekwencje - obrażenia, zniszczenie sprzętu i konstrukcji wsporczych itp.);

Pożar budynków, materiałów itp. (konsekwencje - oparzenia termiczne, utrata wytrzymałości konstrukcyjnej itp.);

Chemiczne zanieczyszczenie środowiska (konsekwencje - uduszenie, zatrucie, oparzenia chemiczne itp.);

Zanieczyszczenie środowiska substancjami radioaktywnymi. Do sytuacji awaryjnych dochodzi również w wyniku nieuregulowanego przechowywania i transportu materiałów wybuchowych, cieczy łatwopalnych, substancji chemicznych i radioaktywnych, cieczy przechłodzonych i podgrzanych itp. Naruszenie przepisów eksploatacyjnych skutkuje wybuchami, pożarami, wyciekami cieczy chemicznie aktywnych i emisją mieszanin gazowych.

Jedną z częstych przyczyn pożarów i eksplozji, zwłaszcza w zakładach wydobywczych ropy i gazu, substancji chemicznych oraz podczas eksploatacji pojazdów, są wyładowania elektrostatyczne. Elektryczność statyczna to zespół zjawisk związanych z powstawaniem i zatrzymywaniem swobodnego ładunku elektrycznego na powierzchni i w objętości substancji dielektrycznych i półprzewodnikowych. Przyczyną elektryczności statycznej są procesy elektryfikacji.

Naturalna elektryczność statyczna powstaje na powierzchni chmur w wyniku złożonych procesów atmosferycznych. Ładunki atmosferycznej (naturalnej) elektryczności statycznej tworzą w stosunku do Ziemi potencjał kilku milionów woltów, co prowadzi do obrażeń spowodowanych piorunami.

Wyładowania iskrowe spowodowane przez sztuczną elektryczność statyczną są częstymi przyczynami pożarów, a wyładowania iskrowe od atmosferycznej elektryczności statycznej (pioruny) są częstą przyczyną większych awarii. Mogą być przyczyną zarówno pożarów, jak i uszkodzeń mechanicznych sprzętu, zakłóceń w liniach komunikacyjnych i dostawie prądu w niektórych obszarach.

Wyładowania elektryczności statycznej i iskrzenie w obwodach elektrycznych stwarzają większe zagrożenie w warunkach dużej zawartości gazów palnych (np. metanu w kopalniach, gazu ziemnego w pomieszczeniach mieszkalnych) lub łatwopalnych oparów i pyłów w pomieszczeniach.

Głównymi przyczynami poważnych wypadków spowodowanych przez człowieka są:

Awarie systemów technicznych spowodowane wadami produkcyjnymi i naruszeniami warunków pracy; wiele nowoczesnych, potencjalnie niebezpiecznych gałęzi przemysłu zaprojektowano w taki sposób, że prawdopodobieństwo wystąpienia poważnej awarii jest bardzo wysokie i szacuje się je na wartość ryzyka wynoszącą 10 4 lub więcej;

Błędne działania operatorów systemów technicznych; statystyki pokazują, że ponad 60% wypadków miało miejsce w wyniku błędów operatora;

Koncentracja różnych gałęzi przemysłu w strefach przemysłowych bez odpowiedniego zbadania ich wzajemnego wpływu;

Wysoki poziom energii systemów technicznych;

Zewnętrzny negatywny wpływ na obiekty energetyczne, transport itp.

Praktyka pokazuje, że nie da się rozwiązać problemu całkowitego wyeliminowania negatywnych wpływów w technosferze. Aby zapewnić ochronę w technosferze, realistyczne jest ograniczenie wpływu czynników negatywnych do ich akceptowalnego poziomu, biorąc pod uwagę ich łączne (jednoczesne) działanie. Przestrzeganie maksymalnych dopuszczalnych poziomów narażenia jest jednym z głównych sposobów zapewnienia bezpieczeństwa życia ludzkiego w technosferze.

4. Środowisko produkcyjne i jego charakterystyka. Co roku w pracy umiera około 15 tysięcy osób. a około 670 tysięcy osób zostało rannych. Według posła Przewodniczący Rady Ministrów ZSRR W. Ch. Dogudzhiev w 1988 r. w kraju miało miejsce 790 poważnych wypadków i 1 milion przypadków obrażeń zbiorowych. To decyduje o wadze bezpieczeństwa działalności człowieka, co odróżnia go od wszystkich istot żywych - Ludzkość na wszystkich etapach swojego rozwoju przywiązywała dużą wagę do warunków działania. Warunki pracy omawiają dzieła Arystotelesa i Hipokratesa (III-V wiek p.n.e.). W okresie renesansu lekarz Paracelsus badał niebezpieczeństwa związane z górnictwem, a włoski lekarz Ramazzini (XVII w.) położył podwaliny pod higienę zawodową. A zainteresowanie społeczeństwa tą problematyką rośnie, gdyż za terminem „bezpieczeństwo eksploatacyjne” kryje się osoba, a „człowiek jest miarą wszystkiego” (filozof Protagoras, V w. p.n.e.).

Aktywność to proces interakcji człowieka z przyrodą i środowiskiem zabudowanym. Zespół czynników oddziałujących na człowieka w procesie działania (pracy) w produkcji i życiu codziennym stanowi warunki działania (pracy). Co więcej, wpływ czynników środowiskowych może być korzystny lub niekorzystny dla danej osoby. Zagrożeniem nazywa się oddziaływanie czynnika, który może spowodować zagrożenie życia ludzkiego lub uszczerbek na zdrowiu człowieka. Praktyka pokazuje, że każda czynność jest potencjalnie niebezpieczna. Jest to aksjomat dotyczący potencjalnego niebezpieczeństwa związanego z działalnością.

Wzrostowi produkcji przemysłowej towarzyszy ciągły wzrost oddziaływania środowiska przemysłowego na biosferę. Uważa się, że co 10...12 lat wielkość produkcji podwaja się, a co za tym idzie, zwiększa się także wielkość emisji do środowiska: gazowych, stałych i ciekłych oraz energii. Jednocześnie dochodzi do zanieczyszczenia atmosfery, zbiorników wodnych i gleby.

Z analizy składu substancji zanieczyszczających emitowanych do atmosfery przez przedsiębiorstwo produkujące maszyny wynika, że ​​oprócz głównych substancji zanieczyszczających (CO, S0 2, NO n, C n H m, pyły) w emisjach znajdują się związki toksyczne, które znaczący negatywny wpływ na środowisko. Stężenie substancji szkodliwych w spalinach wentylacyjnych jest niewielkie, ale łączna ilość substancji szkodliwych jest znaczna. Emisje powstają ze zmienną częstotliwością i intensywnością, jednak ze względu na małą wysokość emisji, rozproszenie i słabe oczyszczenie silnie zanieczyszczają powietrze na terenie przedsiębiorstw. Przy małej szerokości strefy ochrony sanitarnej pojawiają się trudności w zapewnieniu czystego powietrza na terenach mieszkalnych. Elektrownie przedsiębiorstwa w znaczący sposób przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza. Emitują do atmosfery CO 2 , CO, sadzę, węglowodory, SO 2 , S0 3 PbO, popiół i cząstki niespalonego paliwa stałego.

Hałas wytwarzany przez przedsiębiorstwo przemysłowe nie może przekraczać maksymalnego dopuszczalnego widma. W przedsiębiorstwach mogą działać mechanizmy będące źródłem infradźwięków (silniki spalinowe, wentylatory, sprężarki itp.). Dopuszczalne poziomy ciśnienia akustycznego infradźwięków określają normy sanitarne.

Udarowe urządzenia technologiczne (młoty, prasy), mocne pompy i kompresory, silniki są źródłami drgań w środowisku. Wibracje rozprzestrzeniają się po podłożu i mogą dotrzeć do fundamentów budynków użyteczności publicznej i mieszkalnych.

Pytania kontrolne:

1. Jak dzielą się źródła energii?

2. Jakie źródła energii są naturalne?

3. Czym są zagrożenia fizyczne i czynniki szkodliwe?

4. Jak dzielą się zagrożenia chemiczne i czynniki szkodliwe?

5. Co obejmuje czynniki biologiczne?

6. Jakie są skutki zanieczyszczenia powietrza różnymi szkodliwymi substancjami?

7. Jakie zanieczyszczenia uwalniane są ze źródeł naturalnych?

8. Jakie źródła powodują główne antropogeniczne zanieczyszczenie powietrza?

9. Jakie są najczęstsze toksyczne substancje zanieczyszczające powietrze?

10. Czym jest smog?

11. Jakie są rodzaje smogu?

12. Co powoduje kwaśne deszcze?

13. Przyczyny niszczenia warstwy ozonowej?

14. Jakie są źródła zanieczyszczeń hydrosfery?

15. Jakie są źródła zanieczyszczeń litosfery?

16. Co to jest środek powierzchniowo czynny?

17. Jakie jest źródło drgań w środowisku miejskim i budynkach mieszkalnych?

18. Jaki poziom dźwięku może osiągnąć na drogach miejskich i obszarach do nich przylegających?

Atmosfera to gazowa powłoka Ziemi, której masa wynosi 5,15 * 10 t. Głównymi składnikami atmosfery są azot (78,08%), argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,03%) i pozostałe pierwiastki Czy Do bardzo małe ilości: wodór - 0,3 * 10%, ozon - 3,6 * 10% itp. Ze względu na skład chemiczny cała atmosfera Ziemi dzieli się na dolną (aż do TOOkm^-homosferę, która ma skład podobny do powietrza powierzchniowego, oraz górną - heterosferę, o niejednorodnym składzie chemicznym. Górna atmosfera to charakteryzują się procesami dysocjacji i jonizacji gazów zachodzącymi pod wpływem promieniowania słonecznego.W atmosferze oprócz tych gazów występują także różne aerozole - cząstki pyłu lub wody zawieszone w środowisku gazowym.Mogą one mieć charakter naturalny pochodzenia (burze piaskowe, pożary lasów, erupcje wulkanów itp.), a także technogenicznego (wynik działalności produkcyjnej człowieka). Atmosfera dzieli się na kilka sfer:

Troposfera to dolna część atmosfery, w której koncentruje się ponad 80% całej atmosfery. O jego wysokości decyduje intensywność pionowych (w górę i w dół) przepływów powietrza, spowodowanych nagrzewaniem powierzchni ziemi. Dlatego na równiku rozciąga się na wysokość 16-18 km, w umiarkowanych szerokościach geograficznych do 10-11 km, a na biegunach 8 km. Zaobserwowano naturalny spadek temperatury powietrza wraz z wysokością – średnio o 0,6 C na każde 100 m.

Stratosfera znajduje się nad troposferą na wysokości 50–55 km. Temperatura na jej górnej granicy wzrasta, co wynika z obecności w tym miejscu pasa ozonowego.

Mezosfera - granica tej warstwy znajduje się do wysokości 80 km. Jego główną cechą jest gwałtowny spadek temperatury (minus 75-90°C) w jej górnej granicy. Zarejestrowano tu nocne chmury składające się z kryształków lodu.

Jonosfera (termosfera) Położone jest do wysokości 800 km i charakteryzuje się znacznym wzrostem temperatury (ponad 1000 C. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego Słońca gazy przechodzą w stan zjonizowany). Jonizacja wiąże się ze świeceniem gazów i pojawianiem się zorzy polarnej. Jonosfera ma zdolność wielokrotnego odbijania fal radiowych, co zapewnia rzeczywistą komunikację radiową na Ziemi.Egzosfera położona jest powyżej 800 km. i rozciąga się do 2000-3000 km. Tutaj temperatura przekracza 2000 C. Prędkość ruchu gazu zbliża się do wartości krytycznej 11,2 km/s. Dominującymi atomami są wodór i hel, które tworzą koronę wokół Ziemi, rozciągającą się na wysokość 20 tys. km.

Rola atmosfery w biosferze Ziemi jest ogromna, ponieważ ma ona charakter fizyczny Właściwości chemiczne zapewniają najważniejsze procesy życiowe u roślin i zwierząt.

Przez zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego należy rozumieć każdą zmianę jego składu i właściwości, która ma negatywny wpływ na zdrowie ludzi i zwierząt, stan roślin i ekosystemów.

Zanieczyszczenia atmosfery mogą mieć charakter naturalny (naturalny) i antropogeniczny (technogenny),

Naturalne zanieczyszczenie powietrza spowodowane jest naturalnymi procesami. Należą do nich aktywność wulkaniczna, wietrzenie skał, erozja wietrzna, masowe kwitnienie roślin, dym z pożarów lasów i stepów itp. Zanieczyszczenia antropogeniczne wiążą się z uwalnianiem różnych substancji zanieczyszczających podczas działalności człowieka. W skali znacznie przewyższa naturalne zanieczyszczenie powietrza.

W zależności od skali rozprzestrzenienia wyróżnia się różne rodzaje zanieczyszczeń powietrza: lokalne, regionalne i globalne. Zanieczyszczenia lokalne charakteryzują się zwiększoną zawartością substancji zanieczyszczających na małych obszarach (miasto, teren przemysłowy, teren rolniczy itp.). W przypadku zanieczyszczeń regionalnych negatywne skutki dotyczą znacznych obszarów, ale nie całej planety. Globalne zanieczyszczenie wiąże się ze zmianami stanu atmosfery jako całości.

Ze względu na stan skupienia emisje substancji szkodliwych do atmosfery dzieli się na: 1) gazowe (dwutlenek siarki, tlenki azotu, tlenek węgla, węglowodory itp.); 2) ciecz (kwasy, zasady, roztwory soli itp.); 3) stałe (substancje rakotwórcze, ołów i jego związki, pyły organiczne i nieorganiczne, sadza, substancje żywiczne i inne).

Głównymi substancjami zanieczyszczającymi (zanieczyszczeniami) powietrza atmosferycznego powstającymi podczas działalności przemysłowej i innej działalności człowieka są dwutlenek siarki (SO 2), tlenki azotu (NO 2), tlenek węgla (CO) i cząstki stałe. Odpowiadają za około 98% całkowitej emisji substancji szkodliwych. Oprócz głównych substancji zanieczyszczających w atmosferze miast obserwuje się ponad 70 rodzajów szkodliwych substancji, m.in. formaldehyd, fluorowodór, związki ołowiu, amoniak, fenol, benzen, dwusiarczek węgla itp. Jednak są to stężenia głównych substancji zanieczyszczających (dwutlenek siarki itp.) w wielu rosyjskich miastach najczęściej przekracza dopuszczalne poziomy.

Całkowita światowa emisja czterech głównych substancji zanieczyszczających atmosferę (zanieczyszczeń) w 2005 roku wyniosła 401 mln ton, a w Rosji w 2006 roku – 26,2 mln ton (tab. 1).

Oprócz tych głównych substancji zanieczyszczających do atmosfery przedostaje się wiele innych bardzo niebezpiecznych substancji toksycznych: ołów, rtęć, kadm i inne metale ciężkie (źródła emisji: samochody, huty itp.); węglowodory (CnHm), wśród nich najbardziej niebezpieczny jest benzo(a)piren, który ma działanie rakotwórcze (spaliny, piece kotłowe itp.), aldehydy, a przede wszystkim formaldehyd, siarkowodór, toksyczne lotne rozpuszczalniki (benzyny, alkohole, etery) itp.

Tabela 1 – Emisja głównych substancji zanieczyszczających (zanieczyszczeń) do atmosfery na świecie iw Rosji

Substancje, miliony ton

Dwutlenek

siarka

Tlenki azotu

Tlenek węgla

Cząstki stałe

Całkowity

Totalny świat

wyrzucanie

Rosja (tylko telefon stacjonarny

źródła)

26.2

11,2

Rosja (w tym wszystkie źródła), %

12,2

13,2

Najbardziej niebezpiecznym zanieczyszczeniem powietrza jest radioaktywność. Obecnie jest to spowodowane głównie rozproszonymi po całym świecie długożyciowymi izotopami promieniotwórczymi – produktami testów broni jądrowej prowadzonych w atmosferze i pod ziemią. Powierzchniowa warstwa atmosfery jest również zanieczyszczona emisją do atmosfery substancji radioaktywnych z działających elektrowni jądrowych w trakcie ich normalnej pracy oraz z innych źródeł.

Szczególne miejsce zajmuje uwolnienie substancji radioaktywnych z czwartego bloku elektrowni jądrowej w Czarnobylu w okresie kwiecień – maj 1986. Jeśli eksplozja bomby atomowej nad Hiroszimą (Japonia) wypuściła do atmosfery 740 g radionuklidów, to jak w wyniku awarii elektrowni jądrowej w Czarnobylu w 1986 r. całkowite uwolnienie substancji radioaktywnych do atmosfery wyniosło 77 kg.

Inną formą zanieczyszczenia powietrza jest lokalny nadmiar ciepła dopływającego ze źródeł antropogenicznych. Oznaką termicznego (termicznego) zanieczyszczenia atmosfery są tak zwane strefy termiczne, na przykład „wyspy ciepła” w miastach, ocieplenie zbiorników wodnych itp.

Generalnie, sądząc po oficjalnych danych za 2006 rok, poziom zanieczyszczenia powietrza w naszym kraju, szczególnie w miastach rosyjskich, pozostaje wysoki, pomimo znacznego spadku produkcji, co wiąże się przede wszystkim ze wzrostem liczby samochodów.

2. GŁÓWNE ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ ATMOSFERY

Obecnie „główny wkład” w zanieczyszczenie powietrza w Rosji mają następujące gałęzie przemysłu: energetyka cieplna (elektrownie cieplne i jądrowe, kotłownie przemysłowe i komunalne itp.), Następnie hutnictwo żelaza, przedsiębiorstwa wydobywcze i petrochemiczne, motoryzacyjne przedsiębiorstw zajmujących się transportem, hutnictwem metali nieżelaznych i produkcją materiałów budowlanych.

Rola różnych sektorów gospodarki w zanieczyszczeniu powietrza w rozwiniętych uprzemysłowionych krajach Zachodu jest nieco inna. Przykładowo, główna część emisji szkodliwych substancji w USA, Wielkiej Brytanii i Niemczech pochodzi z pojazdów mechanicznych (50-60%), natomiast udział energetyki cieplnej jest znacznie mniejszy, bo jedynie 16-20%.

Elektrownie cieplne i jądrowe. Instalacje kotłowe. Podczas spalania paliwa stałego lub ciekłego do atmosfery uwalniany jest dym zawierający produkty spalania całkowitego (dwutlenek węgla i para wodna) i niecałkowitego (tlenki węgla, siarki, azotu, węglowodorów itp.). Wielkość emisji energii jest bardzo duża. Zatem nowoczesna elektrociepłownia o mocy 2,4 mln kW zużywa do 20 tys. ton węgla dziennie i emituje w tym czasie do atmosfery 680 ton SO 2 i SO 3, 120-140 ton cząstek stałych (popiołów , pył, sadza), 200 ton tlenków azotu.

Przestawienie instalacji na paliwo ciekłe (olej opałowy) zmniejsza emisję popiołów, ale praktycznie nie zmniejsza emisji tlenków siarki i azotu. Najbardziej przyjazne dla środowiska paliwo gazowe, które zanieczyszcza powietrze trzy razy mniej niż olej opałowy i pięć razy mniej niż węgiel.

Źródłami zanieczyszczenia powietrza substancjami toksycznymi w elektrowniach jądrowych są radioaktywny jod, radioaktywne gazy obojętne i aerozole. Głównym źródłem energetycznego zanieczyszczenia atmosfery jest system ogrzewania domów (instalacje kotłowe), który wytwarza niewielką ilość tlenków azotu, za to wiele produktów niecałkowitego spalania. Ze względu na niską wysokość kominów w pobliżu instalacji kotłowych rozprzestrzeniają się substancje toksyczne w dużych stężeniach.

Hutnictwo żelaza i metali nieżelaznych. Podczas wytopu jednej tony stali do atmosfery uwalniane jest 0,04 tony cząstek stałych, 0,03 tony tlenków siarki i do 0,05 tony tlenku węgla, a także w małych ilościach tak niebezpieczne zanieczyszczenia, jak mangan, ołów, fosfor, arsen, pary rtęci itp. Podczas procesu produkcji stali do atmosfery uwalniane są mieszaniny par i gazów składające się z fenolu, formaldehydu, benzenu, amoniaku i innych substancji toksycznych. Atmosfera jest również znacznie zanieczyszczona w spiekalniach, podczas produkcji wielkiego pieca i żelazostopów.

W zakładach metalurgii metali nieżelaznych obserwuje się znaczną emisję gazów odlotowych i pyłów zawierających substancje toksyczne podczas przetwarzania rud ołowiowo-cynkowych, miedziowych, siarczkowych, podczas produkcji aluminium itp.

Produkcja chemiczna. Emisje z tego przemysłu, choć niewielkie (ok. 2% ogółu emisji przemysłowych), to jednak ze względu na swoją bardzo dużą toksyczność, znaczne zróżnicowanie i stężenie stanowią istotne zagrożenie dla człowieka i całej fauny i flory. W różnych gałęziach przemysłu chemicznego powietrze atmosferyczne jest zanieczyszczane tlenkami siarki, związkami fluoru, amoniakiem, gazami azotowymi (mieszaniną tlenków azotu), związkami chlorku, siarkowodorem, pyłami nieorganicznymi itp.).

Emisje pojazdów. Na świecie jest kilkaset milionów samochodów, które spalają ogromne ilości produktów naftowych, znacząco zanieczyszczając powietrze, szczególnie w dużych miastach. Zatem w Moskwie transport samochodowy odpowiada za 80% całkowitej emisji do atmosfery. Spaliny silników spalinowych (zwłaszcza gaźnikowych) zawierają ogromną ilość toksycznych związków – benzo(a)pirenu, aldehydów, tlenków azotu i węgla oraz szczególnie niebezpiecznych związków ołowiu (w przypadku stosowania benzyny ołowiowej).

Najwięcej szkodliwych substancji w spalinach powstaje, gdy układ paliwowy pojazdu nie jest regulowany. Prawidłowa regulacja pozwala zmniejszyć ich liczbę 1,5 razy, a specjalne neutralizatory zmniejszają toksyczność spalin sześciokrotnie lub więcej.

Intensywne zanieczyszczenie powietrza obserwuje się także podczas wydobycia i przetwarzania surowców mineralnych, w zakładach przeróbki ropy i gazu (rys. 1), podczas uwalniania pyłów i gazów z podziemnych wyrobisk górniczych, podczas spalania śmieci i skał w odpadach hałdy itp. Na obszarach wiejskich źródłami zanieczyszczenia powietrza są hodowle zwierząt gospodarskich i drobiu, kompleksy przemysłowe do produkcji mięsa, opryski pestycydami itp.


Ryż. 1. Ścieżki rozkładu emisji związków siarki w

teren Zakładu Przeróbki Gazu Astrachań (APTZ)

Zanieczyszczenie transgraniczne oznacza zanieczyszczenia przeniesione z terytorium jednego kraju na obszar drugiego. Tylko w 2004 roku do europejskiej części Rosji, ze względu na niekorzystne położenie geograficzne, trafiło 1204 tys. ton związków siarki z Ukrainy, Niemiec, Polski i innych krajów. Jednocześnie w pozostałych krajach z rosyjskich źródeł zanieczyszczeń spadło zaledwie 190 tys. ton siarki, czyli 6,3 razy mniej.

3. SKUTKI EKOLOGICZNE ZANIECZYSZCZENIA ATMOSFERY

Zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego wpływają na zdrowie człowieka i środowisko naturalne w różny sposób – od bezpośredniego i natychmiastowego zagrożenia (smog itp.) po powolne i stopniowe niszczenie różnych systemów podtrzymywania życia organizmu. W wielu przypadkach zanieczyszczenie powietrza zakłóca elementy strukturalne ekosystemu do tego stopnia, że ​​procesy regulacyjne nie są w stanie przywrócić ich do stanu pierwotnego, a w efekcie nie działa mechanizm homeostazy.

Najpierw przyjrzyjmy się, jak lokalne zanieczyszczenie powietrza wpływa na środowisko naturalne, a następnie na zanieczyszczenie globalne.

Fizjologiczny wpływ głównych substancji zanieczyszczających (zanieczyszczeń) na organizm ludzki jest obarczony najpoważniejszymi konsekwencjami. Zatem dwutlenek siarki, łącząc się z wilgocią, tworzy kwas siarkowy, który niszczy tkankę płuc ludzi i zwierząt. Związek ten widać szczególnie wyraźnie, analizując patologię płuc u dzieci i stopień stężenia dwutlenku siarki w atmosferze dużych miast. Według badań amerykańskich naukowców, przy poziomie zanieczyszczeń od 502 do 0,049 mg/m 3 współczynnik zapadalności (w osobodniach) populacji Nashville (USA) wyniósł 8,1%, przy 0,150-0,349 mg/m 3 - 12 oraz na terenach o zanieczyszczeniu powietrza powyżej 0,350 mg/m3 – 43,8%. Dwutlenek siarki jest szczególnie niebezpieczny, gdy osadza się na cząsteczkach pyłu i w tej postaci przedostaje się głęboko do dróg oddechowych.

Pył zawierający dwutlenek krzemu (SiO 2) powoduje poważną chorobę płuc – krzemicę. Tlenki azotu podrażniają, a w ciężkich przypadkach powodują korozję błon śluzowych, np. oczu, łatwo uczestniczą w tworzeniu toksycznych mgieł itp. Są szczególnie niebezpieczne, jeśli znajdują się w zanieczyszczonym powietrzu razem z dwutlenkiem siarki i innymi toksycznymi związkami. W takich przypadkach już przy niskich stężeniach substancji zanieczyszczających występuje efekt synergistyczny, czyli wzrost toksyczności całej mieszaniny gazowej.

Wpływ tlenku węgla (tlenku węgla) na organizm człowieka jest powszechnie znany. W przypadku ostrego zatrucia pojawia się ogólne osłabienie, zawroty głowy, nudności, senność, utrata przytomności i możliwa jest śmierć (nawet po 3-7 dniach). Jednakże, ze względu na niskie stężenie CO w powietrzu atmosferycznym, z reguły nie powoduje on masowych zatruć, choć jest bardzo niebezpieczny dla osób cierpiących na anemię i choroby układu krążenia.

Wśród zawieszonych cząstek stałych najbardziej niebezpieczne są cząstki o średnicy mniejszej niż 5 mikronów, które mogą przedostać się do węzłów chłonnych, zalegać w pęcherzykach płucnych i zatykać błony śluzowe.

Bardzo niekorzystne skutki, mogące mieć wpływ na długi czas, wiążą się także z tak niewielkimi emisjami jak ołów, benzo(a)piren, fosfor, kadm, arsen, kobalt itp. Działają one depresyjnie na układ krwiotwórczy, powodują nowotwory i zmniejszają odporność organizmu na infekcje itp. Pyły zawierające związki ołowiu i rtęci mają właściwości mutagenne i powodują zmiany genetyczne w komórkach organizmu.

Konsekwencje narażenia organizmu ludzkiego na szkodliwe substancje zawarte w spalinach samochodowych są bardzo poważne i mają szeroki zakres skutków: od kaszlu aż po śmierć (tab. 2). Toksyczna mieszanina dymu, mgły i pyłu – smog – powoduje również poważne konsekwencje w organizmie istot żywych. Istnieją dwa rodzaje smogu: smog zimowy (typ londyński) i smog letni (typ Los Angeles).

Tabela 2. Wpływ spalin samochodowych na zdrowie człowieka

Szkodliwe substancje

Konsekwencje narażenia organizmu człowieka

Tlenek węgla

Utrudnia wchłanianie tlenu przez krew, co upośledza zdolność myślenia, spowalnia refleks, powoduje senność i może być przyczyną utraty przytomności i śmierci.

Ołów

Wpływa na układ krwionośny, nerwowy i moczowo-płciowy; prawdopodobnie powoduje spadek zdolności umysłowych u dzieci, odkłada się w kościach i innych tkankach, przez co jest niebezpieczny przez długi czas

Tlenki azotu

Może zwiększać podatność organizmu na choroby wirusowe (takie jak grypa), podrażniać płuca, powodować zapalenie oskrzeli i płuc

Ozon

Podrażnia błonę śluzową dróg oddechowych, powoduje kaszel, zaburza pracę płuc; zmniejsza odporność na przeziębienia; może zaostrzyć przewlekłe choroby serca, a także powodować astmę, zapalenie oskrzeli

Emisje toksyczne (metale ciężkie)

Powoduje raka, zaburzenia rozrodu i wady wrodzone

Smog typu londyńskiego występuje zimą w dużych miastach przemysłowych przy niesprzyjających warunkach atmosferycznych (brak inwersji wiatru i temperatury). Inwersja temperatury objawia się wzrostem temperatury powietrza wraz z wysokością w określonej warstwie atmosfery (zwykle w zakresie 300-400 m od powierzchni ziemi) zamiast zwykłego spadku. W rezultacie cyrkulacja powietrza atmosferycznego zostaje gwałtownie zakłócona, dym i zanieczyszczenia nie mogą unosić się w górę i nie są rozpraszane. Często występują mgły. Stężenie tlenków siarki i pyłów zawieszonych, tlenku węgla osiąga poziomy niebezpieczne dla zdrowia człowieka, prowadząc do zaburzeń układu krążenia i oddechowego, a często do śmierci. W 1952 roku w Londynie od 3 do 9 grudnia z powodu smogu zmarło ponad 4 tysiące osób, a aż 3 tysiące osób zachorowało poważnie. Pod koniec 1962 roku w Zagłębiu Ruhry (Niemcy) w ciągu trzech dni smog zabił 156 osób. Tylko wiatr może rozwiać smog, a ograniczenie emisji substancji zanieczyszczających może złagodzić niebezpieczną dla smogu sytuację.

Smog typu Los Angeles, czyli smog fotochemiczny, jest nie mniej niebezpieczny niż ten londyński. Występuje w okresie letnim, kiedy następuje intensywne narażenie na promieniowanie słoneczne powietrza nasyconego, a raczej przesyconego spalinami samochodowymi. W Los Angeles spaliny ponad czterech milionów samochodów emitują same tlenki azotu w ilości ponad tysiąc ton dziennie. Przy bardzo małym ruchu powietrza lub spokoju powietrza w tym okresie zachodzą złożone reakcje z powstawaniem nowych, wysoce toksycznych substancji zanieczyszczających - fototlenków (ozon, nadtlenki organiczne, azotyny itp.), które podrażniają błony śluzowe przewodu pokarmowego, płuc i narządy wzroku. Tylko w jednym mieście (Tokio) smog spowodował zatrucie 10 tys. osób w 1970 r. i 28 tys. w 1971 r. Według oficjalnych danych w Atenach w dni ze smogiem śmiertelność jest sześciokrotnie wyższa niż w dni o w miarę przejrzystej atmosferze. W niektórych naszych miastach (Kemerowo, Angarsk, Nowokuźnieck, Miednogorsk i in.), szczególnie tych położonych na terenach nizinnych, w związku ze wzrostem liczby samochodów i wzrostem emisji gazów spalinowych zawierających tlenek azotu, prawdopodobieństwo wystąpienia wzrasta powstawanie smogu fotochemicznego.

Antropogeniczne emisje zanieczyszczeń w wysokich stężeniach i przez długi czas powodują ogromne szkody nie tylko dla ludzi, ale także negatywnie wpływają na zwierzęta, stan roślin i ekosystemów jako całości.

W literaturze ekologicznej opisano przypadki masowych zatruć dzikich zwierząt, ptaków i owadów w wyniku emisji wysokich stężeń szkodliwych substancji (szczególnie w dużych ilościach). Ustalono np., że osadzanie się określonych toksycznych pyłów na roślinach miododajnych powoduje zauważalny wzrost śmiertelności pszczół. Jeśli chodzi o duże zwierzęta, toksyczny pył unoszący się w atmosferze oddziałuje na nie głównie poprzez drogi oddechowe, a także dostając się do organizmu wraz z pylistymi roślinami, które zjadają.

Substancje toksyczne dostają się do roślin różnymi drogami. Ustalono, że emisja szkodliwych substancji oddziałuje zarówno bezpośrednio na zielone części roślin, wnikając przez aparaty szparkowe do tkanek, niszcząc chlorofil i strukturę komórkową, jak i poprzez glebę na system korzeniowy. Przykładowo zanieczyszczenie gleby toksycznymi pyłami metali, szczególnie w połączeniu z kwasem siarkowym, ma szkodliwy wpływ na system korzeniowy, a przez to na całą roślinę.

Zanieczyszczenia gazowe wpływają na zdrowotność roślinności na różne sposoby. Niektóre tylko w niewielkim stopniu uszkadzają liście, igły, pędy (tlenek węgla, etylen itp.), inne mają szkodliwy wpływ na rośliny (dwutlenek siarki, chlor, pary rtęci, amoniak, cyjanowodór itp.) (Tabela 13:3). Dwutlenek siarki (502) jest szczególnie niebezpieczny dla roślin, pod wpływem których umiera wiele drzew, a przede wszystkim drzew iglastych - sosna, świerk, jodła, cedr.

Tabela 3 – Toksyczność substancji zanieczyszczających powietrze dla roślin

Szkodliwe substancje

Charakterystyka

Dwutlenek siarki

Główna substancja zanieczyszczająca, trucizna dla organów asymilacyjnych roślin, działa w odległości do 30 km

Fluorowodór i tetrafluorek krzemu

Działa toksycznie już w małych ilościach, skłonny do tworzenia aerozolu, skuteczny w odległości do 5 km

Chlor, chlorowodór

Zadaje głównie obrażenia z bliskiej odległości

Związki ołowiu, węglowodory, tlenek węgla, tlenki azotu

Infekuje roślinność na obszarach o dużej koncentracji przemysłu i transportu

Siarkowodór

Trucizna komórkowa i enzymatyczna

Amoniak

Niszczy rośliny z bliskiej odległości

W wyniku działania silnie toksycznych zanieczyszczeń na rośliny następuje spowolnienie ich wzrostu, powstawanie martwicy na końcach liści i igieł, uszkodzenie narządów asymilacyjnych itp. Zwiększenie powierzchni uszkodzonych liści może prowadzić do do zmniejszenia poboru wilgoci z gleby i jej ogólnego podlewania, co nieuchronnie wpłynie na jego siedlisko.

Czy roślinność może się zregenerować po zmniejszeniu narażenia na szkodliwe zanieczyszczenia? Będzie to w dużej mierze zależeć od zdolności regeneracyjnych pozostałej masy zielonej i ogólnego stanu ekosystemów naturalnych. Jednocześnie należy zaznaczyć, że niskie stężenia poszczególnych substancji zanieczyszczających nie tylko nie szkodzą roślinom, ale także, np. sól kadmowa, stymulują kiełkowanie nasion, wzrost drewna i rozwój niektórych organów roślin.

4. KONSEKWENCJE EKOLOGICZNE GLOBALNEGO ZANIECZYSZCZENIA ATMOSFERY

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą:

    możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”);

    zakłócenie warstwy ozonowej;

  1. kwaśny deszcz.

    Większość naukowców na świecie uważa je za największe problemy środowiskowe naszych czasów.

    Możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”). Obserwowane obecnie zmiany klimatyczne, wyrażające się w stopniowym wzroście średniorocznej temperatury od drugiej połowy ubiegłego wieku, przez większość naukowców kojarzone są z gromadzeniem się w atmosferze tzw. „gazów cieplarnianych” – dwutlenku węgla (CO 2), metan (CH 4), chlorofluorowęglowodory ( freov), ozon (O 3), tlenki azotu itp.

    Gazy cieplarniane, a przede wszystkim CO 2, zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni Ziemi. Atmosfera nasycona gazami cieplarnianymi działa jak dach szklarni. Z jednej strony przepuszcza do wnętrza większość promieniowania słonecznego, z drugiej niemal nie pozwala na ucieczkę ciepła emitowanego przez Ziemię.

    W wyniku spalania przez człowieka coraz większej ilości paliw kopalnych: ropy, gazu, węgla itp. (rocznie ponad 9 miliardów ton paliwa standardowego) stężenie CO 2 w atmosferze stale rośnie. W wyniku emisji do atmosfery podczas produkcji przemysłowej i życia codziennego wzrasta zawartość freonów (chlorofluorowęglowodorów). Zawartość metanu wzrasta o 1-1,5% rocznie (emisje z podziemnych wyrobisk górniczych, spalanie biomasy, emisje z bydła itp.). W mniejszym stopniu (o 0,3% rocznie) zwiększa się także zawartość tlenków azotu w atmosferze.

    Konsekwencją wzrostu stężeń tych gazów, wywołujących „efekt cieplarniany”, jest wzrost średniej globalnej temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi. W ciągu ostatnich 100 lat najcieplejszymi latami były lata 1980, 1981, 1983, 1987, 2006 i 1988. W roku 1988 średnia roczna temperatura była o 0,4°C wyższa niż w latach 1950-1980. Obliczenia części naukowców wskazują, że w 2009 roku wzrośnie ona o 1,5°C w porównaniu z latami 1950-1980. Raport przygotowany pod auspicjami ONZ przez międzynarodową grupę ds. zmian klimatycznych podaje, że do 2100 roku temperatura na Ziemi wzrośnie powyżej 2-4 stopni. Skala ocieplenia w tak stosunkowo krótkim czasie będzie porównywalna z ociepleniem, jakie miało miejsce na Ziemi po epoce lodowcowej, co oznacza, że ​​skutki dla środowiska mogą być katastrofalne. Wynika to przede wszystkim z oczekiwanego wzrostu poziomu Oceanu Światowego na skutek topnienia lodów polarnych, zmniejszania się obszarów zlodowacenia górskiego itp. Modelując konsekwencje środowiskowe podniesienia się poziomu morza zaledwie o 0,5-2,0 m przez Naukowcy ustalili, że pod koniec XXI wieku nieuchronnie doprowadzi to do zakłócenia równowagi klimatycznej, zalania równin przybrzeżnych w ponad 30 krajach, degradacji wiecznej zmarzliny, zalania rozległych obszarów i innych niekorzystnych konsekwencji.

    Jednak wielu naukowców dostrzega pozytywne skutki dla środowiska w proponowanym globalnym ociepleniu.

    Wzrost stężenia CO 2 w atmosferze i związany z tym wzrost fotosyntezy, a także wzrost nawilżenia klimatu, mogą ich zdaniem prowadzić do wzrostu produktywności zarówno naturalnych fitocenoz (lasów, łąk, sawann itp.) i agrocenozy (rośliny uprawne, ogrody, winnice itp.).

    Nie ma także zgody co do stopnia wpływu gazów cieplarnianych na globalne ocieplenie. Tak więc w raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (1992) zauważono, że obserwowane w ostatnim stuleciu ocieplenie klimatu o 0,3–0,6 mogło być spowodowane przede wszystkim naturalną zmiennością szeregu czynników klimatycznych.

    W nawiązaniu do tych danych akademik K. Ja. Kondratyev (1993) uważa, że ​​nie ma powodu do jednostronnego entuzjazmu wobec stereotypu „cieplarnianego” ocieplenia i stawiania zadania redukcji emisji gazów cieplarnianych jako centralnego punktu problem zapobiegania niepożądanym zmianom w globalnym klimacie.

    Jego zdaniem najważniejszym czynnikiem antropogenicznego oddziaływania na globalny klimat jest degradacja biosfery, dlatego też należy przede wszystkim zadbać o zachowanie biosfery jako głównego czynnika światowego bezpieczeństwa ekologicznego. Człowiek wykorzystując moc około 10 TW zniszczył lub poważnie zakłócił normalne funkcjonowanie naturalnych zbiorowisk organizmów na 60% powierzchni gruntów. W rezultacie znaczna ich ilość została usunięta z biogennego cyklu substancji, który wcześniej organizm wydawał na stabilizację warunków klimatycznych. Na tle ciągłego zmniejszania się obszarów o niezakłóconych zbiorowiskach, zdegradowana biosfera, która gwałtownie zmniejszyła swoją zdolność asymilacyjną, staje się najważniejszym źródłem zwiększonej emisji dwutlenku węgla i innych gazów cieplarnianych do atmosfery.

    Na międzynarodowej konferencji w Toronto (Kanada) w 1985 roku przemysł energetyczny na całym świecie otrzymał zadanie ograniczenia przemysłowych emisji gazów cieplarnianych do atmosfery o 20% do roku 2008. Na Konferencji ONZ w Kioto (Japonia) w 1997 r. rządy 84 krajów podpisały Protokół z Kioto, zgodnie z którym kraje nie powinny emitować więcej antropogenicznego dwutlenku węgla niż wyemitowały w 1990 r. Oczywistym jest jednak, że wymierny efekt ekologiczny może osiągnąć jedynie można osiągnąć łącząc te działania z globalnym kierunkiem polityki środowiskowej - maksymalnym możliwym zachowaniem zbiorowisk organizmów, naturalnych ekosystemów i całej biosfery Ziemi.

    Zanikanie warstwy ozonowej. Warstwa ozonowa (ozonosfera) pokrywa całą kulę ziemską i znajduje się na wysokościach od 10 do 50 km, z maksymalnym stężeniem ozonu na wysokości 20-25 km. Nasycenie atmosfery ozonem stale się zmienia w dowolnej części planety, osiągając maksimum wiosną w rejonie polarnym.

    Ubytek warstwy ozonowej po raz pierwszy zwrócił uwagę opinii publicznej w 1985 r., kiedy nad Antarktydą odkryto obszar o obniżonej (do 50%) zawartości ozonu, zwany „dziurą ozonową”. Od tego czasu pomiary potwierdziły powszechne zubożenie warstwy ozonowej praktycznie na całej planecie. Na przykład w Rosji w ciągu ostatnich 10 lat stężenie warstwy ozonowej spadło o 4-6% zimą i o 3% latem.

    Obecnie ubytek warstwy ozonowej jest przez wszystkich uznawany za poważne zagrożenie dla światowego bezpieczeństwa ekologicznego. Malejące stężenie ozonu osłabia zdolność atmosfery do ochrony całego życia na Ziemi przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym (promieniowaniem UV). Organizmy żywe są bardzo wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe, ponieważ energia choćby jednego fotonu z tego promienia wystarczy, aby zniszczyć wiązania chemiczne w większości cząsteczek organicznych. To nie przypadek, że na obszarach o niskim poziomie ozonu dochodzi do licznych oparzeń słonecznych, wzrasta zapadalność na raka skóry itp. Na przykład, według wielu naukowców zajmujących się ochroną środowiska, do 2030 r. w Rosji, jeśli obecny wskaźnik zubożenie warstwy ozonowej będzie kontynuowane, dodatkowe przypadki raka skóry wystąpią u 6 milionów osób. Oprócz chorób skóry możliwe są choroby oczu (zaćma itp.), tłumienie układu odpornościowego itp.

    Ustalono również, że rośliny pod wpływem silnego promieniowania ultrafioletowego stopniowo tracą zdolność do fotosyntezy, a zakłócenie życiowej aktywności planktonu prowadzi do zerwania łańcuchów troficznych flory i flory ekosystemów wodnych itp.

    Nauka nie ustaliła jeszcze w pełni, jakie są główne procesy zakłócające warstwę ozonową. Zakłada się zarówno naturalne, jak i antropogeniczne pochodzenie „dziur ozonowych”. To drugie, zdaniem większości naukowców, jest bardziej prawdopodobne i wiąże się ze zwiększoną zawartością chlorofluorowęglowodorów (freonów). Freony znajdują szerokie zastosowanie w produkcji przemysłowej oraz w życiu codziennym (agregaty chłodnicze, rozpuszczalniki, opryskiwacze, opakowania aerozolowe itp.). Unoszące się do atmosfery freony rozkładają się, uwalniając tlenek chloru, który ma szkodliwy wpływ na cząsteczki ozonu.

    Według międzynarodowej organizacji ekologicznej Greenpeace głównymi dostawcami chlorofluorowęglowodorów (freonów) są USA - 30,85%, Japonia - 12,42; Wielka Brytania – 8,62 i Rosja – 8,0%. USA wybiły dziurę w warstwie ozonowej o powierzchni 7 mln km2, Japonia – 3 mln km2, czyli siedmiokrotnie więcej niż powierzchnia samej Japonii. Ostatnio w Stanach Zjednoczonych i wielu krajach zachodnich zbudowano zakłady produkujące nowe typy czynników chłodniczych (wodorochlorofluorowęglowodory) o niskim potencjale zubożania warstwy ozonowej.

    Zgodnie z protokołem Konferencji Montrealskiej (1987), następnie poprawionym w Londynie (1991) i Kopenhadze (1992), przewidywano redukcję emisji chlorofluorowęglowodorów o 50% do roku 1998. Zgodnie z Ustawą Federacji Rosyjskiej „O ochronie środowiska” (2002) ochronę warstwy ozonowej atmosfery przed zmianami niebezpiecznymi dla środowiska zapewnia się poprzez regulację produkcji i stosowania substancji niszczących warstwę ozonową atmosfery, na podstawie umów międzynarodowych Federacji Rosyjskiej i jej ustawodawstwa. W przyszłości należy w dalszym ciągu zajmować się problemem ochrony ludzi przed promieniowaniem UV, ponieważ wiele CFC może utrzymywać się w atmosferze przez setki lat. Wielu naukowców nadal upiera się przy naturalnym pochodzeniu „dziury ozonowej”. Niektórzy przyczyny jego występowania upatrują w naturalnej zmienności ozonosfery i cyklicznej aktywności Słońca, inni zaś kojarzą te procesy z ryftem i odgazowaniem Ziemi.

    Kwaśny deszcz. Jednym z najważniejszych problemów środowiskowych związanych z utlenianiem środowiska naturalnego są kwaśne deszcze. Powstają podczas przemysłowych emisji do atmosfery dwutlenku siarki i tlenków azotu, które w połączeniu z wilgocią atmosferyczną tworzą kwasy siarkowy i azotowy. W rezultacie deszcz i śnieg ulegają zakwaszeniu (wartość pH poniżej 5,6). W Bawarii (Niemcy) w sierpniu 1981 roku spadł deszcz, tworząc 80,

    Woda w zbiornikach otwartych staje się kwaśna. Ryby umierają

    Całkowita globalna antropogeniczna emisja dwóch głównych substancji zanieczyszczających powietrze – sprawców zakwaszenia wilgoci atmosferycznej – SO 2 i NO 2 rocznie wynosi ponad 255 mln ton (2004). Na rozległym obszarze następuje zakwaszenie środowiska naturalnego, co ma bardzo negatywny wpływ na stan wszystkich ekosystemów. Okazało się, że naturalne ekosystemy ulegają zniszczeniu już przy niższym poziomie zanieczyszczeń powietrza, niż ten niebezpieczny dla człowieka.

    Niebezpieczeństwo z reguły nie wynika z samego wytrącania się kwasu, ale z procesów zachodzących pod jego wpływem. Pod wpływem kwaśnych opadów z gleby wypłukiwane są nie tylko niezbędne dla roślin składniki odżywcze, ale także toksyczne metale ciężkie i lekkie - ołów, kadm, aluminium itp. Następnie one same lub powstałe toksyczne związki są wchłaniane przez rośliny i inne organizmów glebowych, co prowadzi do bardzo negatywnych konsekwencji. Na przykład wzrost zawartości glinu w zakwaszonej wodzie do zaledwie 0,2 mg na litr jest śmiertelny dla ryb. Rozwój fitoplanktonu jest znacznie ograniczony, ponieważ fosforany, które aktywują ten proces, łączą się z glinem i stają się mniej dostępne do wchłaniania. Aluminium ogranicza również wzrost drewna. Toksyczność metali ciężkich (kadmu, ołowiu itp.) jest jeszcze bardziej wyraźna.

    Pięćdziesiąt milionów hektarów lasów w 25 krajach europejskich jest dotkniętych złożoną mieszaniną substancji zanieczyszczających, w tym kwaśnymi deszczami, ozonem, metalami toksycznymi itp. Na przykład wymierają górskie lasy iglaste w Bawarii. Zdarzały się przypadki szkód w lasach iglastych i liściastych w Karelii, na Syberii i innych regionach naszego kraju.

    Oddziaływanie kwaśnych deszczy zmniejsza odporność lasów na susze, choroby i zanieczyszczenia naturalne, co prowadzi do jeszcze większej degradacji ich jako naturalnych ekosystemów.

    Uderzającym przykładem negatywnego wpływu kwaśnych opadów na naturalne ekosystemy jest zakwaszenie jezior. Szczególnie intensywnie występuje w Kanadzie, Szwecji, Norwegii i południowej Finlandii (tab. 4). Tłumaczy się to faktem, że znaczna część emisji siarki w takich krajach uprzemysłowionych jak USA, Niemcy i Wielka Brytania spada właśnie na ich terytorium (ryc. 4). Jeziora są w tych krajach najbardziej wrażliwe, gdyż podłoże skalne tworzące ich dno jest zwykle reprezentowane przez granity i granity, które nie są w stanie zneutralizować kwaśnych opadów, w przeciwieństwie na przykład do wapienia, który tworzy środowisko zasadowe i zapobiega zakwaszenie. Wiele jezior w północnych Stanach Zjednoczonych jest również silnie zakwaszonych.

    Tabela 4 – Zakwaszenie jezior na świecie

    Kraj

    Stan jezior

    Kanada

    Ponad 14 tysięcy jezior jest silnie zakwaszonych; co siódme jezioro na wschodzie kraju doznało szkód biologicznych

    Norwegia

    W zbiornikach o łącznej powierzchni 13 tys. km2 zniszczono ryby i ucierpiało kolejne 20 tys. km2

    Szwecja

    W 14 tys. jezior zniszczono gatunki najbardziej wrażliwe na zakwaszenie; 2200 jezior jest praktycznie martwych

    Finlandia

    8% jezior nie ma zdolności neutralizacji kwasu. Najbardziej zakwaszone jeziora w południowej części kraju

    USA

    W kraju występuje około 1 tys. jezior zakwaszonych i 3 tys. jezior prawie kwaśnych (dane EFOŚ). Badanie EPA z 1984 r. wykazało, że 522 jeziora miały odczyn silnie kwaśny, a 964 – na granicy kwaśności.

    Zakwaszenie jezior jest niebezpieczne nie tylko dla populacji różnych gatunków ryb (m.in. łososia, siei itp.), ale często wiąże się ze stopniową śmiercią planktonu, licznych gatunków glonów i innych jego mieszkańców, a jeziora stają się praktycznie martwe.

    W naszym kraju obszar znacznego zakwaszenia na skutek kwaśnych opadów sięga kilkudziesięciu milionów hektarów. Odnotowano także szczególne przypadki zakwaszenia jezior (Karelia itp.). Zwiększoną kwasowość opadów obserwuje się wzdłuż zachodniej granicy (transgraniczny transport siarki i innych zanieczyszczeń) oraz w szeregu dużych obszarów przemysłowych, a także fragmentarycznie na Woroncow A.P. Racjonalne zarządzanie środowiskiem. Instruktaż. –M.: Stowarzyszenie Autorów i Wydawców „TANDEM”. Wydawnictwo EKMOS, 2000. – 498 s. Charakterystyka przedsiębiorstwa jako źródła zanieczyszczeń powietrza GŁÓWNE RODZAJE WPŁYWÓW ANTROPOGENicznych NA BIOSFERĘ PROBLEM DOSTAW ENERGII DLA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU LUDZKOŚCI I PERSPEKTYWY ENERGII JĄDROWEJ

    2014-06-13
PLAN: Wprowadzenie1. Atmosfera jest zewnętrzną powłoką biosfery2. Zanieczyszczenie powietrza3. Konsekwencje środowiskowe zanieczyszczeń powietrza7

3.1 Efekt cieplarniany

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

3 Kwaśne deszcze

Wniosek

Wykaz wykorzystanych źródeł Wprowadzenie Powietrze atmosferyczne jest najważniejszym środowiskiem naturalnym podtrzymującym życie i jest mieszaniną gazów i aerozoli przyziemnej warstwy atmosfery, powstałej w wyniku ewolucji Ziemi, działalności człowieka i zlokalizowanej poza obszarami mieszkalnymi, przemysłowymi i innymi Obecnie ze wszystkich form degradacji środowiska naturalnego w Rosji najbardziej niebezpieczne jest zanieczyszczenie atmosfery szkodliwymi substancjami. Cechy sytuacji środowiskowej w niektórych regionach Federacji Rosyjskiej i pojawiające się problemy środowiskowe są zdeterminowane lokalnymi warunkami naturalnymi oraz charakterem wpływu na nie przemysłu, transportu, usług użyteczności publicznej i rolnictwa. Stopień zanieczyszczenia powietrza zależy z reguły od stopnia urbanizacji i rozwoju przemysłowego terytorium (specyfika przedsiębiorstw, ich wydajność, lokalizacja, stosowane technologie), a także od warunków klimatycznych, które determinują potencjał zanieczyszczenia powietrza . Atmosfera wywiera intensywny wpływ nie tylko na człowieka i biosferę, ale także na hydrosferę, glebę i szatę roślinną, środowisko geologiczne, budynki, budowle i inne obiekty stworzone przez człowieka. Dlatego ochrona powietrza atmosferycznego i warstwy ozonowej jest problemem środowiskowym o najwyższym priorytecie i poświęca się mu szczególną uwagę we wszystkich krajach rozwiniętych.Człowiek zawsze wykorzystywał środowisko głównie jako źródło zasobów, ale przez bardzo długi czas jego działalność nie przynosiła korzyści mają zauważalny wpływ na biosferę. Dopiero pod koniec ubiegłego wieku zmiany w biosferze pod wpływem działalności gospodarczej przyciągnęły uwagę naukowców. W pierwszej połowie tego stulecia zmiany te nasiliły się i obecnie uderzają w cywilizację ludzką niczym lawina. Obciążenie środowiska wzrosło szczególnie gwałtownie w drugiej połowie XX wieku. Nastąpił skok jakościowy w relacjach między społeczeństwem a przyrodą, gdy w wyniku gwałtownego wzrostu liczby ludności, intensywnej industrializacji i urbanizacji naszej planety presja ekonomiczna zaczęła wszędzie przekraczać zdolność systemów ekologicznych do samooczyszczania i regeneracji. W efekcie naturalny obieg substancji w biosferze został zakłócony, a zdrowie obecnych i przyszłych pokoleń ludzi było zagrożone.

Masa atmosfery naszej planety jest znikoma – tylko jedna milionowa masa Ziemi. Jednak jego rola w naturalnych procesach biosfery jest ogromna. Obecność atmosfery na całym świecie determinuje ogólny reżim termiczny powierzchni naszej planety i chroni ją przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i ultrafioletowym. Cyrkulacja atmosferyczna wpływa na lokalne warunki klimatyczne, a za ich pośrednictwem na reżim rzek, pokrywę glebowo-roślinną oraz procesy formowania się rzeźby terenu.

Współczesny skład gazowy atmosfery jest wynikiem długiego historycznego rozwoju globu. Jest to głównie mieszanina gazów składająca się z dwóch składników - azotu (78,09%) i tlenu (20,95%). Zwykle zawiera również argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,03%) i niewielkie ilości gazów obojętnych (neon, hel, krypton, ksenon), amoniak, metan, ozon, dwutlenek siarki i inne gazy. Oprócz gazów atmosfera zawiera cząstki stałe pochodzące z powierzchni Ziemi (na przykład produkty spalania, aktywność wulkaniczna, cząstki gleby) i z kosmosu (pył kosmiczny), a także różne produkty pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mikrobiologicznego . Ponadto para wodna odgrywa ważną rolę w atmosferze.

Największe znaczenie dla różnych ekosystemów mają trzy gazy tworzące atmosferę: tlen, dwutlenek węgla i azot. Gazy te biorą udział w głównych cyklach biogeochemicznych.

Tlen odgrywa istotną rolę w życiu większości żywych organizmów na naszej planecie. Każdy potrzebuje tego, żeby oddychać. Tlen nie zawsze był częścią atmosfery ziemskiej. Pojawił się w wyniku żywotnej aktywności organizmów fotosyntetycznych. Pod wpływem promieni ultrafioletowych zamienił się w ozon. W miarę gromadzenia się ozonu w górnych warstwach atmosfery utworzyła się warstwa ozonowa. Warstwa ozonowa, niczym ekran, niezawodnie chroni powierzchnię Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym, które jest śmiertelne dla organizmów żywych.

Współczesna atmosfera zawiera zaledwie jedną dwudziestą tlenu dostępnego na naszej planecie. Główne zasoby tlenu skupiają się w węglanach, materii organicznej i tlenkach żelaza, część tlenu jest rozpuszczona w wodzie. Wydaje się, że w atmosferze istnieje w przybliżeniu równowaga pomiędzy produkcją tlenu w procesie fotosyntezy a jego zużyciem przez organizmy żywe. Jednak ostatnio pojawiło się niebezpieczeństwo, że w wyniku działalności człowieka zasoby tlenu w atmosferze mogą się zmniejszyć. Szczególnie niebezpieczne jest obserwowane w ostatnich latach niszczenie warstwy ozonowej. Większość naukowców przypisuje to działalności człowieka.

Cykl tlenowy w biosferze jest niezwykle złożony, ponieważ reaguje z nim duża liczba substancji organicznych i nieorganicznych, a także wodór, łącząc się z tlenem, tworząc wodę.

Dwutlenek węgla(dwutlenek węgla) wykorzystywany jest w procesie fotosyntezy do tworzenia materii organicznej. To dzięki temu procesowi zamyka się obieg węgla w biosferze. Podobnie jak tlen, węgiel jest częścią gleb, roślin, zwierząt i uczestniczy w różnych mechanizmach cyklu substancji w przyrodzie. Ilość dwutlenku węgla w powietrzu, którym oddychamy, jest w przybliżeniu taka sama w różnych częściach planety. Wyjątkiem są duże miasta, gdzie zawartość tego gazu w powietrzu jest wyższa niż normalnie.

Pewne wahania zawartości dwutlenku węgla w powietrzu na danym obszarze zależą od pory dnia, pory roku i biomasy roślinnej. Jednocześnie badania pokazują, że od początku stulecia średnia zawartość dwutlenku węgla w atmosferze, choć powoli, stale rośnie. Naukowcy przypisują ten proces głównie działalności człowieka.

Azot- niezbędny pierwiastek biogenny, ponieważ jest częścią białek i kwasów nukleinowych. Atmosfera jest niewyczerpanym zbiornikiem azotu, jednak większość organizmów żywych nie może go bezpośrednio wykorzystać: musi on zostać najpierw związany w postaci związków chemicznych.

Częściowy azot przedostaje się z atmosfery do ekosystemów w postaci tlenku azotu, który powstaje pod wpływem wyładowań elektrycznych podczas burz. Jednakże większość azotu przedostaje się do wody i gleby w wyniku jego biologicznego wiązania. Istnieje kilka gatunków bakterii i sinic (na szczęście dość liczne), które mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego. W wyniku swojego działania, a także rozkładu resztek organicznych w glebie, rośliny autotroficzne są w stanie pobrać niezbędny azot.

Cykl azotowy jest ściśle powiązany z cyklem węgla. Chociaż cykl azotu jest bardziej złożony niż cykl węgla, zwykle zachodzi szybciej.

Pozostałe składniki powietrza nie biorą udziału w cyklach biochemicznych, jednakże obecność w atmosferze dużej ilości substancji zanieczyszczających może prowadzić do poważnych zakłóceń w tych cyklach.

2. Zanieczyszczenie powietrza.

Zanieczyszczenie atmosfera. Różne negatywne zmiany w atmosferze ziemskiej wiążą się głównie ze zmianami stężenia drobnych składników powietrza atmosferycznego.

Istnieją dwa główne źródła zanieczyszczeń powietrza: naturalne i antropogeniczne. Naturalny źródło- są to wulkany, burze piaskowe, wietrzenie, pożary lasów, procesy rozkładu roślin i zwierząt.

Do głównego źródła antropogeniczne zanieczyszczenie atmosfery obejmuje przedsiębiorstwa kompleksu paliwowo-energetycznego, transportu i różnych przedsiębiorstw zajmujących się budową maszyn.

Oprócz zanieczyszczeń gazowych do atmosfery uwalniane są duże ilości cząstek stałych. To jest kurz, sadza i sadza. Zanieczyszczenie środowiska naturalnego metalami ciężkimi stwarza duże zagrożenie. Ołów, kadm, rtęć, miedź, nikiel, cynk, chrom i wanad stały się niemal stałymi składnikami powietrza w ośrodkach przemysłowych. Problem zanieczyszczenia powietrza ołowiem jest szczególnie dotkliwy.

Globalne zanieczyszczenie powietrza wpływa na stan naturalnych ekosystemów, a zwłaszcza zielonej pokrywy naszej planety. Jednym z najbardziej wizualnych wskaźników stanu biosfery są lasy i ich stan zdrowotny.

Kwaśne deszcze, powodowane głównie przez dwutlenek siarki i tlenki azotu, powodują ogromne szkody w biocenozach leśnych. Ustalono, że gatunki iglaste w większym stopniu cierpią z powodu kwaśnych deszczy niż gatunki liściaste.

W samym naszym kraju łączna powierzchnia lasów dotkniętych emisją przemysłową osiągnęła 1 milion hektarów. Istotnym czynnikiem degradacji lasów w ostatnich latach jest zanieczyszczenie środowiska radionuklidami. Tym samym w wyniku awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu ucierpiało 2,1 mln hektarów lasów.

Szczególnie mocno cierpią tereny zielone w miastach przemysłowych, których atmosfera zawiera duże ilości substancji zanieczyszczających.

Problem środowiska powietrza polegający na zubożaniu się warstwy ozonowej, w tym pojawianiu się dziur ozonowych nad Antarktydą i Arktyką, wiąże się z nadmiernym wykorzystaniem freonów w produkcji i życiu codziennym.

Działalność gospodarcza człowieka, mająca coraz bardziej globalny charakter, zaczyna wywierać bardzo zauważalny wpływ na procesy zachodzące w biosferze. Zapoznałeś się już z niektórymi skutkami działalności człowieka i jej wpływem na biosferę. Na szczęście biosfera do pewnego stopnia jest zdolna do samoregulacji, co pozwala minimalizować negatywne skutki działalności człowieka. Istnieje jednak granica, gdy biosfera nie jest już w stanie utrzymać równowagi. Rozpoczynają się nieodwracalne procesy, które prowadzą do katastrof ekologicznych. Ludzkość spotkała się z nimi już w wielu regionach planety.

3. Środowiskowe skutki zanieczyszczeń powietrza

Do najważniejszych skutków środowiskowych globalnego zanieczyszczenia powietrza należą:

1) możliwe ocieplenie klimatu („efekt cieplarniany”);

2) naruszenie warstwy ozonowej;

3) kwaśne deszcze.

Większość naukowców na świecie uważa je za największe problemy środowiskowe naszych czasów.

3.1 Efekt cieplarniany

Obecnie obserwowane zmiany klimatyczne, które wyrażają się w stopniowym wzroście średniorocznej temperatury, począwszy od drugiej połowy ubiegłego wieku, przez większość naukowców kojarzone są z gromadzeniem się w atmosferze tzw. „gazów cieplarnianych” – węgla dwutlenek (CO 2), metan (CH 4), chlorofluorowęglowodory (freony), ozon (O 3), tlenki azotu itp. (patrz tabela 9).


Tabela 9

Antropogeniczne zanieczyszczenia powietrza i związane z nimi zmiany (V.A. Wronski, 1996)

Notatka. (+) - wzmocniony efekt; (-) - zmniejszony efekt

Gazy cieplarniane, a przede wszystkim CO 2, zapobiegają długofalowemu promieniowaniu cieplnemu z powierzchni Ziemi. Atmosfera nasycona gazami cieplarnianymi działa jak dach szklarni. Z jednej strony przepuszcza większość promieniowania słonecznego, z drugiej prawie nie pozwala na ucieczkę ciepła emitowanego przez Ziemię.

W wyniku spalania przez człowieka coraz większej ilości paliw kopalnych: ropy, gazu, węgla itp. (rocznie ponad 9 miliardów ton paliwa standardowego) stężenie CO 2 w atmosferze stale rośnie. W wyniku emisji do atmosfery podczas produkcji przemysłowej i życia codziennego wzrasta zawartość freonów (chlorofluorowęglowodorów). Zawartość metanu wzrasta o 1-1,5% rocznie (emisje z podziemnych wyrobisk górniczych, spalanie biomasy, emisje z bydła itp.). W mniejszym stopniu (o 0,3% rocznie) zwiększa się także zawartość tlenków azotu w atmosferze.

Konsekwencją wzrostu stężeń tych gazów, wywołujących „efekt cieplarniany”, jest wzrost średniej globalnej temperatury powietrza przy powierzchni Ziemi. W ciągu ostatnich 100 lat najcieplejszymi latami były lata 1980, 1981, 1983, 1987 i 1988. W 1988 roku średnia roczna temperatura była o 0,4 stopnia wyższa niż w latach 1950-1980. Obliczenia części naukowców wskazują, że w 2005 roku będzie to o 1,3°C więcej niż w latach 1950-1980. Z raportu przygotowanego pod auspicjami ONZ przez międzynarodową grupę do spraw zmian klimatycznych wynika, że ​​do 2100 roku temperatura na Ziemi wzrośnie o 2-4 stopnie. Skala ocieplenia w tak stosunkowo krótkim czasie będzie porównywalna z ociepleniem, jakie miało miejsce na Ziemi po epoce lodowcowej, co oznacza, że ​​skutki dla środowiska mogą być katastrofalne. Przede wszystkim wynika to z oczekiwanego wzrostu poziomu Oceanu Światowego, na skutek topnienia lodów polarnych, zmniejszania się obszarów zlodowaceń górskich itp. Modelując skutki środowiskowe wzrostu poziomu morza zaledwie o 0,5 Naukowcy odkryli, że do końca XXI wieku doprowadzi to nieuchronnie do zakłócenia równowagi klimatycznej, zalania równin przybrzeżnych w ponad 30 krajach, degradacji wiecznej zmarzliny, zatopienia rozległych obszarów i innych negatywnych konsekwencji.

Jednak wielu naukowców dostrzega pozytywne skutki dla środowiska w proponowanym globalnym ociepleniu. Wzrost stężenia CO 2 w atmosferze i związany z tym wzrost fotosyntezy, a także wzrost nawilżenia klimatu, mogą ich zdaniem prowadzić do wzrostu produktywności zarówno naturalnych fitocenoz (lasów, łąk, sawann itp.) i agrocenozy (rośliny uprawne, ogrody, winnice itp.).

Nie ma także zgody co do stopnia wpływu gazów cieplarnianych na globalne ocieplenie. Tak więc w raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (1992) zauważono, że obserwowane w ostatnim stuleciu ocieplenie klimatu o 0,3–0,6°C mogło być spowodowane przede wszystkim naturalną zmiennością szeregu czynników klimatycznych.

Na międzynarodowej konferencji w Toronto (Kanada) w 1985 roku przemysł energetyczny na całym świecie otrzymał zadanie ograniczenia przemysłowych emisji gazów cieplarnianych do atmosfery o 20% do roku 2010. Oczywistym jest jednak, że wymierny efekt ekologiczny można uzyskać jedynie łącząc te działania z globalnym kierunkiem polityki ekologicznej - maksymalnym możliwym zachowaniem zbiorowisk organizmów, naturalnych ekosystemów i całej biosfery Ziemi.

3.2 Zubożenie warstwy ozonowej

Warstwa ozonowa (ozonosfera) pokrywa całą kulę ziemską i znajduje się na wysokościach od 10 do 50 km, z maksymalnym stężeniem ozonu na wysokości 20-25 km. Nasycenie atmosfery ozonem stale się zmienia w dowolnej części planety, osiągając maksimum wiosną w rejonie polarnym. Ubytek warstwy ozonowej po raz pierwszy zwrócił uwagę opinii publicznej w 1985 r., kiedy nad Antarktydą odkryto obszar o obniżonej zawartości ozonu (do 50%), tzw. "dziura ozonowa" Z Od tego czasu wyniki pomiarów potwierdziły powszechny spadek warstwy ozonowej na niemal całej planecie. Na przykład w Rosji w ciągu ostatnich dziesięciu lat stężenie warstwy ozonowej spadło o 4-6% zimą i o 3% latem. Obecnie ubytek warstwy ozonowej jest przez wszystkich uznawany za poważne zagrożenie dla światowego bezpieczeństwa ekologicznego. Malejące stężenie ozonu osłabia zdolność atmosfery do ochrony całego życia na Ziemi przed ostrym promieniowaniem ultrafioletowym (promieniowaniem UV). Organizmy żywe są bardzo wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe, ponieważ energia choćby jednego fotonu z tego promienia wystarczy, aby zniszczyć wiązania chemiczne w większości cząsteczek organicznych. To nie przypadek, że na obszarach o niskim poziomie ozonu dochodzi do licznych oparzeń słonecznych, wzrasta liczba osób zapadających na raka skóry itp. Na przykład, według wielu naukowców zajmujących się ochroną środowiska, do 2030 r. w Rosji, jeśli obecny wskaźnik zubożenie warstwy ozonowej będzie kontynuowane, wystąpią dodatkowe przypadki raka skóry u 6 milionów ludzi. Oprócz chorób skóry stwierdzono również rozwój chorób oczu (zaćma itp.), tłumienie układu odpornościowego itp. Ustalono również, że rośliny pod wpływem silnego promieniowania ultrafioletowego stopniowo tracą zdolność do fotosynteza i zakłócenie aktywności życiowej planktonu prowadzi do przerwania łańcuchów troficznych ekosystemów organizmów wodnych itp. Nauka nie ustaliła jeszcze w pełni, jakie są główne procesy naruszające warstwę ozonową. Zakłada się zarówno naturalne, jak i antropogeniczne pochodzenie „dziur ozonowych”. To drugie, zdaniem większości naukowców, jest bardziej prawdopodobne i wiąże się ze zwiększoną zawartością chlorofluorowęglowodory (freony). Freony znajdują szerokie zastosowanie w produkcji przemysłowej oraz w życiu codziennym (agregaty chłodnicze, rozpuszczalniki, opryskiwacze, opakowania aerozolowe itp.). Unoszące się do atmosfery freony rozkładają się, uwalniając tlenek chloru, który ma szkodliwy wpływ na cząsteczki ozonu. Według międzynarodowej organizacji ekologicznej Greenpeace głównymi dostawcami chlorofluorowęglowodorów (freonów) są USA – 30,85%, Japonia – 12,42%, Wielka Brytania – 8,62% i Rosja – 8,0%. USA wybiły „dziurę” w warstwie ozonowej o powierzchni 7 mln km 2, Japonia – 3 mln km 2, czyli siedmiokrotnie więcej niż powierzchnia samej Japonii. Ostatnio w Stanach Zjednoczonych i wielu krajach zachodnich zbudowano zakłady produkujące nowe typy czynników chłodniczych (wodorochlorofluorowęglowodory) o niskim potencjale zubożania warstwy ozonowej. Zgodnie z protokołem Konferencji Montrealskiej (1990), następnie poprawionym w Londynie (1991) i Kopenhadze (1992), przewidywano redukcję emisji chlorofluorowęglowodorów o 50% do roku 1998. Zgodnie z art. 56 ustawy Federacji Rosyjskiej o ochronie środowiska, zgodnie z umowami międzynarodowymi, wszystkie organizacje i przedsiębiorstwa są zobowiązane do ograniczenia, a następnie całkowitego zaprzestania produkcji i stosowania substancji zubożających warstwę ozonową.

Wielu naukowców nadal upiera się przy naturalnym pochodzeniu „dziury ozonowej”. Niektórzy przyczyny jego występowania upatrują w naturalnej zmienności ozonosfery i cyklicznej aktywności Słońca, inni zaś kojarzą te procesy z ryftem i odgazowaniem Ziemi.

3.3 Kwaśne deszcze

Jednym z najważniejszych problemów środowiskowych związanych z utlenianiem środowiska naturalnego jest - kwaśny deszcz . Powstają podczas przemysłowych emisji do atmosfery dwutlenku siarki i tlenków azotu, które w połączeniu z wilgocią atmosferyczną tworzą kwasy siarkowy i azotowy. W rezultacie deszcz i śnieg ulegają zakwaszeniu (wartość pH poniżej 5,6). W Bawarii (Niemcy) w sierpniu 1981 roku wystąpiły deszcze o kwasowości pH = 3,5. Maksymalna odnotowana kwasowość opadów w Europie Zachodniej wynosi pH=2,3. Całkowita globalna antropogeniczna emisja dwóch głównych substancji zanieczyszczających powietrze – sprawców zakwaszenia wilgoci atmosferycznej – SO 2 i NO wynosi rocznie ponad 255 mln ton. Według Roshydromet na terytorium Rosji spada co najmniej 4,22 mln ton siarki rocznie 4,0 mln ton. azot (azotan i amon) w postaci związków kwaśnych zawartych w opadzie atmosferycznym. Jak widać na rys. 10, najwyższe ładunki siarki występują w gęsto zaludnionych i uprzemysłowionych rejonach kraju.

Rysunek 10. Średnie roczne osadzanie się siarczanów kg siarki/kw. km (2006) [na podstawie materiałów z serwisu http://www.sci.aha.ru]

Obserwuje się wysokie poziomy opadu siarki (550-750 kg/km2 rocznie) i ilości związków azotu (370-720 kg/km2 rocznie) w postaci dużych obszarów (kilka tysięcy km2) w gęsto zaludnionych i przemysłowych regionach kraju. Wyjątkiem od tej reguły jest sytuacja wokół miasta Norylsk, którego ślad zanieczyszczeń przekracza obszar i siłę opadu w strefie depozycji zanieczyszczeń w obwodzie moskiewskim na Uralu.

Na terenie większości podmiotów Federacji depozycja siarki i azotu azotanowego ze źródeł własnych nie przekracza 25% ich całkowitego depozycji. Udział własnych źródeł siarki przekracza ten próg w obwodach murmańskim (70%), swierdłowsku (64%), czelabińsku (50%), tulskim i riazańskim (40%) oraz na terytorium krasnojarskim (43%).

Ogólnie rzecz biorąc, na europejskim terytorium kraju tylko 34% opadów siarki ma pochodzenie rosyjskie. Pozostała część 39% pochodzi z krajów europejskich, a 27% z innych źródeł. Jednocześnie największy udział w transgranicznym zakwaszeniu środowiska naturalnego mają Ukraina (367 tys. ton), Polska (86 tys. ton), Niemcy, Białoruś i Estonia.

Sytuacja wydaje się szczególnie niebezpieczna w wilgotnej strefie klimatycznej (od rejonu Riazania i dalej na północ w części europejskiej oraz na całym Uralu), gdyż regiony te wyróżniają się naturalnie wysoką kwasowością wód naturalnych, która dzięki tym emisjom wzrasta nawet więcej. To z kolei prowadzi do zmniejszenia produktywności zbiorników i wzrostu zachorowań na choroby zębów i przewodu pokarmowego u ludzi.

Na rozległym obszarze następuje zakwaszenie środowiska naturalnego, co ma bardzo negatywny wpływ na stan wszystkich ekosystemów. Okazało się, że naturalne ekosystemy ulegają zniszczeniu już przy niższym poziomie zanieczyszczeń powietrza, niż ten niebezpieczny dla człowieka. „Jeziora i rzeki pozbawione ryb, umierające lasy – to smutne konsekwencje industrializacji planety”. Niebezpieczeństwo z reguły nie wynika z samego wytrącania się kwasu, ale z procesów zachodzących pod jego wpływem. Pod wpływem kwaśnych opadów z gleby wypłukiwane są nie tylko niezbędne dla roślin składniki odżywcze, ale także toksyczne metale ciężkie i lekkie - ołów, kadm, aluminium itp. Następnie one same lub powstałe toksyczne związki są wchłaniane przez rośliny i inne organizmów glebowych, co prowadzi do bardzo negatywnych konsekwencji.

Oddziaływanie kwaśnych deszczy zmniejsza odporność lasów na susze, choroby i zanieczyszczenia naturalne, co prowadzi do jeszcze większej degradacji ich jako naturalnych ekosystemów.

Uderzającym przykładem negatywnego wpływu kwaśnych opadów na naturalne ekosystemy jest zakwaszenie jezior . W naszym kraju obszar znacznego zakwaszenia na skutek kwaśnych opadów sięga kilkudziesięciu milionów hektarów. Odnotowano także szczególne przypadki zakwaszenia jezior (Karelia itp.). Zwiększoną kwasowość opadów obserwuje się wzdłuż zachodniej granicy (transgraniczny transport siarki i innych zanieczyszczeń) oraz w szeregu dużych obszarów przemysłowych, a także fragmentarycznie na wybrzeżach Taimyr i Jakucji.

Wniosek

Ochrona przyrody jest zadaniem naszego stulecia, problemem, który stał się problemem społecznym. Co jakiś czas słyszymy o zagrożeniach zagrażających środowisku, jednak wielu z nas nadal uważa je za nieprzyjemny, ale nieunikniony wytwór cywilizacji i wierzy, że jeszcze zdążymy uporać się ze wszystkimi trudnościami, które się pojawiły.

Jednakże wpływ człowieka na środowisko osiągnął alarmujące rozmiary. Dopiero w drugiej połowie XX wieku, dzięki rozwojowi ekologii i upowszechnieniu wiedzy ekologicznej wśród ludności, stało się oczywiste, że człowiek jest nieodzowną częścią biosfery, że podbój przyrody, niekontrolowane użytkowanie jej zasobów i zanieczyszczenie środowiska to ślepa uliczka w rozwoju cywilizacji i ewolucji samego człowieka. Dlatego najważniejszym warunkiem rozwoju ludzkości jest ostrożne podejście do przyrody, wszechstronna dbałość o racjonalne wykorzystanie i odnawianie jej zasobów oraz zachowanie sprzyjającego środowiska.

Wielu jednak nie rozumie ścisłego związku działalności gospodarczej człowieka ze stanem środowiska naturalnego.

Szeroka edukacja ekologiczna powinna pomagać ludziom w zdobywaniu wiedzy ekologicznej oraz norm etycznych i wartości, postaw i stylów życia, które są niezbędne dla zrównoważonego rozwoju przyrody i społeczeństwa. Aby zasadniczo poprawić sytuację, potrzebne będą ukierunkowane i przemyślane działania. Odpowiedzialna i skuteczna polityka wobec środowiska będzie możliwa tylko wtedy, gdy będziemy gromadzić rzetelne dane o aktualnym stanie środowiska, odpowiednią wiedzę na temat wzajemnego oddziaływania ważnych czynników środowiskowych, jeśli wypracujemy nowe metody ograniczania i zapobiegania szkodom wyrządzanym przyrodzie przez człowieka .

Bibliografia

1. Akimova T. A., Khaskin V. V. Ekologia. M.: Jedność, 2000.

2. Bezuglaya E.Yu., Zavadskaya E.K. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie publiczne. Petersburg: Gidrometoizdat, 1998, s. 171–199. 3. Galperin M.V. Ekologia i podstawy zarządzania środowiskowego. M.: Forum-Infra-m, 2003.4. Daniłow-Danilyan V.I. Ekologia, ochrona przyrody i bezpieczeństwo ekologiczne. M.: MNEPU, 1997,5. Charakterystyka klimatyczna warunków dystrybucji zanieczyszczeń w atmosferze. Podręcznik referencyjny / wyd. E.Yu.Bezuglaya i M.E.Berlyand. - Leningrad, Gidrometoizdat, 1983. 6. Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ekologia. Rostów nad Donem: Phoenix, 2003.7. Protasow V.F. Ekologia, zdrowie i ochrona środowiska w Rosji. M.: Finanse i statystyka, 1999.8. Wark K., Warner S., Zanieczyszczenie powietrza. Źródła i kontrola, przeł. z języka angielskiego, M. 1980. 9. Stan ekologiczny terytorium Rosji: Podręcznik dla studentów wyższych. pe. Instytucje edukacyjne / V.P. Bondarev, L.D. Dołguszyn, B.S. Zalogin i wsp.; wyd. SA Ushakova, Ya.G. Katz – wyd. 2. M.: Akademia, 2004.10. Wykaz i kody substancji zanieczyszczających powietrze atmosferyczne. wyd. 6. Petersburg, 2005, 290 s. 11. Rocznik stanu zanieczyszczenia powietrza w miastach Rosji. 2004. – M.: Agencja Meteorologiczna, 2006, 216 s.

KATEGORIE

POPULARNE ARTYKUŁY

2023 „kingad.ru” - badanie ultrasonograficzne narządów ludzkich