Антропогенное воздействие на атмосферу: парниковый эффект, кислотные дожди, озоновый слой

xt-align:justify">              Несмотря на установившееся в атмосфере равновесие в балансе водяного пара, могут появляться регионы с выраженным нарушением такого равновесия по природным или антропогенным причинам. Массовые лесные пожары формируют высокую приземную температуру, концентрацию влаги в облаках, а перенос этих дождевых облаков на большие расстояния ветром обеспечивает выпадение обильных осадков совсем в других регионах.

              Гипотеза увеличения глобальной температуры Земли в результате парникового эффекта, создаваемого в значительной степени углекислым газом, была выдвинута в 1962 году российским климатологом Н.И. Будыко, а к концу 60-х годов были получены данные, подтверждающие эту гипотезу. Согласно теоретическим расчетам, при сохранении современного темпа роста к середине ХХ1 века глобальная температура приземного слоя может повыситься на 1,5 – 4,5 градусов, при этом более значительное потепление ожидается в высоких широтах. Климатические последствия парникового эффекта могут быть весьма значительными. Таяние льдов и, как следствие, повышение уровня Мирового океана на величину до 20 см, приведет к затоплению части суши. Таяние верхнего слоя вечной мерзлоты – к нарушению устойчивости всех зданий, сооружений и коммуникаций. Перераспределение осадков вследствие неравномерного потепления – к изменению речного стока, и отрицательными последствиями для сельского хозяйства, режиму работы ГЭС и т.д. Нашей планете угрожает не только возможность затопления некоторых низменных прибрежных районов, но и изменение океанических течений, например, Гольфстрима, что может существенно изменить, понизить температурный режим значительной части территории, где проживают сотни миллионов человек. Мы должны быть очень осторожны с существующим тепловым балансом и современными условиями существования жизни на Земле, потому что не все факторы и закономерности, формирующие глобальный климат, известны науке.

              В 1992 году, в Рио-де-Жанейро государствами, членами ООН, принята Конвенция ООН об изменении климата, конечная цель которой – добиться стабилизации содержания парниковых газов в атмосфере на уровне, не допускающем опасного воздействия на климатическую систему Земли. Прошедший в 1997 году Всемирный экологический форум в Киото, зафиксировал обязанности стран Евросоюза сократить к 2010 году загрязнения атмосферы СО2 на 8% по сравнению с 1990 годом. Киотский протокол – это первая, но далеко не достаточная, попытка сделать качественную и количественную оценку возможностей разных стран по улучшению ситуации, используя механизмы международного права и взаимовыгодного сотрудничества.

              Справедливости ради следует сказать, что некоторые ученые считают данные о росте средней температуры на Земле преувеличенными. Существует также гипотеза, что парниковый эффект сегодня является следствием природных процессов, а не результатом хозяйственной деятельности человечества, как обычно, во всем новом мнения ученых расходятся. Но лучше переоценить опасность, чем недооценить ее вовсе. К тому же, экономия невозобновляемых  природных ресурсов дает реальную пользу экономике и способствует уменьшению загрязнения окружающей нас природной среды

 

КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ КАК МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ ПРОБЛЕМА

              Загрязнение атмосферного воздуха является одним из ведущих факторов риска для здоровья населения. Для ограничения степени загрязнения воздушного бассейна устанавливаются предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ для каждого источника и предприятия. Сейчас в каждом городе систематически измеряют концентрацию в воздухе: диоксида серы, оксида углерода, оксида азота, сероводорода, пыли, фенола, аммиака, сероуглерода, бензапирена, формальдегида.

              Кислотные дожди – это выпадение осадков, в которых содержится серная и азотная кислоты. При кислотных дождях происходит самоочищение атмосферы от загрязнения. Кислотные дожди образуются в результате выброса в атмосферу оксидов серы и азота предприятиями топливно-энергетического комплекса, металлургическими и химическими заводами, а также транспортом. Образование кислот из  оксидов и воды происходит при участии фотохимических реакций, рН кислотных дождей от 2,6 до 3,6. Кислый туман – это аэрозоль, взвесь мельчайших капелек воды, в которых растворены оксиды серы и азота, образующие в дальнейшем кислоты.  Такой аэрозоль для человека даже опаснее, чем кислотный дождь. Так как он имеет более кислую реакцию (рН меньше 2), и попадая в дыхательные органы человека, поражает слизистые оболочки. Кислотный туман хуже поддаётся измерению, и поэтому часто ускользает от контроля загрязнения атмосферы.

              Кислотные дожди вызывают подкисление почв, снижение приростов леса и урожайности сельскохозяйственных культур.  При больших концентрациях кислотных дождей может происходить усыхание лесов, гибель рыб и других живых организмов в озерах. Кроме того, кислотные дожди переводят в растворимое состояние соединения тяжелых металлов, которые тут же легко усваиваются  растениями, а затем с пищей попадают в организм животных и человека, что вызывает у них болезни. Кислотные дожди также разрушают памятники архитектуры. Вследствие атмосферного переноса загрязнений из-за преобладания ветров западного направления, европейская часть Российской Федерации получает значительно больше кислотных дождей от наших западных соседей (ФРГ, Чехии, Словакии, Польши), чем переносится в страны Центральной Европы с территории РФ. Воздушный бассейн Приморского края испытывает антропогенные нагрузки,  как от региональных источников, так и вследствие трансграничного переноса. Особенности географического положения и преобладания ветров южного направления в летний период, способствуют переноса загрязнителей воздуха из Китая и КНДР.

              ГУ «Приморское УГМС» (Государственное учреждение «Приморское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды») принимает участие в международной программе кислотных выпадений в восточной Азии (EANET). На территории края функционирует станция по этой программе – «Приморская». Руководит выполнением программы  Центр изучения кислотных выпадений (ADORC), расположенный в г. Ниигата (Япония). Оборудование для отбора проб на станции приобретено и установлено с помощью японской стороны. Производятся анализы данных : по влажным выпадениям в ГУ «Приморская УГМС» и в Лимнологическом институте Сибирского отделения РАН - по сухим выпадениям. Все данные направляются в ADORC для систематизации обработки и анализа. Распространение полученной информации вне рамок программы не предусматривается (Экологический паспорт Приморского края, 2007).

              Пагубная роль кислотных дождей может быть уменьшена только при сокращении выбросов в атмосферу диоксида серы и азота за счет использования на предприятиях малоотходных технологий и более совершенных фильтров на дымовых трубах. Однако, в частных случаях от кислотных дождей может быть и определённая польза. В районах распространения карбонатных, а тем более, щелочных почв, они снижают щелочность, увеличивают доступность элементов питания для растений, и обогащают почву азотом и серой.

 

ПРОБЛЕМА ОЗОНОВОГО  СЛОЯ ЗЕМЛИ

              Слой атмосферы с повышенным содержанием озона (О3), расположенный на высоте 20-45 км. Содержание озона в озоновом слое в 10 раз выше, чем у поверхности Земли. Если весь этот озон собрать и сжать до давления, равного давлению атмосферы на уровне моря, то его слой составит всего 3 мм.

              Озон образуется при поглощении ультрафиолетового излучения молекулами кислорода. Атомы кислорода отщепляются от этих молекул и, сталкиваясь с молекулами кислорода, соединяются с ними. Это же излучение и разрушает молекулы озона. Образованию озона способствуют электрические разряды и присутствие в атмосфере оксидов азота и углеводородов. В процессе образования и разрушения озона происходит поглощение ультрафиолетового излучения. Таким образом, озоновый слой защищает поверхность нашей планеты от избытка ультрафиолетовых лучей, неблагоприятно влияющих на живые организмы.

              Вследствие разрушения озонового слоя повышается вероятность заболевания человеком раком кожи. Этим объясняется высокое распространение этой болезни в Австралии: при населении в 17 млн. человек раком кожи ежегодно заболевают 140 тыс. человек. Из которых до 1 тысячи в год с летальным исходом (Популярный экологический словарь, 2009).

              В настоящее время отмечено ухудшение состояние озонового слоя и образование так называемых «озоновых дыр», т.е областей с пониженным содержанием озона. Хотя они находятся. Как правило, над полюсами  Земли, всё-таки представляют экологическую опасность. К тому же временные «озоновые дыры» возникают над обширными районами вне полюсов, в том числе над континентальными районами российской федерации. Причиной этих явлений является попадание в озоновый слой  хлора и оксидов азота, которые образуются в почве из минеральных удобрений при их разрушении микроорганизмами, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей. Эти вещества разрушают озон с более высокой скоростью, чем он может образовываться из кислорода под влиянием ультрафиолетовых лучей.

Впрочем, мнение о том, что виновником разрушения озонового слоя является только хлор, разделяют не все исследователи этого процесса. Есть мнение, что главным фактором является водород, выбрасываемый при извержении вулканов. Ведь основная промышленность. Загрязняющая атмосферу хлором, сконцентрирована в Северном полушарии, а «озоновая дыра» над Антарктидой много больше, чем  над Арктикой. А количество вулканов в Южном полушарии много больше, чем в Северном.

Сохранение озонового слоя – одна из глобальных задач мирового сообщества. Для прекращения разрушения озонового слоя и его восстановления необходим отказ от использования хлорсодержащих веществ – хлорфторуглеродов (фреонов), используемых в аэрозольных упаковках и холодильных установках. Необходимо также уменьшить количество выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и доз азотных удобрений в сельском хозяйстве.

Содержание озона может увеличиваться в приземном слое атмосферы, так как озон является фотооксидантом, образующимся из оксида озота и углеводородов под влиянием ультрафиолетовых лучей. В этом случае он оказывается опасным загрязнителем, вызывающем раздражение дыхательных путей человека и ухудшающим состояние лесов. Однако отрицательно сказывается и чрезмерно низкое содержание озона в атмосфере.

 

ВЫВОДЫ

 

1.      В Приморском крае основными загрязнителями атмосферы, способствующие парниковому эффекту и кислотным дождям, являются: электроэнергетика, котельные ЖКХ и автомобильный транспорт. Перевод хотя бы части котелен, а тем более ТЭЦ на газ, будет способствовать снижению выбросов в атмосферу загрязняющих веществ.

2.      Проблема парникового эффекта может иметь серьезные климатические последствия, влекущие за собой разрушение хозяйственной инфраструктуру  многих государств на огромных территориях планеты.

3.      Кислотные дожди являются межгосударственной, глобальной проблемой, так как всегда возможен перенос загрязняющих веществ, соединений серы и азота, с территорий сопредельных государств.

4.      Сохранение озонового слоя – одна из глобальных  и наименее изученных проблем  человечества. Для прекращения разрушения озонового слоя и его восстановления необходим отказ от использования хлорсодержащих веществ – хлорфторуглеродов (фреонов), а также совершенствовать двигатели внутреннего сгорания, что бы уменьшить выбросы в атмосферу планеты целого спектра загрязняющих веществ.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Изменение климата: проблемы и решения. Информационное пособие.- Мурманск, 2004.- 32 с.

2. Карлович И.А. Геоэкология: Учебник для высшей школы. – М.: Академический Проект: Альма - Матер, 2005. – С 191-196, 201-203.

3. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Популярный экологический словарь./Под редакцией А.М.Гилярова. – М.: Устойчивый мир, 1999, - С 180-183.

4. Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Мищенко Н.В. Прикладная экология. Учебное пособие для вузов. – М.: Академический Проект: Традиция, 2005. – С 67-69.

5. Уханова С.П. География Находкинской агломерации. Учебное пособие для учащихся образовательных школ - Владивосток: Дальневосточный университет, 2005.- С 20-21, 98.

6. ШПИРЭ – Учебное пособие для средней школы. – С-П., 2004. – 80с.

7. Экологический паспорт Приморского края за 2006 год. – Владивосток: ООО «Домашний Владивосток», 2007. – С 6-11.

8. Интернет-ресурс www.spareworld.org

3