Парниковый  эффект

    В атмосфере имеются определенные следовые газы (парниковые газы) небольшой концентрации, но с особым действием (эффектом): они нагревают землю по принципу стеклянных витражей парника.

    Эти следовые газы пропускают падающую коротковолновую солнечную радиацию почти беспрепятственно до самой поверхности земли и задерживают идущее от земной поверхности тепловое излучение. Это явление получило название «парниковый эффект». Собственно говоря, это совершенно естественный процесс, без которого температура Земли опустилась бы до -18 °С и существование жизни на ней было бы невозможным.  Только благодаря естественному парниковому эффекту земля нагревается в среднем до 15 ^оС и поэтому является обитаемой.

    Основным  парниковым газом атмосферы является водяной пар, задерживающий 60% теплового  излучения Земли. Содержание водяного пара в атмосфере определяется планетарным  круговоротом воды и (при сильных  широтных и высотных колебаниях) практически  постоянно. Примерно 40% теплового излучения  Земли задерживается другими  парниковыми газами, в том числе  более 20% -углекислым газом. Основные природные  источники СО₂ в атмосфере - извержения вулканов и естественные лесные пожары.

    Постоянно увеличивающиеся объёмы сжигаемого топлива, проникновение в атмосферу  промышленно производимых газов, широкое  выжигание и сведение лесов, анаэробное брожение и многое другое - всё это  обусловило усиление парникового эффекта.

    Основными химическими веществами, создающими парниковый эффект, являются следующие газы:

- углекислый  газ (50 % парникового эффекта);

- хлорфторуглероды (25 %);

- метан (10 %).

- оксид  азота (8 %);

- озон  приземного уровня (7%);

    Углекислый  газ попадает в атмосферу в результате сжигания различных видов топлива. Около 1/3 количества углекислого газа обусловлено выжиганием и сведением лесов, а также процессами опустынивания. Уменьшение лесов означает сокращение количества зелёных древесных растений, способных поглощать углекислый газ в процессе фотосинтеза. Ежегодно содержание углекислого газа в атмосфере Земли увеличивается в среднем на 0,5%.

    Хлорфторуглероды  вносят около 25% вклада в создание совокупного парникового эффекта. Источники: утечка хладагентов из холодильных установок и кондиционеров, пропеллентов из аэрозольных упаковок, использование пенных компонентов в строительной индустрии и в средствах пожаротушении.

    Метан- один из важных «парниковых» газов. Содержание метана в атмосфере за последние 100 лет удвоилось. Основным источником поступления метана в атмосферу Земли является естественный процесс анаэробного брожения, имеющий место во влажных рисовых производствах, в животноводстве, на полях очистки сточных вод, в разложении городских и жилищно-коммунальных стоков, в процессах гниения и разложения органических веществ в свалках бытового мусора и др. Нефтяное загрязнение поверхности суши и Мирового океана также вносит свой существенный вклад в увеличение свободного метана в атмосфере нашей планеты.

    Оксид азота образуется во многих технологических процессах современного сельскохозяйственного производства (например, при образовании и использовании органических удобрений), а также в результате сжигания всё возрастающих объёмов различного топлива.

    Озон (как вторичный загрязнитель), его появление связано с значительным ростом мирового автопарка; доля влияния около 7%.

    Отметим еще одну проблему, в реакциях горения газа или нефтепродуктов образуется вода, вернее, разогретый водяной пар. Подсчитано, что выбросы водяного пара в атмосферу нефтегазовым топливно-энергетическим комплексом мира по количеству на порядок превосходят выбросы диоксида углерода, а ведь водяной пар является главным парниковым газом на Земле!

    По  данным экспертов ООН, к 2025 г. повышение  среднегодовой температуры у  поверхности Земли может составить 2,5 °С, а к концу столетия - почти 6 °С. Это приведет к нарушению  природных механизмов поддержания  теплового баланса планеты и необратимым последствиям. Среди важнейших проблем, связанных с усилением парникового эффекта и потеплением климата, приоритетной является повышение уровня Мирового океана за счет таяния материковых ледников и морских льдов, теплового расширения океана. Подъем уровня моря - уже реальный факт. За прошедшее столетие уровень Мирового океана повысился, по разным оценкам, на 10-25 см (главным образом в последнюю четверть XX века), к 2025 г. возможно повышение уровня Мирового океана еще на 20-30 см, а к концу наступившего столетия - на 1-2 м. В докладе IPCC на заседании в Шанхае (январь 2001 г.) отмечено, что за последние десять лет толщина ледового покрова в Северном Ледовитом океане сократилась на 40%, происходит интенсивное разрушение ледовых щитов Антарктиды и Гренландии. Из-за таяния гренландских и арктических льдов происходит замедление течения Гольфстрима, несущее миллионы миллиардов ватт тепла из тропиков, согласно исследованиям американских ученых уже сейчас сила потока уменьшилась на 10%. Исчезновение Гольфстрима приведет к существенным изменениям климата Северной Атлантики. Прямое воздействие повышения уровня Мирового океана - перемещение береговой линии. В результате таяния льдов под водой окажутся многие прибрежные районы и острова, вторжение фронта соленых морских вод в пресноводные реки вызовет засоление пресноводных прибрежных акваторий. Все эти процессы глубоко затронут человеческое общество, особенно густонаселенные приморские районы. Подъем уровня воды вызовет затопление многих приморских городов, ухудшатся условия их водоснабжения. Подсчитано, что повышение уровня океана на 1 м повлечет за собой колоссальные потери людских и материальных ресурсов.  Климат Земли грозит нам еще большими неприятностями, нежели те, что он преподнес в последние годы - катастрофические ураганы, бурные наводнения и жестокие засухи и пожары .

    Проблема  изменения климата обозначилась давно, но вот попытки ее решения  стали появляться лишь в конце  ХХ века. Результатом переговоров  мирового сообщества о возможных  мерах борьбы с этим стала Рамочная Конвенция ООН об изменении климата (РКИК) 1992 г. и Киотский протокол (КП) 1997 г. к ней, который зафиксировал определенные количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой.

    Глобальные  экологические проблемы гидросферы

        Загрязнение вод Мирового океана

    Глобальные  проблемы гидросферы: это антропогенное  воздействие на морские экосистемы в результате загрязнения морей  и океанов. Реальную опасность экологическому равновесию в океане представляют следующие формы антропогенного воздействия: загрязнение акваторий; нарушение механизма воспроизводства морских организмов; отторжение берегового и акваториального пространства для хозяйственных целей.

      Распространение многих загрязняющих  веществ приобрело локальный,  региональный и даже глобальный  характер. Это стало важнейшей международной проблемой. Под загрязнением моря понимается: «введение человеком прямо или косвенно веществ или энергии в морскую среду, влекущее такие вредные последствия как ущерб живым ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи в морской деятельности, включая рыболовство, ухудшение качества морской воды и уменьшение её полезных свойств ». Сюда входят вещества с токсическими свойствами, сбросы нагретых вод (температурное загрязнение), патогенные микробы, твёрдые отходы, взвешенные вещества, биогенные вещества и др.

    Реки  выносят в океан промышленные отходы, сточные воды, сельскохозяйственные удобрения. Водные пространства морей  и океанов - конечные вместилища подавляющего большинства отходов. Морские воды загрязняются в результате захоронения  различных отходов, удаления нечистот и мусора с кораблей, при исследовании дна морей и океанов и, особенно в результате различных аварий. В  Тихий океан, например, сбрасывается ежегодно около 9 млн. т отходов, а  в воды Атлантики - свыше 30 млн. т.

    В городах близ береговой линии  в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Поля загрязнения  формируются в прибрежных водах  крупных промышленных центров и  устьев рек, а также в районах  интенсивного судоходства и нефтедобычи.

    Степень загрязнённости вод в океане постоянно  возрастает. Способность воды к самоочищению оказывается порой недостаточной, чтобы справиться с постоянно  увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Под влиянием течений загрязнения  перемешиваются и очень быстро распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатые животными и растительностью, наносят серьёзный ущерб состоянию  морских экосистем и экономике  в целом.

    К основным источникам загрязнения океана и морей можно отнести следующее:

    1) нефть и нефтепродукты. Это наиболее вредное химическое загрязнение. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т нефти. Загрязняют поверхность танкеры, содействует загрязнению и утечка нефти при подводном бурении. В период между 1970-1982 годами в мире зарегистрировано 169 крупных аварий танкеров и 17000 второстепенных случаев разлития нефти.

    Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловливается неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах деятельности. Только 1 т нефти способна покрыть до 12 км² поверхности моря. А нефтяная плёнка нарушает все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает, но и осевшая на дно нефть долгое время вредит всему живому. Нарушается обмен океана с атмосферой: энергией, газами, теплом и влагой, в результате перестаёт размножаться планктон - основной продукт питания морских обитателей. В верхних 5-10 см водной толщи развивается богатейшее сообщество самых разнообразных организмов. Его называют нейстоном. Здесь находится «питомник» молоди очень многих видов рыб и беспозвоночных животных, которые, вырастая, населяют водную толщу и дно морей и океаном. На поверхности же накапливается вещества-загрязнители, в том числе нефть и нефтепродукты.

    Результаты  исследований показали, что малоизвестные  небольшие по объему, но постоянно  повторяющиеся разливы и утечки нефти наносят экосистемам даже больший ущерб, чем нашумевшие катастрофы. Детергенты, применяемые для уничтожения  нефтяных пятен с поверхности  моря, часто оказываются более  опасными для среды, чем сама нефть

    2)Тяжёлые металлы. Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана загрязнено попадающим с суши свинцом на расстоянии до 160 км от берега и на глубине до 1610 м. Более высокая концентрация этого металла в верхнем слое донных отложений, чем в более глубоких слоях, свидетельствует о том, что это результат хозяйственной деятельности человека, а не следствие длительного природного процесса.

    Владельцы химического комбината «Тиссо»  в городе Минамата на острове Кюсю (Япония) долгие годы сбрасывали в океан  сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, что привело к гибели местных  жителей. Получили тяжёлые психопаралитические  заболевания сотни людей.

    3)Бытовые отходы. В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твёрдые бытовые отходы. Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. Бытовые отходы опасны не только тем, что они являются переносчиками болезней человека (главным образом кишечной группы - брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислородопоглащающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Коммунальные же отбросы, поступающие в воду в очень больших количествах, могут значительно снизить содержание растворённого кислорода.

    В последние десятилетия особым видом  твёрдых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические  плёнки и ёмкости, пластмассовые  сети и т. п.). Эти материалы легче  воды, а поэтому долго плавают  на поверхности, загрязняют морское  побережье. Пластмассовые отходы представляют серьёзную опасность для судоходства: опутывая гребные винты судов, засоряя  трубопроводы системы охлаждения морских  двигателей, они нередко становятся причиной кораблекрушений. Кроме того, известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки лёгких кусками синтетической упаковки.

    В Северном море возникла реальная угроза гибели флоры и фауны из-за загрязнения  нечистотами, выносимыми с материка реками. Прибрежные районы моря очень  мелководны; приливы и отливы в  нём незначительны, что также  не способствует самоочищению моря. К  тому же на его берегах расположены  страны с большой плотностью населения  и высокоразвитой промышленностью.

    4)Радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твёрдых радиоактивных отходов в море в 50-60-е годы осуществляли многие страны, имеющие атомный флот. Установлено, что захоронения радиоактивных отходов проводились в пяти районах Баренцева моря, недалеко от полигона на Новой Земле, в десяти районах Охотского, Японского морей и в открытой части Тихого океана. Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция - в Северном, откуда загрязнения попадали в Баренцево море.