Экологические проблемы атмосферы

Основными источниками  загрязнения атмосферы являются [8; c. 286]:

1. тепловые и атомные электростанции, котельные установки,
2. черная и цветная металлургия,
3. химическое производство,
4. выбросы автотранспорта.

Атмосферные загрязнения  оказывают многообразное вредоносное  влияние на организм человека, животных, растения и микроорганизмы, вызывают глобальные изменения в биосфере, наносят ощутимый экономический ущерб. Повышенный уровень загрязнения атмосферного воздуха отражается, прежде всего, на здоровье людей. Многочисленными исследованиями доказано, что в промышленных центрах с высоким уровнем загрязнения воздуха резко возрастает количество заболеваний, особенно среди людей старшего возраста и детей, повышается смертность. Ультрафиолетовая недостаточность часто становится причиной заболеваний рахитом и авитаминозом. Загрязненный воздух вызывает раздражения и болезни дыхательных путей – бронхит, эмфизему, астму. Особенно опасны воздействия на человека канцерогенных веществ, которые способствуют развитию раковых и других опухолевых образований. Через атмосферный воздух распространяются радиоактивные загрязнения. Наибольшей биологической активностью обладают рентгеновские и гамма-лучи. Большую опасность для здоровья человека представляет стронций, который накапливается в костной ткани, в результате развиваются рак, белокровие и другие заболевания. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO₂), вызывает тяжелое заболевание легких – силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки глаз легких [8; c. 293].

Чрезвычайно важно, что  данные и многие другие заболевания  носят не частный, исключительный характер, но масштабный и даже глобальный, что обусловливает распространение многих региональных заболеваний и негативно сказывается на общем состоянии здоровья и умонастроении населения, а также его отношения к властям и проводимой ими политике относительно рационального природопользования, что составляет социальную составляющую..

Загрязнение воздушного бассейна вызывает значительные потери в народном хозяйстве. В промышленном производстве – это разрушение металлических конструкций, крыш и фасадов зданий, снижение качества выпускаемой продукции. Высокие концентрации в воздухе окислов серы, азота и углерода ускоряют процессы разрушения строительных материалов и коррозии металлов. Установлено, что в индустриальных городах сталь ржавеет в 20, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности. Аналогичный ущерб наносится жилищно-коммунальному хозяйству городов, объектам социально-культурной сферы, памятникам архитектуры и искусства, находящимся на открытом воздухе.

Загрязнение атмосферы  наносит огромный ущерб сельскому хозяйству. Существует зависимость недобора урожая сельскохозяйственных растений от содержания загрязнителей в воздухе. Установлено отрицательное влияние фенола, пыли и сернистого ангидрида на урожайность озимой пшеницы. При снижении концентрации пыли на 0,1 мг/м³ урожайность пшеницы возрастает на 0,36 ц/га. С загрязнением воздуха и других компонентов окружающей среды связано снижение продуктивности сельскохозяйственных животных [17; c. 83].

В целом основные показатели, характеризующие состояние и охрану воздушного бассейна Республики Беларусь, представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Основные показатели, характеризующие состояние воздушного бассейна Республики Беларусь [9, с. 77-78]

 

Показатель	1990 г.	1995 г.	1999 г.	2010 г.
Всего выбросов вредных веществ от стационарных источников, тыс. т.	1173,3	508,1	"374,2	1160—1180
В том числе:
твердых веществ	132,7	50,9	41,6	131,5—133,8
сернистого ангидрида	563,4	218,2	124,9	479,9—488,2
окислов азота	101,6	54,6	50,5	89,0—90,5
окиси углерода	192,0	96,2	85,0	204,2—207,7
Уловлено (обезврежено) вредных  веществ, отходящих от стационарных источников, тыс. т.	3998,0	2056,6	2693,0
Удельный вес улавливаемых (обезвреживаемых) вредных веществ  в общем количестве этих веществ, отходящих от стационарных источников, %	77,4	80,2	87,8	83,0—85,0
Выбросы вредных веществ  от передвижных источников, тыс. т	2229,5	1692,5	1047,0	2060 — 2070
Выбросы вредных веществ  от стационарных источников в расчете  на одного жителя, кг	114	49	37
Выбросы вредных веществ  от стационарных источников на 1 млрд р. ВВП, т	4,19	2,9	5,47	3,4 — 3,8

 

Выводы

Таким образом: основными видами загрязнения являются естественное и антропогенное, основными источниками загрязнения являются: тепловые и атомные электростанции, котельные установки, черная и цветная металлургия, химическое производство, выбросы автотранспорта. Атмосферные загрязнения оказывают вредное влияние на живые существа, вызывают глобальные изменения в биосфере, наносят ощутимый экономический ущерб.

 

Глава 3 Парниковый эффект, проблема глобального изменения  климата

3.1 Парниковый эффект

 

 

Борьба с влиянием деятельности человека на климат ведется  последние 40 лет со все возрастающей активностью. Основным направлением этой борьбы является стремление уменьшить парниковый эффект в земной атмосфере за счет сокращения выброса парниковых газов, в основном СО₂. Более того, на промышленно развитые страны оказывается политическое, а порой и финансовое давление с требованием сокращения выбросов СО₂, т. е. сокращения промышленного производства.

Киотский протокол, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 г. в  дополнение к Рамочной конвенции  ООН об изменении климата, является основным международным документом, который обязывает развитые страны сократить выбросы парниковых газов в 2008-2012 гг. по сравнению с 1990 г.

Атмосфера Земли состоит  из смеси различных газов, часть  из которых (СО₂, метан) обладает способностью поглощать длиноволновую радиацию земли. Коротковолновая радиация солнца проходит через атмосферу, достигает поверхности Земли и нагревает ее. Обратное тепловое (длиноволновое) излучение земли сдерживается так называемыми парниковыми газами (СО₂, метан). Явление получило название «парниковый эффект». Чем больше в атмосфере этих газов, тем более задерживается длиноволновая радиация от земли. Антропогенность явления объясняется тем, что при сжигании людьми ископаемого топлива выделяется большое количество СО₂. Это и приводит к изменению радиационного баланса. На Земле становится теплее. Если это так, напрашивается вывод. Все страны должны существенно сократить выбросы СО₂, а это значит перевести производство электроэнергии и множество технологических процессов на не углесодержащие источники энергии и материалы [1], [4], [10].

Графически схема образования парникового эффекта представлена на рис. 3.1.

 

Рис. 3.1 - Схема образования  парникового эффекта [2]

На современном этапе  борьба с парниковым эффектом сводится к борьбе со всемирным потеплением. Следует отметить, что так было не всегда. Однако многие исследователи (Е. Гришанин, И.О. Геращенко, А.Л. Лапидус, Robinson A.B., Baliunas S.L., Soon W., Robinson Z.W. и др.) на основании изучения фактического материала (анализ влияния выбросов СО₂ на уровень потепления и образование парникового эффекта) сделали выводы, что [4, с. 204]:

1. Техногенные выбросы  СО₂ настолько незначительны, что оказывать заметного воздействия на содержание парниковых газов в атмосфере Земли не могут.

2. Проявление парникового  эффекта в земной атмосфере  от техногенных выбросов СО₂ не зависит.

3. Ограничения выбросов  СО₂ лишены научного обоснования.

4. Введение квот на  выброс СО₂ носит ритуальный характер и представляют собой дань, накладываемую на экономически развитые страны. Именно дань, а не налог, поскольку налог предполагает использование собираемых средств на пользу налогоплательщика; средства же, взимаемые в виде дани, всегда используются во вред тех, с кого они получены.

 

3.2 Глобальное потепление климата

 

 

К числу наиболее актуальных глобальных экологических проблем  относится потепление климата Земли. Изменение климата связывают с различием между теплотой Qin , поступающей на поверхность Земли, и теплотой Qout, отдаваемой в пространство вселенной. Если Qin больше, то средняя температура Земли должна постепенно повышаться. Если указанные потоки теплоты равны, то должно иметь место стабильное тепловое состояние Земли – среднее многолетнее значение температуры должно сохраняться постоянным.

Глобальное потепление климата на Земле сопровождается значительным усилением изменений  на ее поверхности вплоть до проявлений катастрофических нарушений окружающей среды. Генетическими причинами этого явления выступают как естественные колебания природных процессов под воздействием космических сил, так и техногенная деятельность человека, связанная с развитием промышленности и сельского хозяйства [1], [4], [10].

Международная научная  конференция под эгидой ООН в  ноябре 2009 г. в Копенгагене еще  раз показала всю важность и сложность  этой проблемы, решение которой представляется весьма актуальным и неотложным в  связи с возрастанием воздействия  техногенеза до все земного масштаба в форме проявлений климатических пертурбаций в том числе общего потепления на поверхности Земли.

Большинство ученых считает, что основным фактором, влияющим на потепление климата, которое продолжается уже более 100 лет, являются промышленные выбросы газов, создающих парниковый эффект и способствующих повышению температуры атмосферы. Главный компонент в составе газообразных отходов промышленного и сельскохозяйственного производства представлен диоксидом углерода - СО₂, количество которого в атмосфере за последние сто лет увеличилось на 10-15 %, и только за счет сжигания топлива поступило 400 млрд.т углекислого газа. С вычетом СО₂, поглощенного растениями ежегодный прирост его концентрации в атмосфере составляет 14 млрд. т, создающий тепловой экран над поверхностью Земли. Чем выше содержание СО₂, тем меньше тепла рассеивает Земля. Повышение средних температур приземного слоя воздуха в 1930 г. на 0,4° С сопровождалось сокращением площади льдов в Арктике на 10 %, сильними засухами во многих странах, сдвигались границы ландшафтных зон на 200 км к северу. Керны льда, добытые из скважин на станциях «Восток» и «Мирный» в Антарктиде, показали, что содержание углекислого газа в атмосфере растет, что вызывает потепление и увеличение температурной контрастности погоды [7, c. 78].

 

Выводы

Таким образом: проблема парникового эффекта и глобального потепления климата теснейшим образом взаимосвязаны, поэтому и меры защиты от этих проблем – практически одниковы.

 

Глава 4 Разрушение озонового  слоя атмосферы

 

 

Озоновый слой расположен в стратосфере на высоте от 12 до 50 км (наибольшая плотность на высоте около 23 км). И, несмотря на то, что концентрация озона в атмосфере меньше 0.0001%, озоновый слой полностью поглощает губительное для всего живого коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Долгое время озоновый слой стремительно истощался из-за деятельности человека.

Основные причины его истончения [1], [4], [10]:

1) Во время запуска  космических ракет в озоновом  слое буквально «выжигаются»  дыры. И вопреки старому мнению о том, что они сразу же затягиваются, эти дыры существуют довольно долгое время.

2) Самолеты летающие на высотах в 12-16 км. также приносят вред озоновому слою, тогда как летающие ниже 12 км. напротив способствуют образованию озона.

3) Выброс в атмосферу  фреонов.

Так как озоновый слой поглощает ультрафиолетовое излучение, то его разрушение приведет к более  высоким уровням ультрафиолетового  излучения на поверхности земли.

Уменьшение содержания озона в атмосфере угрожает снижением  урожаев сельскохозяйственных культур, заболеваниями людей и животных, увеличением количества вредных мутаций. Если озоновый слой исчезнет совсем, то это приведет к гибели по крайней мере наземной биоты.

Разрушение озонового слоя обусловлено действием ряда химических соединений, называемых озоноразрушающими, из которых наиболее известными являются хлорфторуглероды (ХФУ), которые впервые были получены в 1928 году. За счет своей химической стойкости ХФУ не токсичны для любых форм жизни. Они не горят, не вступают в реакцию с другими веществами, не вызывают коррозии. Отличаясь низкой теплопроводностью, ХФУ придают высокие теплоизоляционные свойствам материалам, нашедшим широкое применение в пищевой и строительной промышленности. Некоторые ХФУ испаряются и могут конденсироваться при комнатной температуре, что позволяет их использовать в качестве хладагентов для холодильного оборудования и кондиционеров (в этом случае они известны под торговым названием «фреоны»). Соединения ХФУ недороги в производстве и, как считалось ранее, их можно без последствий выбрасывать в окружающую среду, выпуская в атмосферу в виде газа, или направляя соответствующую продукцию на открытые свалки.

В период с 1950-75 гг. мировое  производство ХФУ росло более  чем на 11% ежегодно, практически удваиваясь каждые шесть лет.