Реферат: Атмосферный воздух и проблемы, связанные с его загрязнением

Введение

Проблемы экологии, связанные с хозяйственной деятельностью человека, не теряют своей актуальностив наши дни.

Происходит неумолимое ухудшение состояния окружающейсреды в глобальном масштабе. В атмосфере нарастает концентрация двуокисиуглерода, разрушается озоновый слой Земли, выпадают кислотные дожди, наносящиевред всему живому, потеря видов живых существ все ускоряется, рыбная ловлячахнет, снижение плодородия земли подрывает усилия, направленные на то, чтобынакормить голодных, вода – отравлена, а лесной покров Земли становится всеменьше.

Рассмотрению этих основных проблем экологии всовременном мире будет посвящена эта работа.

1. Атмосферный воздух и проблемы, связанные с его загрязнением

Атмосферный воздух – это природная смесь газовприземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иныхпомещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли.

Атмосфера надежно оберегает человечество отмногочисленных опасностей, угрожающих ему из космоса: не пропускает метеориты,защищает землю от перегрева, отмеряя солнечную энергию в необходимомколичестве, нивелирует перепад суточных температур, который мог бы составитьпримерно 200 К, что неприемлемо для выживания всех земных существ. На верхнююграницу атмосферы ежесекундно обрушивается лавина космических излучений. Еслибы они достигли земной поверхности, мгновенно исчезло бы все живущее на Земле.

Газовая оболочка спасает все живущее на Земле отгубительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей. Великозначение атмосферы и в распределении света. Воздух атмосферы разбиваетсолнечные лучи на миллион мелких лучей, рассеивает их и создает то равномерноеосвещение, к которому мы привыкли. Кроме того, атмосфера является средой, гдераспространяются звуки. Без воздуха на Земле царила бы тишина, невозможна былабы человеческая речь.

Однако в атмосферу выбрасывается значительноеколичество газообразных отходов производства.

Загрязняющее вещество – примесь в атмосферном воздухе,оказывающая при определенных концентрациях неблагоприятное воздействие наздоровье человека, объекты растительного и животного мира и другие компонентыокружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздухаявляются промышленность и автотранспорт. При этом в нашей стране на тепловыеэлектростанции приходится 27% загрязнений, на предприятия черной и цветнойметаллургии – 24 и 10%, нефтехимии – 16%, строительных материалов – 8,1%.Причем на долю энергетики приходится более 40% общих выбросов пыли, 70% окисловсеры и более 50% окислов азота. Из общего объема загрязняющих веществ,попадающих в воздух, на долю автотранспорта приходится 13,3%, однако в крупныхгородах России эта цифра достигает 60-80%.[1]

Количество выбросов на душу городского населения на1993 год (пыль, NOx, CnHm, SOx) составило в России 324 кг/год×чел., причем на Европейской части России – 195 кг/год×чел, в Уральском регионе – 550 кг/год×чел., Дальневосточном регионе и Сибири – 560 кг/год×чел.[2]

В последние годы содержание в атмосферном воздухероссийских городов и промышленных центров таких вредных примесей, каквзвешенные вещества, диоксид серы. Существенно уменьшилось, так как созначительным спадом производства сократилось и число промышленных выбросов, аконцентрации оксида углерода и диоксида азота выросли в связи с ростом паркаавтомобилей.

От загрязнения воздуха страдают животные и растения.

Воздействие сернистого газа и его производных начеловека и животных проявляется прежде всего в поражении верхних дыхательныхпутей, под влиянием сернистого газа и серной кислоты происходит разрушениехлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшается фотосинтез и дыхание,замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайностьсельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозахвоздействия растительность погибает.

Загрязненная атмосфера вызывает увеличение числазаболеваний дыхательных путей. Состояние атмосферы сказывается на показателяхзаболеваемости даже в разных районах индустриальных городов. Например, в Москвепредрасположенность к бронхиальной астме, бронхиту, конъюнктивиту, фарингиту,тонзиллиту, хроническим отитам на 40-60% выше в районах с повышенным уровнемзагрязнения атмосферного воздуха.

Загрязнения оказывают и другие неблагоприятныевоздействия, приводя к таким проблемам как парниковый эффект, озоновые “дыры”,смоги, “кислотные дожди”.

/>1.1. Парниковый эффект

Накопление углекислого газа в атмосфере – одна изосновных причин парникового эффекта, возрастающего от разогревания Земли лучамиСолнца. Этот газ не пропускает солнечное тепло обратно в космос.

По сравнению с доиндустриальной эпохой концентрациядвуокиси углерода в атмосфере увеличилась на 28%. Если человечество не приметмеры, чтобы сократить выбросы этих газов, к середине будущего века средняяглобальная температура приземной атмосферы повысится на 1,5—4,5°С.[3]

Последняя цифра относится к высоким российскимширотам. Произойдет перераспределение осадков на территории страны, увеличитсячисло засух, изменится режим речного стока и режим работы гидроэлектростанций.Растает верхний слой вечной мерзлоты, занимающий в России около 10 млн.м2(60% территории страны), что повлияет на устойчивость фундаментов инженерныхсооружений. Уровень Мирового океана поднимется к 2030 г. на 20 см, что приведетк затоплению низколежащих побережий.

Доли некоторых государств в глобальном выброседвуокиси углерода таковы: США – 22%, Россия и Китай – по 11%, Германия и Япония– по 5%.2

Одним из главных источников загрязнения атмосферыуглекислым газом является автомобильный транспорт. Есть несколько путей борьбыс этим видом загрязнений: техническое совершенствование двигателей, топливнойаппаратуры; повышение качества топлива, снижение содержания токсичных веществ ввыхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитическихкатализаторов; использование альтернативных видов топлива и др.

Кроме того, существует ряд естественных источниковвыбросов СО2. Мощным источником СО2 в России служитдыхание почвы. На 1124,9 млн. га России дыхание почвы составляет 1800 NтC,т.е. 3% от глобальной эмиссии, что в 3 раза превосходит индустриальную эмиссию.[4]

Другим методом скопления СО2 служат болота– резервуар с временем пребывания органического углерода в торфах до 10 тыс.лет и его аккумуляцией 45-50 Мm С/год2.

Существует мощный потребитель СО2 – эторастительность суши, потребляющая 20-30 млрд. т. углерода в форме СО2,и водоросли мирового океана, потребляющие около 40 млрд. т. углерода в год.3Однако они не в состоянии переработать атмосферу, в связи с чем проблемаглобального потепления является насущной и решение которой требуетбезотлагательных мер.

1.2. Озоновый экран Земли

Стратосферный озоновый слой защищает людей и живуюприроду от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения вультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона вмасштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-закатаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, чтожесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

Озоновая защитная оболочка очень невелика: всего 3млрд. т. газа, наибольшая концентрация – на высоте 20—25 км; если гипотетическисжать эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится слой всего в2 мм, однако без него жизнь на планете невозможна.

Запуск мощных ракет, полеты реактивных самолетов ввысоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодноеуничтожение природного озонатора – миллионов гектаров леса – пожарами ихищнической рубкой массовое применение фреонов в технике, парфюмерной ихимической продукции в быту – главные факторы разрушения озонового экранаЗемли.

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР,подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетиевдвое сократить производство фторуглеродов и других веществ, разрушающихозоновый слой. Более поздние соглашения (в 1990 г. в Лондоне, в 1992 г. вКопенгагене) содержат призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностьюпрекратили производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов итетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россияиз-за тяжелого финансово-экономического положения попросила отсрочки натри-четыре года.

Следующим этапом должен стать запрет на производствометилбромидов и гидрофреонов. Уровень производства первых с 1996 г. заморожен впромышленно развитых странах, гидрофреоны полностью снимаются с производства к2030 г.

В 1997 г. исполнилось 10 лет с момента подписанияМонреальского протокола. За это время осуществлялось широкое международноесотрудничество по охране озонового слоя Земли. Благодаря согласованным усилияммеждународного сообщества за эти годы производство и потребление веществ,наиболее опасных для озонового слоя, сократилось более чем вдвое. Остановленрост содержания в атмосфере озоноразрушающих веществ. Ученые полагают, что ужев ближайшие годы начнется восстановление озонового слоя. Но пока эта проблемаостается актуальной.

1.3. Фотохимический туман

С 30-х гг. над Лос-Анджелесом в теплое время года сталпоявляться смог – туман влажностью около 70%. Это явление назвалифотохимическим туманом, так как для его возникновения необходим солнечный свет,вызывающий сложные фотохимические превращения смеси углеродов и окислов азота,поступивших в воздух в результате автомобильных выбросов, в вещества,значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения.

Фотохимический туман сопровождается неприятнымзапахом, резко снижается видимость, у людей воспламеняются глаза, слизистыеоболочки носа и горла, возникает удушье, обостряются легочные заболевания,бронхиальная астма. Фотохимический туман повреждает и растения. Сначала налистьях появляется водное набухание, через некоторое время нижние поверхностилистьев приобретают серебристый или бронзовый оттенок, а верхние становятся пятнистымис белым налетом. Затем наступает быстрое увядание.

Фотохимический туман вызывает коррозию металлов,растрескивание красок резиновых и синтетических изделий, портит одежду.Нарушает работу транспорта.

В настоящее время во многих крупных городах мира –Нью-Йорке, Чикаго, Бостоне, Детройте, Токио, Милане – образуется фотохимическийтуман. В городах России подобных явлений не наблюдалось, однако условия для нихмогут возникнуть.

1.4. Кислотные дожди

Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотнойкислот, наносят значительный ущерб природе. Земля, водоемы, растительность,животные и постройки становятся их жертвами. На территории России в 1996 г.вместе с осадками выпало более 4 млн. т серы и 1,25 млн. т нитратного азота. ВМоскве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500кг серы на 1 км2.[5]

Увеличение кислотности водоемов приводит к гибели рыби водяных растений.

Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Лесавысыхают, развивается суховершинность на больших площадях.

Все больший ущерб кислотные дожди наносятсельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений,изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие,уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Кислотные дожди не только убивают живую природу, но иразрушают памятники архитектуры. Прочный, тверды мрамор, смесь окислов кальция(СаО и СО2), реагирует с раствором серной кислоты и превращается вгипс (СаSO4). Сменатемператур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал. Историческиепамятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние годы разрушаютсяпрямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу – шедевру индийскойархитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне – Тауэру и Вестминстерскомуаббатству. На соборе Св. Павла в Риме слой портлендского известняка разъеден на2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св. Иоанна тают, как леденцы. Чернымиотложениями изъеден королевский дворец на площади Дам в Амстердаме.

Спасать природу от закисления необходимо. Для этогопридется резко снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но в первуюочередь сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70-80%обусловливают кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от –местапромышленного сброса.

Таким образом, проблема “кислотных дождей” такжеявляется актуальной.

2. Загрязнения атмосферы

Огромная масса вод Мирового океана формирует климатпланеты, служит источником атмосферных осадков. Более половины кислородапоступает в атмосферу из океана, и он же регулирует содержание углекислоты ватмосфере, так как способен поглощать ее избыток, в Мировом океане ежегодновылавливается 85 млн. т рыбы. С одной стороны, это составляет всего около 1%мирового производства продовольствия, но, с другой – это 15% потребляемыхчеловечеством животных белков.

Реальную опасность экологическому равновесию в океанепредставляют следующие формы антропогенного воздействия: загрязнение акваторий;нарушение механизма воспроизводства морских организмов; отторжение берегового иэкваториального пространства для хозяйственных целей.

Реки выносят в океан промышленные отходы, сточныеводы, сельскохозяйственныеодобрения. Водные пространства морей и океанов – конечные вместилищаподавляющего большинства отходов. Многочисленные сточные воды различногопроисхождения, химикаты, часть мусора и другие отходы промышленных и сельскохозяйственных производств рано или позднопоступают в моря и океаны. Морские воды загрязняются в результате захороненияразличных отходов, удаления нечистот и мусора с кораблей, при исследовании днаморей 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.[6]

Океаны и моря загрязняются такими вредными для ихжизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды,радиоизотопы. Вредные вещества в океан несут загрязненные реки, туда сбрасываютсясточные воды различных промышленных предприятий, попадает сток с полей и излесов, обработанных пестицидами, потери нефти с перевозящих ее танкеров.

Газообразные токсические вещества, такие, как окисьуглерода, двуокись серы, поступают в морскую воду из атмосферы. В мировой океанс дождями ежегодно осаждается 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух свыхлопными газами автомобилей.[7]

Степень загрязненности вод в океане постоянновозрастает. Способность воды к самоочищению оказывается порой недостаточной,чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов.

Под влиянием течений загрязнения перемешиваются иочень быстро распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатыеживотными и растительностью, наносят серьезный ущерб состоянию морскихэкосистем и экономике в целом. Таким образом, вопрос защиты вод Мирового океанаявляется межгосударственной проблемой.

3. Эрозия, аридизация, деградация и загрязнение земель

3.1. Издавна бедой для земледельца была и все ещеостается эрозия почв. Современной науке удалось в определенной мере установитьзакономерности возникновения этого грозного явления, наметить и осуществить рядпрактических мер по борьбе с ним.

В зависимости от факторов, обусловливающих развитиеэрозии, выделяют два основных ее типа – водную и ветровую. В свою очередь,водная эрозия подразделяется на поверхностную (плоскостную) и линейную(овражную) – размыв почвы и подпочвы.

Скорость эрозии превышает скорость естественного формированияи восстановления почвы.

По оценкам научных учреждений, почвы сельскохозяйственных угодий России ежегоднотеряют около 1,5 млрд. т плодородного слоя вследствие проявления эрозии.Годовой прирост площади эродированных почв составляет 0,4-1,5 млн. га, оврагов– 80-100 тыс. га. Снижение урожая на эродированных почвах составляет 36-47%.[8]

Большой вред почвам наносит многократная механическаяобработка: вспашка, культивация, боронование и т.д. Все это усиливает ветровуюи водную эрозию. Теперь на смену традиционным методам обработки почв постепенноприходят почвозащитные с заметно меньшим объемом механического воздействия.

Важнейшую роль в борьбе с эрозией почв играютпочвозащитные севообороты, агротехнические и лесомелиоративные мероприятия,строительство гидротехнических сооружений.

3.2. Аридизация почвы – это сложный и разнообразныйкомплекс процессов уменьшения увлажненности обширных территорий и вызванногоэтим сокращения биологической продуктивности экологических систем “почва-растения”.Проявления аридизации (от частых засух до полного опустынивания) на обширныхтерриториях Африки, Юго-Восточной и Южной Азии, ряда стран Южной Америки крайнеобостряют проблемы продовольствия, кормов, воды, топлива, вызывают глубокиеизменения экосистемы. Угодья, окаймлявшие пустыни, не выдерживают нагрузки исами превращаются в пустыни, что приводит к ежегодной потере тысяч гектаровпригодных для сельского хозяйства земель. Процесс усугубляют и примитивноеземледелие, нерациональное использование пастбищ и других сельскохозяйственных угодий, хищническаяэксплуатация огромных территорий, которые возделываются без всякого севооборотаили ухода за почвой.

3.3. Острейшей экологической проблемой в Россииявляется деградация земель. Ярким примером этого служит некогда славившиесябогатством кормового разнотравья Черные земли Прикаспия, раскинувшиеся намиллионы гектаров. Сейчас значительная их часть стала полупустыней, руслоканала Волга-Чаграй, строительство которого было прекращено несколько летназад. Являет картину удручающего экологического бедствия.

Вторично засоленные почвы на сельхозугодьях занимают12,9 млн. га, на пашне их площадь за пять лет возросла на 1 млн. га и составила3,6 млн. га.[9]

В связи со строительством водохранилищ на рекахплощадь затопленных земель превысила 30 млн. га, из них 0,7 млн. га –мелководья.2 Все больше становятся площади подтопленных земель.

В результате подъема вод Каспийского моря затоплено иподтоплено 560 тыс. га сельскохозяйственныхугодий.

Кислые почвы на сельхозугодьях выявлены на 48,7 млн.га, из них 37,1 млн. га пашни. В лесостепной и центрально-черноземной зонахучастились кислотные дожди, что вызывает деградацию почв и появление новыхареалов кислых почв. На 50% площади черноземов, ранее не требовавшихизвесткования, этот прием становится необходимым.

Продолжаются процессы деградации, разрушения иуничтожения почв в засушливых районах на юго-востоке европейской части России,где на месте некогда продуктивных пастбищ и земель теперь все большую площадьзанимают барханные пески.

Деградация пастбищных земель в тундре происходит врезультате нарушения растительного покрова при освоении месторождений полезныхископаемых, неконцентрируемого бездорожного проезда автотранспорта, перегрузоколеньих пастбищ скотом, проведения геологоразведочных работ.

Все более опасный характер приобретает захламление изагрязнение земель несанкционированными свалками промышленных, бытовых, сельскохозяйственных и других отходов производстви потребления.

Вокруг многих промышленных предприятий землизагрязнены токсичными веществами. В России выявлено 730 тыс. га земель счрезвычайно опасным уровнем загрязнения почв.

Чем все это грозит человечеству вполне очевидно.

4. Уничтожение и деградация лесов и растительности

Ежегодно с лица нашей планеты в результате техногеннойдеятельности человека исчезают тысячи видов растений, насекомых и животных.

Ежегодно в мире вымирает один-два вида диких растений.Между тем один из видов растений обеспечивает существование в среднем 11 видовживотных (в тропических лесах – 20 видов).

Уничтожение лесов неизменно ведет к уничтожению порогаустойчивости биосферы, нарастанию разрушительной силы наводнений, селей, воднойэрозии, пылевых бурь, опустошительных засух у суховеев, ускорению процессовопустынивания.

С обезлесением ландшафтов постепенно уничтожаетсяживое вещество, обедняется биосфера в целом.

Зеленое убранство планеты сокращается в основном из-заинтенсивных заготовок древесины, расчистки лесных площадей под сельскохозяйственные угодья, пожаров и, конечно,в результате загрязнения окружающей среды. Сокращается и генетическоеразнообразие экологических систем, исчезли целые семейства растений, отдельныевиды животных. Скорость исчезновения видов животных и растений в 5000 разпревосходит естественный ход эволюции.

Велика роль растений в расщеплении углекислого газа ивыделении кислорода в атмосферу. Таким образом деревья восстанавливаютживительную силу отработанного воздуха.

Несомненно не составляет большого труда оценить всепоследствия и масштабы проблемы, связанной с уничтожением лесов.

Заключение

В данной работе автор рассмотрел основные проблемыэкологии современного мира, связанные с хозяйственнойдеятельностью человека. И решение данных проблем возможно на общепланетарноммежгосударственном уровне.

Список литературы

Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. – СПб:Изд-во СПбУ, 1992 г.

Вронский В.А. Прикладная экология. – Ростов-на-Дону:“Феникс”, 1996 г.

Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. –М.: Агентство “ФАИР”, 1998 г.

Протасов А.В., Молчанов К.С. Экология, здоровье иприродопользование в России. – М.: Финансы и статистика, 1995 г.

Экология России: Хрестоматия. – М.: АО “НДС”, 1995 г.

Для подготовки данной работы были использованыматериалы с сайта www.monax.ru/