Чем опасно загрязнение почв тяжелыми металлами. Проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами и возможные пути их решения. Загрязнение почв тяжёлыми металлами и другими продуктами техногенеза

Влияние на здоровье людей. Дыхательная система человека имеет ряд механизмов, помогающих защитить организм от воздействия загрязнителей воздуха. Но воздействие загрязнителей воздуха может перегрузить или разрушить эти естественные защитные механизмы, вызвав множество болезней дыхательной системы, таких как рак легких, хронические бронхиты и эмфизема легких, или способствуя развитию этих болезней. Пожилые люди, дети, беременные женщины и люди, страдающие болезнями сердца, астмой или другими респираторными заболеваниями, особенно чувствительны к загрязнению воздуха.

Организм человека, так же как и большинство живых организмов, способен без вреда для себя переносить присутствие определенного количества заг­рязняющих веществ. Содержа­ние их, ниже которого болезнен­ные реакции не наблюдаются, называют пороговым уровнем. При больших количествах про­являются последствия для здо­ровья. Они зависят как от кон­центрации вещества, так и от длительности его воздействия (экспозиции). При короткой экспозиции переносимы более высокие уровни загрязнителей, т.е. порого­вые для них значения могут быть выше при коротком воздействии и пони­жаться при более длительном

В периоды, когда загрязнение достигает высокого уровня, многие люди жалуются на головные боли, раздражения глаз и носоглотки, тошноту и об­щее плохое самочувствие. Присутствие взвеси кислоты, главным образом серной, коррелирует с учащением приступов астмы, а из-за угарного газа возникают ослабление мыслительной деятельности, сонливость и головные боли. С высокими уровнями аэрозолей, действующими в течение длитель­ного времени, связывают респираторные заболевания и рак легких.

Влияние на растительность. Растения гораздо чувствительнее к зага­зованности воздуха, чем люди. Это касается как сельскохозяйственных культур, так и дикорастущих видов.

Постоянное воздействие загрязнителей воздуха препятствует фотосин­тезу и росту растений, поглощению питательных веществ и приводит к тому, что листья и хвоя желтеют и опадают. Хвойные деревья, особенно на больших высотах, очень чувствительны к воздействию загрязнителей воз­духа вследствие большой продолжительности жизни и круглосуточного воздействия загрязненного воздуха на их иглы.

Кроме того леса, испытывающие воздействие загрязнителей, стано­вятся более чувствительными к поражению насекомыми и патогенами. Например, гибель сосен Желтой и Жеффрея в США вызывают, в основном, сосновые жуки-лубоеды, поселяющиеся на ослабленных деревьях. Даже обычно безобидные насекомые в сочетании с угнетением, обусловленным загрязнением, могут стать смертельно опасными.

Даже если не произойдет катастрофического отмирания растительно­сти, снижение первичной продуктивности, безусловно, должно сказаться на остальной экосистеме, в том числе и на почвах. Когда чувствительные виды гибнут, их место в ходе экологической сукцессии занимают более устойчивые.

В чистом воздухе растения вырастают значительно крупнее, чем в за­грязненном. Это свидетельствует о том, что существующие уровни загряз­нения подавляют их рост без очевидных признаков повреждений или от­клонения от нормы. Так, по некоторым данным, урожайность без загрязнения озоном повышается: у кукурузы - на 3 %, у пшеницы - на 8 %, у сои - на 17 %, у арахиса - на 30 %.

Следует отметить, что ответные реакции растений на действие загряз­нителей, используются при интегральной оценке качества среды - биоте­стировании.

Влияние на материалы. Стены, окна и другие поверхности становятся серыми и грязными, когда на них оседают взвеси. Краски и облицовочные материалы быстрее стареют. Без соответствующего ухода и покраски та­кие материалы, как железо и сталь, используемые для изготовления же­лезнодорожных рельсов, опор мостов и эстакад, корродируют и теряют прочность из-за загрязнения воздуха. Различные загрязнители воздуха ухудшают качество кожи, резины, бумаги, краски и ткани, особенно тка­ней из хлопка, вискозы и нейлона. Бесценные мраморные статуи, истори­ческие здания и витражи во всем мире подвергаются пагубному воздей­ствию загрязненного воздуха (кислотные дожди).

Кроме того, ясное синее небо и хорошая видимость вместо завесы смога имеют свою эстетическую ценность и психологическое значение.

Разрушение озонового слоя Земли. Озоновый слой защищает от агрессив­ного воздействия ультрафиолетового излучения поверхность Земли. Это слой расположен на высотах от 10 до 50 км, с максимумом концентрации от 18 до 30 км. Содержание озона в атмосфере очень мало - менее 4-10 -6 %. Для сравнения можно привести следующий пример: количество озона атмосфе­ры эквивалентно сплошному слою этого газа вокруг Земли, расположенного на этой же высоте, с толщиной слоя менее одного сантиметра.

Современная промышленность наряду с другими негативными воздей­ствиями на атмосферу своими выбросами воздействует и на эту компонен­ту атмосферы, что проявляется в сокращении общего количества озона ат­мосферы. В результате происходит уменьшение толщины озонового слоя над отдельными территориями (и даже континентами), что в итоге отража­ется на здоровье населения. В соответствии с официальными данными ООН, сокращение озонного слоя на 1 % означает появление во всем мире 100 тыс. новых случаев катаракты глаз и 10 тыс. случаев рака. С этим явле­нием связывают и рост легочных, иммунных, аллергических и других забо­леваний. Кроме этого, уменьшение в атмосфере озона приводит к усиле­нию «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почвы.

Озон – едкий, ядовитый газ. В нижних слоях атмосферы он является серьезным загрязнителем. Однако благодаря тому, что нижние слои ат­мосферы и стратосфера не перемешиваются, озон как загрязнитель в ниж­них слоях атмосферы и как существенный компонент стратосферы – с практической точки зрения совершенно разные вещи. Озон в стратосфе­ре – это продукт воздействия самого ультрафиолета на молекулы кисло­рода (О 2). В результате некоторые из них распадаются на свободные ато­мы, а те в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О 3). Однако весь кислород не превращается в озон, так как свободные атомы кислорода (О), реагируя с молекулами озона, дают две молекулы кислорода (О 2). Таким образом, количество озона в стратос­фере не статично, оно представляет собой результат равновесия между эти­ми двумя реакциями.

Сегодня известно более ста реакций, влияющих на концентрацию озо­на в атмосфере. Наиболее эффективным катализатором разрушения озона оказался атом хлора, возможность влияния которого на озоновый слой вы­явилась еще в 70-е годы прошлого столетия. А люди невольно поставляют такие атомы в стратосферу десятилетиями. Основным источником атомов хлора являются хлорфторуглероды (ХФУ или фреоны), то есть обыкновенные углеводо­родные молекулы, в которых некоторые атомы водорода замещены хлором и фтором. Эти газы нашли широкое применение в промышленности. Ког­да-то они рассматривались как идеальные для практического применения вещества, поскольку очень стабильны и неактивны, а значит, не токсичны. Как это не парадоксально, но именно инертность этих соединений делает их врагами стратосферного озона. Инертные газы не распадаются быстро в тропосфере и проникают в стратосферу, верхняя граница которой на высо­те 50 км. Когда молекулы этих веществ поднимаются до высоты примерно 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсив­ному воздействию ультрафиолетовой радиации, которая не проникает на меньшие высоты из-за блокирующего действия озона.

Озон образуется в верхних слоях стратосферы и нижних слоях мезос-феры в результате протекающих реакций:

Озон и атомарный кислород могут реагировать в кислородной атмос­фере согласно реакциям:

О 3 = О 2 + О

О 3 + О = 2О 2

Эти реакции образуют так называемый цикл Чепмена, являющийся одним из основных процессов разрушения озона. В этот процесс включа­ются и другие озоноразрушающие вещества, например, те же самые фреоны (ХФУ). Разрушаясь под действием жесткого ультрафиолета, ХФУ вы­деляют в стратосферу атомарный хлор, который включается в реакцию с озоном, разрушает его и восстанавливается до атомарного хлора:

Сl + О 3 = СlO + О 2

СlO + О = С1 + О 2

Таким образом, разложение ХФУ солнечным излучением создает ка­талитическую цепную реакцию, согласно которой один атом хлора спосо­бен разрушить до 100 000 молекул озона.

Поскольку в атмосферу выбрасываются тонны хлорфторуглеродов, то этот процесс может привести к накоплению этих веществ в стратос­фере в концентрации, достаточной для серьезных повреждений озоно­вого экрана.

За последние годы содержание озона, поглощающего ультрафиолет, уменьшилось на 3-8 %. Слово «озоновая дыра» звучит как сигнал обще­ственной тревоги. Абсолютный минимум содержания озона обнаружен над Санкт-Петербургом – 45 %, над Антарктидой – 50 % ниже нормы.

В соответствии с Монреальским протоколом (1987 год), к концу 1994 года было снижено производство ХФУ на 20 %, а к 1999 году - еще на 30 %. В 1990 году была достигнута договоренность о полном прекращении про­изводства ХФУ к 2000 году.

Необходимо отметить, что в последнее время появилось множество дру­гих гипотез, объясняющих причину уменьшения озонового слоя Земли и появления озоновых дыр. Однако официально признанной версией явля­ется «фреоновая».

Кислотные осадки. Уже более ста лет кислотные осадки признаются серь­езной проблемой в индустриальных и прилегающих к ним районах, но их влияние на экосистемы было отмечено только в 50-х годах XX века, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяции рыбы во многих озерах Швеции, провинции Онтарио (Канада) и гор Адирондак (штат Нью-Йорк). В поисках причины этого были предложены разнообразные гипотезы. Швед­ские ученые первыми определили, что все дело в повышенной кислотности воды, и связали ее с ненормально низкими значениями рН осадков. С тех пор, по мере распространения экологического ущерба, выяснились различ­ные пути разрушительного влияния осадков на экосистемы.

Кислотными называют любые осадки - дожди, туманы, снег, для ко­торых водородный показатель рН < 5,6. К ним также относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, иногда называемых кислотными от­ложениями. По существу, кислотный дождь представляет собой следствие взаимного воздействия друг на друга различных сфер Земли (атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы).

Установлено, что из-за углекислого газа, находящегося в атмосфере, и попавших туда естественным путем микроэлементов, осадки могут быть кислыми и без воздействия человека (рН = 5,6), то есть существует «естествен­ный кислотный дождь». Деятельность же человека накладывается на есте­ственный «базис». Проблема возникает из-за того, что эмиссия загрязня­ющих среду веществ ограничена относительно узкой территорией. Большая часть загрязняющих веществ высвобождается над наиболее загрязненны­ми территориями Европы и Северной Америки, что составляет примерно 5 % суши. Кое-где искусственная эмиссия в 5-20 раз превышает естествен­ную. В этих районах, простирающихся на сотни и тысячи километров, ок­ружающая среда уже не может выдерживать дополнительных нагрузок, не изменяясь.

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной и азотной кислот. Обычно кислотность на две трети обусловлена первой из них и на одну треть - второй. Присутствие в этих формулах серы и азота показывает, что проблема связана с выбросом этих элементов в воздух.

К наиболее важным соединениям серы, находящимся в атмосфере и определяющим кислотность, относятся диоксид серы, серооксид углеро­да, сероуглерод, сероводород и диметилсульфид. К наиболее важным со­единениям азота относятся: оксиды азота, аммиак, азотная кислота. В це­лом, количество естественных и искусственных выбросов соединений азота приблизительно одинаково, однако последние, так же как и выбросы соединений серы, подвергаются меньшему разбавлению и сосредотачивают­ся на ограниченных территориях Земли.

Согласно данным об общих объемах выбросов диоксида серы и окси­дов азота из разных источников, кислотные осадки связаны в первую оче­редь с работой тепловых электростанций, транспорта и промышленных предприятий. Так как кислотность осадков на две трети обусловлена ди­оксидом серы, а три четверти этого вещества выбрасываются в воздух топ­ливными тепловыми электростанциями, их работой объясняется более 50 % кислотных осадков.

Влияние кислотных осадков на окружающую среду проявляется в сле­дующем.

1. Влияние на водные экосистемы.

Значение рН среды чрезвычайно важно, так как от него зависит дея­тельность почти всех ферментов, гормонов и других белков, регулирую­щих метаболизм, рост и развитие в организмах водных живых существ.

2. Влияние на леса.

Кислотные осадки, как и озон, являются одной из важнейших причин деградации растительности, и в первую очередь лесов. Обнаружены сле­дующие пути влияния кислотных осадков на растительность:

нарушение их защитной поверхности при прямом контакте. Кис­лоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов;

вымывание биогенов. Ионы водорода легко вытесняют ионы биогенов с частиц почвы и гумуса;

концентрирование алюминия и других токсичных элементов. Токсичные элементы, в том числе алюминий, ртуть и свинец, могут концентрироваться при подкислении среды.

3. Влияние на людей и изделия.

Одно из наиболее ощутимых послед­ствий кислотных осадков – разрушение произведений искусства. Извест­няк и мрамор – излюбленные материалы для оформления фасадов зда­ний и сооружения памятников. Взаимодействие кислоты и известняка приводит к их очень быстрому выветриванию и эрозии. Памятники и зда­ния, простоявшие сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными из­менениями, сейчас растворяются и рассыпаются в крошево.

Глобальное потепление. Световая энергия, проникающая сквозь атмос­феру, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в тепловую энер­гию и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ и некоторые другие газы, называемые парниковыми (метан, хлорфторуглероды, оксид азота), в отличие от других природных компонентов ат­мосферы вторично поглощают инфракрасное излучение земной поверхности. При этом они нагреваются и в свою очередь нагревают атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней парниковых газов, тем больше инфра­красных лучей будет поглощено, тем теплее она станет.

Температура и климат, к которому мы привыкли, обеспечиваются кон­центрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03 %. При этом содержание углекислого газа в воздухе в естественных условиях (без антро­погенного добавления его в атмосферу) поддерживалось на одном уровне, так как его поступление в атмосферу за счет дыхания и горения и вулкани­ческих выбросов в среднем равнялось его поглощению из атмосферы фотосинтезирующими растениями.

В настоящее время это равновесие нарушено. Интенсивно уничтожая леса и используя ископаемое топливо, человечество включило одновремен­но два мощнейших процесса, способствующих быстрому росту концент­рации атмосферного углекислого газа. При сжигании ископаемого топли­ва масса выделяемого углекислого газа утраивается, поскольку каждый атом углерода топлива в процессе горения и превращения в углекислый газ при­соединяет два атома кислорода. Каждый год сжигается около 2 млрд. т ископаемого топлива, значит, в атмосферу поступает почти 5,5 млрд. т угле­кислого газа. Еще приблизительно 1,7 млрд. т его поступает за счет сведения лесов и окисления органического вещества почвы - гумуса.

В результате концентрация углекислого газа в атмосфере, составлявшая в начале XX в. около 0,029 %, к настоящему времени достигла 0,035 %, то есть выросла на 28 %. По оценкам МГЭИК (Межправительственной группы эк­спертов по изменению климата) предполагается, что если не будет принято каких-либо мер по сокращению эмиссии, будет удвоение содержания СО 2 к 2060-2080 годам. При этом может произойти повышение средней глобальной температуры приземной атмосферы примерно от 1,5 до 4,5 °С, что вызовет подъем уровня океана по разным оценкам от 0,3 до 1 м. Это повышение температуры будет неравномерным: в два раза ниже в тропиках и в два раза выше в высоких широтах. Значительные разногласия возникают по вопросу о том, к чему приведет это потепление. Однако саму возможность потепле­ния никто не отрицает.

Другие парниковые газы (метан, хлорфторуглероды (ХФУ) и оксиды азота) поглощают инфракрасное излучение в 50-100 раз интенсивнее, чем углекислый газ. Следовательно, хотя их содержание в воздухе значитель­но ниже, они также могут значительно влиять на температурный режим планеты.

В настоящее время ожидаемыми последствиями потепления считаются:

Затопление обширных густонаселенных зон и образование милли­онов экологических беженцев;

Более сильное потепление на полюсах вызовет ослабление циркуля­ции атмосферы, что изменит распределение осадков - увеличение их количества в Северной Африке и уменьшение - в Северной Америке;

Виды флоры и фауны не будут успевать адаптироваться к быстро ме­няющимся климатическим условиям;

Изменение привычного климата на климат более неустойчивый, что нанесет вред сельскому хозяйству многих стран мира и неблагоприятно скажется на здоровье населения этих стран.

В 1992 году в Рио-де-Жанейро мировое сообщество приняло Конвенцию об изменении климата. Цель - добиться такой стабилизации выброса пар­никовых газов, чтобы не допускалось опасного воздействия на климати­ческую систему. Страны договорились к 2000 году стабилизировать эмиссию парниковых газов на уровне 1990 года (по всему миру выброс углерода со­ставлял 6 гигатонн в год). Конвенция вступила в действие в 1994 году. В 1997 году в Киото состоялась международная конференция стран-участников Конвенции ООН об изменении климата. Результаты пятилет­ней борьбы с парниковыми газами оказались плачевными. США планиру­ет достичь уровня эмиссии лишь к 2008 году. Причем на долю США прихо­дится 25 % от всего выброса углекислого газа и стабилизация его выброса обойдется в 9 млрд. долларов. В Канаде за пять лет выбросы парниковых газов увеличились на 15 %. В Японии за 1996 год эмиссия выросла на 8,3 %. Внутри Евросоюза ситуация также неоднозначна. Если в Люксембурге, Германии, Дании, Нидерландах и Великобритании выбросы уменьшились, то Португалия, Греция, Испания и Швеция, наоборот, намерены их уве­личить. Китай, Индия и другие развивающиеся страны, ссылаясь на бед­ность, не принимали и не принимают на себя каких-либо обязательств, несмотря на то, что одной из первых от потепления может пострадать имен­но Индия. Итоговый протокол зафиксировал обязательства стран ЕС со­кратить к 2010 году выбросы на 8 % по сравнению с 1990 годом. США оговорили для себя рубеж в 7 % и Япония - в 6 %. В США сразу же охарактеризовали данное обязательство как политически неприемлемое, угрожающее наци­ональной безопасности.

Одним из механизмов выполнения обязательств по сокращению эмис­сии парниковых газов может стать предложенная США международная система торговли квотами. Предприятия и компании, не имеющие техно­логической возможности уменьшить выбросы, в этом случае могли бы по­купать неиспользованные разрешения на выброс у организаций, перевы­полнивших свои обязательства.

Таким образом, антропогенная деятельность привела к разнообразным, сложным проблемам экологического характера.

Загрязнение в атмосферы

Загрязнение атмосферы - привнесения в атмосферу или образование в ней физико-химических агентов и веществ, обусловленное как природными, так и антропогенными факторами.

Естественными источниками загрязнения атмосферы служат вулканизм, лесные пожары, пыльные бури, выветривание и пр. Эти факторы не угрожают отрицательными последствиями природным экосистемам, за исключением некоторых катастрофических природных ЯвленийТакже источником запыленности атмосферы могут быть крупные лесные пожары, дым от которых распространяется на тысячи км. Это приводит к значительному уменьшению притока солнечной радиации к земной поверхности.

Однако в последние десятилетие антропогенные факторы загрязнения атмосферы стали превышать по масштабам естественные, приобретая глобальный характер. Они могут оказывать различные воздействия на атмосферы: непосредственное - на состояние атмосферы (нагревание, изменение влажности и др.); воздействие на физико-химические свойства атмосферы (изменение состава, увеличение концентрации СО2, аэрозолей, фреонов и пр.); воздействие на свойства подстилающей поверхности (изменение величины альбедо, системы «океан-атмосфера» и др.) (Израиль, 1984). К основным источникам загрязнения относятся: промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетика, сельское хозяйство и др. Среди отраслей промышленности особенно токсичные выбросы в атмосферу дают предприятия цветной металлургии, химической, нефтяной, чёрной металлургии, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и т.д.

Парниковый эффект

Систематические наблюдения за диоксидам углерода в атмосфере показывают, что оно растёт. Известно, что в атмосфере, подобно стеклу в оранжереи, пропускает лучистую энергию Солнца с поверхности Земли, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение Земли и тем самым создаёт так называемый тепличный(парниковый) эффект.

Глобальное изменение климата тесно связаны с загрязнением атмосферы промышленными отходами и выхлопными газами. Влияние тепловой цивилизации на климат Земли - реальность, последствия которой ощущаются уже сейчас. Глобальное потепление атмосферы связано с повышением содержания в ней углекислого газа из-за вырубки лесов, поглощающих его, и сжиганием такого топлива, как уголь и бензин, при котором происходит выброс этого газа в атмосферу.

Глобальное потепление способствует раннему таяния снега, в результате чего возрастает поглощение почвой солнечной энергии, которая испаряет в ней влагу, соседствуя засухе. Кроме того, тепловые, насыщенные влагой воздушные массы сдвигаются в северном направлении, в результате чего выпадает меньше дождей.

Первые заключения учёных о неизбежности антропогенного изменения климата привлекло внимания правительственных организаций в нашей стране. Ещё в 1961г. коллегия Госкомгидрометслужбы признала возможность потепления и решила организовать систематические исследования влияния хозяйственной деятельности на глобальный климат. Основными источникам CO2 антропогенного происхождения является сжигания ископаемого топлива (уголь, нефть, газ и др.) - ежегодна более 9 млн. т. условного топлива. Во всём мире в конце 80-х годов выбрасывалось в атмосферу около 8 млрд. т. диоксида углерода, что составило 1т. на каждого жителя планеты. Интересны показатели его выброса по определенным странам.

Отрицательные последствия парникового эффекта. Среди приоритетных глобальных проблем особо выделяется повышение уровня Мирового океана в условиях потепления климата нашей планеты. Основные причины: таяние материковых и горных ледников, морских льдов, >тепловое расширение океана и т.д… Поэтому во многих странах проводятся работы по моделированию экологических последствий повышение уровня моря достигает примерно 25 см. за 100 лет. При значительном повышение температуры воздуха (более 1,5-2 градуса), площадь горного оледенения,>площадь и толща морских льдов начнут интенсивно уменьшаться, что приведет к контрастному повышению уровня моря и океана (к концу 21 векаоно составит 0,5-2 м.). Все это приведет к возникновению сложных >экологических и социально-экономических проблем: заполнение приморских равнин, усиление абразионных процессов, ухудшение водоснабжения приморских городов, деградация мангровой растительности и так далее. Подсчитано, что подъем уровня океана на 1 м. вызовет затопление 20% территории Бангладеш и сельхозугодий Египта, пострадают многие крупные приморские города Китая, катастрофическим наводнениям подвергнется

К отрицательным последствиям парникового эффекта локального характера, особенно для России, где почти 50% ее территории занято многолетнемерзлыми породами (вечной мерзлотой) можно отнести: увеличение сезонного протаивания грунтов, что создает угрозу дорогам, строениям и коммуникациям, активация процессов термокарста, заболачивания, ухудшение состояния лесных массивов на вечной мерзлоте и другие. По линии ЮНЕСКО начала осуществляться Международная программа «Глобальная система наблюдений за уровнем моря» (ГЛОСС), которая в будущем поможет уменьшить негативные последствия значительного повышения уровня Мирового океана на прибрежные экосистемы.

АЗОНОВЫЕ ДЫРЫ

Важнейшей составной частью атмосферы, влияющей на климат и защищающей все живое на Земле от излучения Солнца, является озоносфера. Основная масса озона находится на высотах от 10 до 50 км., а его максимум - 18-26 км… Всего в стратосфере содержится 3,3 трлн.т. озона. В слое озоносферы озон находится в очень разложенном состоянии. Если бы все количество озона собрать при давлении 760 мм. рт. ст. и температуре 20 градусов, то толщина этого слоя составила бы всего 2,5-3 мм..

Важной особенностью атмосферного озона является то, что этот газ крайне неустойчив. Постепенно происходит процесс разрушения озона, поэтому даже для существования такого количества необходимых факторов, которые обеспечивают непрерывное его образование. В среднем в атмосфере Земли ежесекундно образуется и исчезает около 100 т. озона.

Несмотря на малое количество, атмосферный озон играет исключительно важную роль в процессах радиационного переноса солнечной энергии. Он практически полностью поглощает ультрафиолетовую радиацию Солнца.

Поглощение озоном солнечной энергии определяет нагрев атмосферы на высотах 30-60 км., что, в свою очередь, через сложнейшие механизмы взаимодействия формирует сложившиеся в атмосфере Земли динамические и тепловые процессы, определяет в конечном счете особенности циркуляции атмосферы и специфику климата на нашей планете.

Активную роль в процессах образования и разрушения озона играют окислы азота, тяжелых металлов (меди, железа, марганца), хлор, фтор, бром. Общий баланс озона в стратосфере регулируется, поэтому сложным комплексом процессов. С учетом сложившегося в настоящее время газового состава стратосферы в порядке оценки можно говорить, что около 70% озона разрушается по азотному циклу, 17%-по кислородному, 10%-по водородному, около 2%-по хлорному и другим циклам и около 1,2% поступает в тропосферу. Важно отметить, что в этом балансе азот, хлор, кислород, водород и другие компоненты участвуют как бы в виде катализаторов, не меняют своего содержания, поэтому процессы, приводящие к их накоплению в стратосфере или удалению, существенно сказываются на содержании озона. В связи с этим попадание в верхние слои атмосферы даже относительно небольших количеств такого рода веществ может устойчиво и долгосрочно влиять на установившийся баланс, >связанный с образованием и разрушением озона, и привести к тем последствиям, о которых уже было сказано.

Истощение озонового слоя в атмосфере земли приводит к увеличению потока УФ-лучей на земную поверхность, что создает опасность для всего живого на нашей планете. По данным ВОЗ, уменьшение озона на 1% приводит к увеличению заболеваний людей раком кожи на 6%; значительно ослабляется иммунная система человека. Рост интенсивности ультрафиолетового излучения может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, к гибели фитопланктона в океане, к нарушению глобального баланса диоксида углерода и кислорода и т.д.

Кислотные дожди

Кислотный дождь- имеет рН менее 5,6. Выпадение кислотных дождей связано с антропогенным загрязнением атмосферы выбросами диоксида серы и оксидов азота (ежегодно в мире- более 255 млн. т.) (при сжигании любого ископаемого топлива: уголь, мазут, горючий сланец, автотранспорт). От этого в различных регионах мира погибают леса на площади более 31 млн. га. Так, на территории Германии кислотными дождями повреждено около 35% площади лесных массивов страны, а в Канаде уже погибли старейшие леса (возраст до 300 лет) из бальзамической ели. Кислотные выпадения привели к ухудшению состояния и гибели горных лесов из красной ели в северных Аппалачах. Все это резко снизило прирост лесов и ухудшило естественное лесовозобновление. Отмечены случаи поражения лесов и в нашей стране. Значительно снижается под воздействием кислотных дождей >урожайность некоторых с/х культур (хлопчатника, томатов, винограда, цитрусовых и др.) в среднем на 20-30%

От кислотных осадков пострадали особенно озерные водоемы в Канаде, Норвегии, Швеции, Финляндии, США и др. Так, в Швеции около 15000 озер повреждены воздушными загрязнениями, причем в 1800 озерах полностью утрачены признаки жизни. В Канаде закислены более 14000 озер, в Норвегии из 5000 обследованных озер в 1750 исчезла рыба и т.д. Пострадали от кислотных выпадений также озера нашей страны. Например, на территории Карелии в результате выпадения кислотных дождей (с рН менее 4,7) отмечены частые случаи закисления многих озер, что вызвало сокращение запасов лососевых и сиговых рыб. Во многих озерных экосистемах увеличение кислотности вод, т.е. понижение величины рН, приводит к деградации популяций видов рыб и других обитателей. И в конечном счете бурное развитие белого мха свидетельствует о том, что данный водоем стал биологически мертвым.

Кислотные дожди, как уже отмечалось выше, отрицательно воздействуют на почвы, в частности при увеличении рН менее. 5,0 начинается прогрессивное уменьшение их плодородия, а при рН, равным 3,0, почвы становятся практически бесплодными. Уменьшение их плодородия, а при рН, равным 3,0, почвы становятся практически бесплодными. Наибольшей >опасности закисления подвержены подзолистые почвы таежной зоны. Повышенная кислотность ускоряет коррозию металлических конструкций зданий, мостов, плотин и др., а также наносит серьезный ущерб памятникам архитектуры (Колизей в Риме, собор Св.Марка в Венеции, храмы и усыпальницы в Японии и др.) Поэтому многие европейские страны США, Канада, Япония и др. подписали Международное соглашение по борьбе с кислотными дождями, предусматривающее сокращение выбросов серы к 1993 году на 30% (Вронский, 1991).

Выбросы автотранспортом

Автомобиль - не роскошь, а средство передвижения. Это известно всем. Но то, что машины из блага цивилизации может превращаться в ее бич, человечество стало понимать сравнительно недавно. Чем больше машин выходит на улицы, тем труднее горожанам мирно сосуществовать с их стальным гудящим и гадящим потоком. В выхлопах двигателей внутреннего сгорания содержатся окись углерода, окись азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, телиеылые металлы. Окись углерода попадая в кровь, так действует на красные кровяные шарики- эритроциты, что они теряют способность транспортировать кислород. В результате наступает кислородное голодание, что прежде всего сказывается на центральнойнервной системе. Когда мы вдыхаем окислы азота, они в дыхательных путях соединяются с водой и образуют азотную и азотистую кислоту. В результате возникают не только раздражения слизистых, но и весьма тяжёлые заболевания. Считается, что окислы азота в 10 раз опаснее для организма, чем окись углерода.

Типичным представителем концентрогенных веществ, т.е. веществ, способствующих возникновению раковых опухолей, является бенз(а)пирен. Достаточно сказать, что учёные уже обнаружили в этих газах около 200 компонентов. Именно, в развитии автотранспорта и, стало быть, во всё большем засорении городского воздуха автомобильными газами многие учёные видят главную причину увеличения смертности от рака лёгких. Частота этого заболевания в городе намного выше чем в сельской местности.

В настоящие время" в мире насчитывается 800 млн. автомобилей, в том числе 80 мил. грузовых и примерно 1 мил. городских автобусов.

Общая противоположность автомобильных дорог во всём мире составляет более 18,3 мил. км. (458 экваторов); 10,9 мил. км. приходится на дороги с твёрдыми покрытиями. Подобно тому как мельчайшие кровеносные сосуды пронизывают всё тело, так и дороги приходят в самые отдаленные уголки планеты.

Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чём не выявляются так резко, как в деле защиты природы, с одной стороны, он облегчил человеку жизнь, с другой - отравляет её в самом прямом смысле слова. Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4т. кислорода, выбрасывая с отработанными газами примерно 800 кг. оксида углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеродов. Если помножить эти цифры на 800 млн. ед. мирового потока автомобилей, можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автомобилизации.

Увеличения количества взвешенной в воздухе и осевшей на поверхности пыли объясняется также повышенным износом асфальтового покрытия автомобильных дорог вследствие применения ошипованных шин.

Загрязнение атмосферы сообщение кратко расскажет Вам все об этом явлении современности.

Загрязнение атмосферного воздуха – это любое изменение его состава и свойств, оказывающее негативное влияние на человеческое здоровье, здоровье животных, состояние экосистем и растений.

Какие существуют виды загрязнения?

Загрязнения бывают:

• Естественными или природными . Они вызванные природными процессами: выветриванием горных пород, вулканической деятельностью, массовым цветением растений, ветровой эрозией, дымом от степных и лесных пожаров.
• Антропогенными . Они вызванные выбросом разных загрязняющих веществ в ходе деятельности человека.

Типы атмосферного загрязнения:

• Местное. Характеризуется большим содержанием загрязняющих веществ на малых территориях — промышленный район, сельскохозяйственная зона, город.
• Региональное. Сфера негативного воздействия распространяется на значительное пространство.
• Глобальное. Осуществляется постепенное накопление экологических и климатических изменений планетарного масштаба.

Типы загрязнения относительно агрегатного состояния:

• Жидкие: щелочи, кислоты, растворы солей.
• Газообразные: оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, оксид углерода.
• Твердые: смолистые вещества, канцерогенные вещества, неорганическая и органическая пыль, свинец и его соединения, сажа.

Основные источники и факторы загрязнения атмосферы

Сегодня основными источниками загрязнения выступают такие отрасли:

• Теплоэнергетика – атомные и тепловые электростанции, городские и промышленные котельные.
• Предприятия цветной и черной металлургии.
• Производство стройматериалов.
• Машиностроение.
• Нефтехимическая и нефтедобывающая промышленность.
• Химическая промышленность.
• Загрязнение атмосферы транспортом

Также атмосферу загрязняют вулканические извержения вулканов, лесные пожары, пыль и бытовые отходы. Особенно пагубное загрязнение атмосферы газами автотранспорта. Они способны накапливаться в воздухе и вызывать приступы астмы у человека.

Контроль загрязнения атмосферы

Качество атмосферного воздуха строго регламентируется — установлены допустимые концентрации, которые не приносят вреда здоровью человека. Для контроля и очищения загрязненного воздуха создаются курортные и санаторные зоны, пансионаты, дома отдыха, туристические базы, парки, дачные участки и спортивные площадки.

Для контроля состояния воздуха постоянно ведутся проверки максимально разовых и среднесуточных допустимых концентраций выбросов для предотвращения вреда, исходящего от них. Особенно это важно в зонах, где размещены предприятия, на которых работают люди.

Контроль промышленных выбросов определяет параметры газопылевых потоков, и выявляют вещества, выбрасываемые в воздух.

Результаты загрязнения атмосферы

Преждевременно в мире из-за загрязнения воздушной среды в год умирает 3,7 млн. человек. В промышленных крупных центрах наблюдается такое явление, как смог – скопление воды, пыли и дыма. Он уменьшает видимость на дорогах, от чего количество ДТП учащается. Агрессивные вещества в его составе отрицательно влияют на животный и растительный мир, вызывают коррозию металлических конструкций, у людей вызывают головную боль, першение в горле и слезотечение.

Скопление оксидов азота и серы в воздухе приводит к появлению кислотных дождей. Попав в водоемы, они вызывают погибель рыб, а те, которые выжили — не дают больше потомства. Кислотные дожди обедняют почву, выщелачивая питательные вещества. Они ослабляют растения и обжигают листья. Такие дожди разъедают трубы, машины, памятники и фасады зданий.

Повышенное количество метана, углекислого, озона и водяного пара приводит к росту температуры и потеплению климата.

Под влиянием атомов кислорода, хлора, брома и водорода образуются «озоновые дыры», вследствие чего усиливается воздействие ультрафиолетовых лучей на флору и фауну, ведет к развитию онкологических заболеваний у человека.

Надеемся, то доклад на тему «Загрязнение атмосферы» помог Вам подготовиться к занятию. А рассказ о загрязнении атмосфере Вы можете дополнить через форму комментариев ниже.

Атмосфера земли является газовой оболочкой планеты. Данная оболочка имеет послойное строение и относительно стабильный газовый состав. Атмосферный воздух включает азот (более 78%), кислород (более 20%) и около 1% других газов, в том числе углекислого газа, неона, аргона, метана, гелия, водорода, т.д. Воздух – это наиболее важная природная среда, без которой невозможно существование жизни на планете.

В настоящее время вследствие хозяйственной деятельности человека происходит интенсивное загрязнение атмосферы. Это искусственное, или антропогенное загрязнение. Также ученые выделяют естественное загрязнение воздушной оболочки в связи с воздействием факторов неживой природы. Понятие «загрязнение атмосферы» подразумевает привнесение в воздух каких-либо не характерных для него химических, физических и биологических веществ, либо повышение их концентрации. Соответственно, загрязнение может быть трех видов: химическое, физическое и биологическое.

Физическое загрязнение включает механическое (твердые частички, пыль), электромагнитное (разные типы электромагнитных волн, включая радиоволны), радиоактивное (изотопы и радиоактивные лучи), тепловое (выбросы теплых воздушных масс, др.), шумовое (шум, низкочастотные колебания воздуха).

Химическое загрязнение подразумевает загрязнение воздуха газообразными летучими веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями воздуха считаются оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, альдегиды, диоксид серы, тяжелые металлы, аммиак, радиоактивные изотопы и атмосферная пыль. Из тяжелых металлов наибольшей концентрации в промышленных регионах достигают соединения свинца, меди, цинка, хрома, кадмия.

Биологическое загрязнение атмосферы, в большинстве случаев, микробной природы. Примером может служить загрязнение воздуха спорами и вегетативными формами грибов и бактерий, вирусами, в том числе их продуктами жизнедеятельности.

В настоящее время главными загрязнителями атмосферы считаются углекислый газ, оксид углерода, диоксиды серы, а также газовые компоненты, повышение концентрации которых влияет на температурный режим тропосферы (метан, фреоны, диоксид азота, озон). Интенсивное загрязнение атмосферы обусловлено работой промышленных предприятий черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических комбинатов, строительной индустрии, энергетической и целюлозно-бумажной промышленности. Основные источники загрязнения воздуха – тепловые электростанции, так как от этих предприятий в атмосферу поступает дым с углекислым и сернистым газом. Металлургические заводы выбрасывают в атмосферу сероводород, окиды азота, фтор, хлор, аммиак, соединения фтора, мышьяка, ртути. Цементные и химические предприятия наносят не меньший урон газовой оболочке планеты. Большое количество опасных газов поступают в атмосферу вследствие сжигания топлива для потребностей промышленности и отопления помещений, в результате работы двигателей транспортных средств и при переработке промышленных отходов.

Похожие матери алы: