Проблемы воздушной среды и климата Земли
С экологической точки зрения, все продукты техносферы, не вовлекаемые в биотический круговорот, являются загрязнителями. К ним относятся даже химически инертные вещества, поскольку они занимают место и становятся балластом экотопов. Продукты производства также со временем становятся загрязнителями, представляя собой «отложенные отходы» . В более узком значении, материальными загрязнителями − поллютантами (от лат. pollutio − марание) − считают отходы и продукты, которые могут оказывать более или менее специфическое негативное влияние на качество среды или на реципиентов. В зависимости от того, какая из сред − воздух, вода или земля − загрязняется теми или иными веществами, различают соответственно аэрополлютанты, гидрополлютанты и терраполлютанты. Загрязнение окружающей среды относится к непреднамеренным, хотя и очевидным экологическим нарушениям. Некоторые из них, например, техногенная эмиссия углекислого газа или тепловое загрязнение, принципиально неизбежны, пока существует топливная энергетика.
Последствия загрязнения представлены на рис. 4: окружающей среды 1. Ухудшение качества окружающей среды. 2. Образование нежелательных потерь вещества, которые превращаются в безвозвратные отходы. 3. Необратимое разрушение не только отдельных экологических систем, но и биосферы в целом. 4. Потери плодородных земель, снижение продуктивности экологических систем и в целом биосферы 5. Прямое или косвенное ухудшение физического и морального состояния человека.
Рис. 4. Классификация техногенных загрязнений окружающей среды
Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются ПДК (предельно допустимые концентрации). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды в отношении человека. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время используется около 500 тыс. химических соединений. При этом около 40 тыс. соединений обладают весьма вредными для живых организмов свойствами, а 12 тыс. − высоко токсичны. Наиболее распространенные загрязнители − зола, пыль, оксиды металлов, соединения серы, азота, хлора, фтора, аэрозоли и пр. Агрегатное состояние этих веществ: твердые, жидкие, газообразные и смешанные.
Промышленные выбросы классифицируются также: 1. по организации отвода − организованные и неорганизованные): а) организованные промышленные выбросы − поступают в окружающую среду (через специально сооруженные газоотводы, водоводы и трубы; б) неорганизованные промышленные выбросы − поступают в виде произвольных водных или газовых потоков, образующихся в результате отсутствия или неудовлетворительной работы очистки. 2. по режиму отвода − непрерывные и периодические. 3. по температуре − температура потока (выше, ниже или равна температуре окружающей среды); 4. по признакам очистки − чистые, нормативно очищенные, частично очищенные, без очистки.
Физическое загрязнение состояния среды подразделяется: а) тепловое − в результате повышения температуры в с связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды и отходящих газов; б) световое − нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света; в) шумовое − увеличение интенсивности шума сверх природного уровня; г) электромагнитное − изменение электромагнитных свойств среды; д) радиоактивное повышение естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ. Объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) служат компоненты биотопа (атмосфера, вода, почва) и биоценоза (растения, животные и микроорганизмы).
К антропогенным источникам загрязнения относятся: 1. эмиссии промышленных теплоэнергетического комплекса; предприятий и 2. бытовые отходы; 3. отходы животноводства 4 4. отходы предприятий и транспорта; 5. химические вещества, вводимые человеком в экологическую систему для защиты полезных видов от вредителей, болезней и сорняков.
Северного полушария. Положение террито рии Росси на путях западного переноса ветра, богатая растительность и влажный климат позволяют ей играть роль "фильтра" − очистителя атмосферных загрязнений, поступающих из стран Европы, где антропогенная нагрузка многократно выше, чем в России.
1. 2. Разрушение и химическое загрязнение среды Россия производит от 4 до 12% мировых загрязнений разного типа. Это несколько выше, чем ее вклад в народонаселение (2, 5%) и валовую продукция (3%), но ниже, чем занимаемая территория. В целом же масса загрязнений, поступающих с единицы территории России оценивается ниже среднемирового уровня. При этом основная масса поступаю щих в атмосферу загрязнений оседает на территории самой России. Из за преобладания западных ветров воздушные поллютанты Западной Европы пе реносятся на леса Сибири, где и нейтрализуются. Эта ситуация характерна и для водных загрязнений, особенно в Азиатской части России. Здесь подавляющая часть сточных вод, по ступаяв верховья Сибирских рек азиатских стран, очищается пройдя путь до Северного Ледовитого океана. Исключение составляют Черное и Балтийское моря, куда попадает некоторая часть сточных вод России. Сильнее всего Россия загрязняет внутренние моря − Белое, Азовское и Каспийское. В то же время к берегам Севера Европейской части России поступает поток загрязнений с Атлантики, приносимых сюда течением Гольфстрим.
Экологическая ситуация в России близка к среднемировому ее уровню. Однако она представляет собой экологическую угрозу для мира с точки зрения потенциальной аварийной опасности: 1. здесь захоронено около 50% урановых отходов мира, а также других высокотоксичных веществ; 2. трубопроводы, химические и нефтеперерабатывающие предприятия, сооружения ВПК, производственные фонды которых уже на 70% изношены и находятся в состоянии, близком к аварийному; 3. продолжается развитие экономики за счет наиболее ресурсоемких многоотходных производств теплоэнергетики, металлургии и других производств. Роль России в сохранении биосферы земли определяется большим размером ее территории (12% суши), две трети которой слабо преобразованы, а также самым большим массивом сохранившихся лесов(40% площади страны) и сосредоточением 10% запасов пресной воды планеты. Эти свойства природы позволяют России выполнять роль стабилизатора основных природных процессов в восполнении запасов кислорода Земли, ее влагооборота, сохранять генофонд дикой природы
Атмосфера Химическое загрязнение атмосферы Загрязнители атмосферы классифицируются в нескольких направлениях: По происхождению: а) технологические − содержат хвостовые газы; б) вентиляционные выбросы — местные отсосы от оборудования. в) первичные − выбросы, непосредственно поступающие в окружающую среду от тех или иных источников; г) вторичные − продукты образования из первичных; д) естествен ные; ж) антропогенные. По месту расположения: а) высокие − находятся в зоне недеформированного ветрового потока; б) местные Загрязнения атмосферы представлены в основном аэрозолями, пылью и смогом.
Аэрозоли обычно представляют собой коллоидные системы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии. Твердые компоненты аэрозолей особенно опасны для организмов. В атмосфере аэрозольные загрязнения находятся в виде дыма, тумана или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1− 5 мкм. Основные источники: 1). ТЭС, работающие на угле, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже − оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена; 2). Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании нефтепродуктов; 3). Промышленные отвалы, образуемые при добыче полезных ископаемых и из отходов перерабатывающих предприятий и ТЭС.
Источниками антропогенной пыли являются взрывные работы, производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды − насыщенные и ненасыщенные. Они подвергаются различным превращениям, образуя перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При определенных погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия − расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует движению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у поверхности земли резко возрастает, что становится одной из причин образования фотохимического тумана.
Атмосферная пыль. Это взвешенные в воздухе твердые частицы размером более 1 мкм. Они могут представлять собой частицы минерального происхождения, соединения щелочных и щелочноземельных металлов, тяжелых металлов, углеводороды, споры растений. К пыли относится также сажа и копоть. Атмосферная пыль и аэрозоли антропогенного происхождения образуются в результате промышленных выбросов. Зола и дымы образуются при сжигании топлива в энергетических установках, в процессе выплавки металлов и сплавов, при дроблении, измельчении материалов и др. Время пребывания частиц в атмосфере зависит от их размеров и плотности и состояния атмосферы (скорости ветра, состава, температуры). Крупные частицы обычно оседают в течение нескольких часов вблизи источников их образования. Мелкие частицы (размер частиц меньше 1 мкм) пребывают в нижних слоях атмосферы 10− 20 суток и потому распространяются на большие расстояния от источ никовобразования. Они могут проникать в верхние слои тропосферы и из них в стратосферу.
Атмосферная пыль и аэрозоли приводят: 1. ослабляют солнечное излучение в результате рассеяния, отражения и поглощения солнечных лучей. Это приводит к локальному понижению температуры воздуха, особенно заметно в крупных городах. 2. способствуют коррозии металлических и силикатных материалов. Образующиеся кислоты разрушают изделия из камня, стекла, металлов. 3. оказывают негативное влияние на здоровье человека (силикоз и асбестоз, токсичные отравления свинцом, кадмием, алюминием, бериллием, аллергические заболевания). 4. нарушение нормального водного и температурного режим (обезвоживание поверхности листьев растений, образуя на них корку, поглощение инфракрасных излучение, способствует перегреву листьев, препятствует фотосинтезу, отражая часть оранжевые лучи. 4. снижение потока солнечной радиации уменьшает образование под действием УФ лучей витамина D 3, недостаток которого отрицательно сказывается на формировании костных тканей.
Фотохимический туман (смог) Это смесь газов и аэрозольных частиц: озон, оксиды азота и серы, органические соединения (фотооксидантами). Возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: • наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей. • интенсивной солнечной радиации. • безветрия при повышенной инверсии. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты источники свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью.
Такие смоги − нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос Анджелесом, Нью Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем. Самоочищение атмосферы. Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и вскоре природные системы самоочищения не смогут выдержать такой натиск, т. к. способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.
Качество воздушной среды в России В 2007 г. валовые выбросы предприятий превысили 30 млн. т, в т. ч. без очистки выброшено в атмосферу 18 млн. т. Доля отраслей промышленности в загрязнении атмосферы представлена в табл. 3. В 195 городах России концентрации одного или нескольких загрязнителей существенно превышают ПДК. В список таких городов вошли Екатеринбург, Иркутск, Кемерово, Красноярск, Краснодар, Братск, Магнитогорск, Новокузнецк и др. Первые места среди загрязнителей занимают здесь формальдегид, диоксид азота, взвешенные вещества. Для некоторых городов основными загрязнителями являются фенолы, бензапирен, аммиак. Число жителей, испытыва щихболее чем десятикратное превышение ПДК по загрязнениям составило около 50 млн. человек, пятикратное пре вышение ПДК – около 60 млн. человек. По прежнему наибольшие валовые выбросы загрязняющих веществ в воздушный бассейн от стационарных источников отмечены в Уральском и Сибирском федеральных округах, на долю которых приходится 59% общего объема выбросов по России; еще 25% – вклад предприятий Приволжского и Северо Западного федеральных округов.
Таблица 3 Выбросы в атмосферу пяти главных загрязнителей в мире и в России (млн. т) Вид загрязнителя Весь мup Россия Стационарны Транспо е источники рт Стационарны е источники Транспо рт Твердые частицы 57 80 6, 4 3, 7 Окись углерода 177 200 7, 6 10, 1 Диоксид серы 99 0, 7 9, 2 Оксиды азота 68 20 3, 0 1, 1 Углеводороды 4 50 0, 2 2, 0
В распределение суммарного выброса от автотранспорта по федеральным округам значительный вклад вносят Центральный и Приволжский округа (суммарно 48%). Загрязнения атмосферы от локальных источников зачастую переносятся на сотни и тысячи километров в регионы как России, так и сопредель ых с ней стран. При этом повышенные экологические нагрузки испытывают регионы, в которых выбросы собственных промышленных объектов относительно незначительны. Более 200 городов России, население которых составляет 65 млн. человек, испытывают постоянные превышения ПДК токсичных веществ. Жители 70 городов систематически сталкиваются с превышениями ПДК в 10 и более раз. Среди них такие города, как Москва, Санкт Петербург, Самара, Екатеринбург, Челябинск, Новосибирск, Омск, Кемерово, Хабаровск. В перечисленных городах основной вклад в общий объем выбросов вредных веществ приходится на долю автотранспорта, например, в Москве он составляет – 88%, в Санкт Петербурге – 71%.
По валовым выбросам загрязняющих веществ в атмосферу лидирует Уральский экономический район. Поток аэрополлютантов в расчете на одного жителя и на единицу площади страны значительно ниже, чем в США и странах Западной Европы. Зато они заметно выше в расчете на единицу ВНП. Это свидетельствует о высокой ресурсоемкости производства, устаревших технологиях и недостаточном применении средств очистки выбросов. Из 25 тыс. российских предприятий, загрязняющих атмосферу, лишь 38% оборудованы пылегазоочистными установками, из которых 20% не работают или работают неэффективно. Россия занимает невыгодное географическое положение по отношению к трансграничному переносу аэрополлютантов. В связи с преобладанием западных ветров значительную долю загрязнения воздушного бассейна Европейской территории России (ЕТР) дает аэрогенный перенос из стран Западной и Центральной Европы и ближнего зарубежья. Около 50% заграничных соединений серы и окислов азота на ЕТР поставляют Украина, Польша, ФРГ и другие страны Европы.
Методы защиты атмосферного воздуха от химического загрязнения Самыми эффективными мероприятиями по охране воздушного бассейна от загрязнений замкнутость газовых потоков. Однако до сих пор основным способом снижения вредных выбросов в атмосферу остаются различные систем газоочистки. Рис. 5. Методы очистки газовых выбросов
Кислотные осадки Обычные атмосферные осадки имеют слабокислую реакцию (р. Н = 5, 6). Кислотным же называется осадки, р. Н которых менее 5, 6. Причины образования кислотных осадков Образование серной кислоты в атмосфере. Образующийся на предприятиях серный ангидрид растворяется в капельках влаги с образованием серной кислоты, выпадающей далее с атмосферными осадками на Землю в виде кислотного дождя. Время пребывания SO 2 в атмосфере в среднем составляет около 15 суток. Благодаря своей активности SO 2 в атмосфере претерпевает ряд химических превращений, главное из них — окисление и обра зование. H 2 SO 4. При этом кислотные пары могут разноситься с об лаками на сотни километров (до 1500 км) до мест выпадения их с осадками. Окисление может происходить различными путями.
Образование азотной кислотой в атмосфере. Оксиды азота поступают в атмосферу в результате сжигания топлива и технологических процессов. Кислотные соединения азота (NO, NO 2) служат источниками образования атмосферной азотной кислоты. Пары HNO 3 в атмосфере поглощаются капельной влагой облаков и частицами аэрозоля. Такое явление впервые обнаружено в начале XX веке в Лондоне и получило название смога (от англ. smoke (дым) и fog (туман). Основное самоочищение атмосферы происходит за счет выпадения кислотных дождей и снега, наносящих серьезный ущерб флоре, фауне, вызывающих коррозию элементов материалов и сооружений. Кислотными следует называть осадки не только в виде дождя, но и любые осадки (туманы, снег, град), кислотность которых выше нормальной. К ним также относят так называемые кислотные отложения − выпадение из атмосферы сухих кислотных частиц. Кислоты могут выпадать из атмосферы и без воды − сами по себе или с частицами пыли.
Такие сухие кислотные отложения могут накапливаться на поверхности растений, а при смачивании небольшим количеством влаги, например при выпадении росы, давать сильные кислоты. Таким образом, к кислотным осадкам относятся кислотный дождь, кислотный снег, кислотный град, кислотный туман, сухие кислотные осадки, кислотная роса. Кислотные осадки антропогенного происхождения заметно изменили р. Н окружающей среды. Около 150 тыс. лет назад при образовании ледяного покрова Гренландии р. Н осадков составлял 6, 0− 7, 6. В половине XX века р. Н атмосферных осадков в Западной Европе уже составляла 4, 0− 4, 5, а в Шотландии и Норвегии − 2, 4− 2, 7. Кислотные осадки выпадают в большинстве промышленных районов мира. Здесь они в 10 000 раз более кислые по сравнению с так называемым чистым дождем. Великобритания и Северная Европа «экспортируют» кислотные дожди в Швецию и Норвегию. США и Канада также «обмениваются» своими кислотными дождями.
Обитатели водоемов. В пресноводных озерах, ручьях и прудах вода обычно имеет р. Н = 6− 7. Сокращение численности рыб происходит не из за гибели взрослой рыбы, а из за того, что кислые воды не позволяют рыбе нормально размножаться. Самки могут оказаться не способны выметывать икру в кислой воде. Но если даже они и отложили икру, то из за повышения кислотности воды либо она гибнет, либо погибнут мальки. . В результате в водоемах с кислой водой встречается не молодь, а только взрослые особи. При понижении р. Н в озерах вымирают микроорганизмы, развиваются анаэробные процессы с выделением метана и сероводорода. Кислотные осадки оказывают на рыб не только прямое воздействие, но и косвенное − за счет вымывания алюминия и тяжелых металлов из почвы и донных отложений. Под действием кислот эти металлы переходят из нерастворимых соединений в растворимые, становятся доступными для живых организмов, поглощаются ими, производя токсическое действие. Алюминий, попадая в водоемы, вызывает аномалии развития и гибель эмбрионов рыбы, повреждает жаберный аппарат рыб. Ионы алюминия и марганца могут вызвать угнетение роста растений и водорослей, сокращение или полное исчезновение популяций рыбы.
Из за снижения р. Н водной среды менее 5 в Швеции и Норвегии рыба погибла в 6 500 озер. В канадской провинции Онтарио около 1 200 озер к концу ХХ века оказались мертвыми. Чувствительность озер к кислотным дождям определяется химическим составом подстилающих пород и почвы на водоразделах и берегах. Если в них присутствует известняк (осадочная порода, состоящая из карбоната кальция), то такие озера слабо закисляются, поскольку карбонаты нейтрализуют кислоту. Если водозаборные бассейны озер сложены гранитами (или гнейсами) с низкой буферной емкостью, то они вызывают сильное подкисление воды. Действие кислотных осадков не ограничивается гибелью непосредственных обитателей водоемов, а сказывается и на сухопутных животных, являющихся звеньями одной и той же пищевой цепи. Гибель рыбы и других водных обитателей вызывает уменьшение численности животных, пищевые цепи которых начинаются в водных экосистемах.
Растения. Почвы, возникшие на осадочных породах, например карбонатных минералах, и. П почвы, богатые органическими веществами (гумусом), способны нейтрализовать кислотные дожди. Почвы на гранитах и гнейсах очень чувствительны к кислотным осадкам и легко закисляются. Воздействие кислотных осадков на растения: 1. Непосредственное воздействие на растения. Кислоты разрушают кутикулу на листьях, делая растения более уязвимыми для вредных насекомых и патогенных организмов. Поврежденные листья теряют много воды. Кислотные осадки вымывают из листьев биогенные элементы. 2. Вытеснение ионов биогенных элементов из почвы (выщелачивание). Дефицит биогенов, возникающий в результате вымывания их из листьев и вытеснения из почвы, вызывает замедление роста растений, снижает их сопротивляемость патогенам и вредителям. 3. Перевод токсичных металлов из нерастворимых соединений в растворимые (мобилизация алюминия и других элементов). Образующиеся соединения обладают токсичностью для корневых волосков. Тяжелые металлы переходят в растворимые соединения.
С повышением кислотности почвы и образованием растворимых форм токсичных металлов активность почвенных микроорганизмов резко снижается, что приводит к ухудшению качества почвы и отрицательно сказывается на жизнедеятельности растений. Кислотные осадки вызывают массовые заболевания лесов. Деревья начинают суховершинить, а затем и погибают. Сильнее всего страдают хвойные растения, т. к. смена хвои происходит реже, чем смена листьев, и хвоя потому накапливает больше загрязнителей. В Англии из за кислотных дождей гибнет до 60% хвойных лесов, в Германии − до 50%. Примером деградации лесов в России является территория около г. Норильска, медеплавильные заводы которого выбрасывают в атмосферу большое количество сернистого газа. В результате выпадения сернокислотных дождей погибла древесная растительность в радиусе 50 км от центра города. Разрушение лесной экосистемы ведет к эрозии почвы, засорению водоемов, наводнениям, уменьшению запасов воды, гибели диких животных. Изменяется видовой состав лесной растительности.
Из за кислотности дождей страдают и сельскохозяйственные культуры. В них также разрушается хлорофилл, затрудняется процесс фотосинтеза, изменяется обмен веществ. У растений повреждаются покровные ткани, нарушаются рост и развитие, уменьшается сопротивляемость болезням и вредителям, снижается урожайность. Так, в Донбассе при самовозгорании угольных отвалов (терриконов) выделяется SO 2 и в атмосфере образуется серная кислота, которая с осадками попадает в почву и приводит к снижению урожайности зерновых на 27%, гречихи − на 25%, кукурузы − на 43%. Под действием кислотных осадков существенно ускоряется коррозия металлов, нарушается целостность лакокрасочных покрытий, стекол, разрушаются здания и памятники архитектуры.
Человек. Наносимый различным экосистемам ущерб кислотными осадками наносит вред и человеку (экономический, экологический и эстетический). Примером экономического ущерба является исчезновение рыбы в некоторых озерах, реках и прудах. Исчезновение ценных видов деревьев также приводит к экономическим потерям. Подкисление водоемов вызывает загрязнение их ионами алюминия и тяжелых металлов, которые попадают и в грунтовые воды, являющиеся источниками питьевой воды. Ионы таких тяжелых металлов, как ртуть, свинец, кадмий, цинк, из водоемов попадают в рыбу, а далее по пищевой цепи в организм человека, вызывая тяжелейшие отравления. Если повышается кислотность воды в водоемах, откуда ведется водозабор для городской водопроводной сети, то в подаваемой воде могут растворяться токсичные металлы самих водопроводных труб. Деградирующие леса, гибнущие озера, разрушающиеся памятники культуры − это большие эстетические потери для человечества.
Меры защиты биосферы от кислотных осадков • совершенствовать технологический процесс по принципу безотходного производства, разрабатывать систему эффективных очистных сооружений. • снизить выбросы в атмосферу сернистого газа, т. к. серная кислота примерно на 70% обусловливает кислотность дождей. • обессеривание топлива. Уголь можно очищать от серы методом промывки водой. Нефть и нефтепродукты можно гидрировать при высоких температурах и под большим давлением в присутствии катализатора. • уменьшения выбросов сернистого газа можно достичь заменой угля нефтью и природным газом. Способы обессеривания не позволяют полностью удалить из топлива серу. Кроме того, при сгорании топлива из азота воздуха получаются еще и оксиды азота, т. е. образующиеся газы необходимо подвергать очистке. Таких методов очистки газов предложено достаточно много в зависимости от вида топлива. Они значительно различаются по эффективности.
Разрушение озонового слоя Озоновый слой (озоносфера) располагается в стратосфере приполярных широт на высоте 10 км от поверхности Земли и на высоте до 50 км вблизи экватора. Максимальная концентрация озона отмечается на высоте 20− 25 км. Если бы можно было собрать весь озон, содержащийся в атмосфере, у поверхности Земли, то толщина этого слоя составила бы около 3 мм. Озоновый щит Земли защищает все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца. В 1985 г. в Южном полушарии появилась озоновая «дыра» . Под эти термином не следует понимать, что в данной области озона совсем нет. Просто его слой стал более тонким. В октябре 1987 г. дефицит озона над Антарктидой достиг уже почти 50%. Было установлено наличие озоновой «дыры» и над Арктикой. В 1985 г. участники международных переговоров в Вене подписали Венскую конвенцию об охране озонового слоя, призывающую страны к проведению исследований и обмену информацией по сокращению озонового слоя. СССР присоединился к Венской конвенции в 1986 г.
В 1987 г. Был подписан Монреальский протокол, устанавливающий графики поэтапного сокращения производства и использования озоноразрушающих веществ (ОРВ). Монреальский протокол подписало уже 163 страны. День принятия Монреальского протокола − 16 сентября объявлен ООН Международным днем защиты озонового слоя. Встречи сторон Монреальского протокола на правительственном уровне происходят ежегодно. На таких встречах принимаются новые поправки к МП, все более ограничивающие производство и использование озоноразрушающих веществ. В 1997 г. на очередной встрече в Монреале была достигнута договоренность о необходимости лицензирования экспортно импортных операций с озоноразрушающими веществами (ОРВ). Озоновая проблема обсуждалась и на Конференции ООН по окружающей среде и развитию (1992 г. в Рио де Жанейро) с участием глав государств из 179 стран мира. В документах конференции отмечено, что «озоновый слой в стратосфере планеты продолжает уменьшаться. Необходимо разработать безопасные заменители основных озоноразрушающих веществ: хлорфторуглеродов, фторхлорбромуглеродов, гидрохлорфторуглеродов, метилбромида, метилхлороформа и четыреххлористого углерода.
Ежегодно наша планета Земля теряет около 0, 5% озонового слоя. За последние 10− 15 лет его содержание уменьшилось примерно на 7%, и отмечается нарастающая интенсивность этого процесса. В первой половине 1997 г. возникла громадная по своим масштабам озоновая «дыра» площадью 30 млн. км 2 над всей Арктикой, включая север Европы, Канады, Гренландию, Балтийское море, северные области Сибири вплоть до Урала и Байкала. Среднемесячное уменьшение озона весной достигало здесь 30− 40%. Над Южным полушарием за 5 лет (1993− 1998) «дыра» увеличилась в два раза, достигнув площади 22 млн. км 2. Рис. 7. Истощение озонового слоя над Антарктидой
Экологические последствия разрушения озонового слоя. • Изменение климата. Снижение температуры в стратосфере и разогревание тропосферы, так как все большее количество УФ лучей проникает в нее. Хлорфторуглероды поглощают ИК излучение и тем самым участвуют в создании парникового эффекта. • Озон поглощает коротковолновое солнечное УФ излучение в том же диапазоне длин волн, что и молекулы живых клеток. • Усиление УФ облучения оказывает вредное воздействие на здоровье человека. Имеется много данных о связи солнечного света рака кожи, ожоги на коже. • УФ облучение вредно действует на глаза, приводя к катарактам и ослаблению зрения. • Разрушение нуклеиновых кислот приводит к гибели клеток или возникновению мутаций. • Сильное УФ облучение способно повредить молекулы ДНК − основного хромосомного материала, передающего генетическую информацию.
• УФ облучение вызывает ослабление иммунной системы человека (герпес, тропическая лихорадка, инфекционные заболевания). • Вредное воздействие на растения и животных. Уменьшение высоты растений и интенсивности фотосинтеза. Разрушение озонового слоя на 1% уменьшает урожайность соевых бобов на 1%. УФ облучение ухудшает качество семян и понижает сопротивляемость вида к вредителям, болезням и сорняками. • Вред обитателям водных экосистем. 25% ая потеря озона может вызвать 35% ое уменьшение количества фитопланктона. Такой эффект будет иметь катастрофические последствия для мирового рыболовства. • Воздействие и на строительные материалы. Усиление ультрафиолета приводит к более быстрому выцветанию красок и растрескиванию полимерных материалов.
Меры защиты озонового слоя • В 1978 г. в США было запрещено использование ХФУ в аэрозольных баллончиках. • Поэтапное сокращение производства и использования озоноразрушающих веществ согласно Венской конвенции (ВК) и Монреальскому протоколу (МП). • Переход на использование альтернативных озонобезопасных веществ. Уже более 80% производимых в мире аэрозолей используют углеводородные пропелленты (УВП) типа пропана или бутана. • Разработка экологически безопасных хладагентов. • Регенерации ХФУ и талонов, собранных из вышедшего из употребления оборудования. Даже при полном соблюдении всеми странами существующих международных соглашений по ограничению использования ОРВ сезонные изменения содержания озона могут наблюдаться еще несколько десятилетий за счет накопившихся в стратосфере галогенсодержащих соединений.
Состояние озонового слоя над Россией К 1996 г. в России объем производства ОРВ снизился в 10 раз по сравнению с 1990 г. , производство фреонов − более чем в шесть раз, талонов − почти в 20 раз. В 1996 г. полностью прекращено производство метилхлороформа. Проводятся наблюдения за общим содержанием озона (ОСО) сетью наземных озонометрических станций, со спутника «Метеор 3» и с помощью стратосферных самолетов С 1990 х гг. озоновые «дыры» над обширными регионами России зимой стали носить устойчивый характер. В целом с 1979 г. наблюдается понижение глобального среднегодового ОСО со скоростью примерно 2, 5% за десятилетие. В России к концу XX столетия сложилась следующая структура использования озоноразрушающих веществ (ОРВ) по секторам потребления, связанным с промышленным производством: 1 − аэрозольные упаковки − 46%; 2 − холодильная техника и кондиционеры − 27%; 3 − средства пожаротушения − 14%; 4 − пенопласта − 11%; 5 − растворители − 2%.
Парниковый эффект История вопроса Гипотеза о возможном изменении климата при увеличении концентрации СО 2 возникла еще в начале XX вв. Измерения с 1957 г. показали, что концентрация СО 2 в воздухе возрастает. В 80 90 х гг. наблюдались засухи, наводнения, ураганы как следствие необычно теплой погоды. Это дало повод ученым заявить, что «парниковый эффект» уже проявляется в полной мере. В 1988 г. ООН создала Межправительственная группа экспертов по проблемам изменения климата (IPCC), в которую вошли 300 ведущих ученых климатологов мира. На международной встрече в г. Торонто (Канада) в 1988 г. ученые и политики обсуждали пути возможного уменьшения выбросов углекислого газа. Сорок девять ученых — лауреатов Нобелевской премии — в 1990 г. заявили, что «глобальное потепление является наиболее серьезной экологической угрозой XXI столетия. Независимая международная экологическая организация «Гринпис» в 1990 г. издала доклад «Глобальное потепление» . Доклад написан ведущими учеными в области энергетики из США, Великобритании, Швеции, Бразилии и Индии.
На Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио де Жанейро в 1992 г. была принята Конвенция об изменении климата. В ней говорится о необходимости объединения международных усилий с целью предотвращения неблагоприятных последствий потепления климата. В 1997 г. в Киото (Япония) состоялась Третья конференция ООН по изменению климата, на которой представители правительств 171 страны подписали соглашение (Протокол Киото). По этому документу всем странам рекомендовалось сократить выбросы парниковых газов. 22− 23 ноября 2000 г. в г. Гааге прошла климатическая конференция, организованная ООН и ВОЗ, на которой рассматривалась проблема парникового эффекта. По данным, приведенным в докладе А. Карнауховым (Институт биофизики клетки РАН), из за увеличения концентрации С 02 в атмосфере через 100− 200 лет неминуема парниковая катастрофа. Температура достигнет превысит сто градусов, и жизнь на планете исчезнет.
Природа парникового эффекта Световая энергия, проникающая внутрь парника через стекло, поглощается и превращается при этом в тепловую, которая уже не может пройти через стекло наружу. В результате температура в парнике повышается. Аналогично нагревается и атмосфера Земли. Солнечное излучение падает на Землю. Большая его часть проникает сквозь атмосферу и нагревает поверхностный слой Земли. Затем это тепло излучается в атмосферу и космос. Однако часть этого излучения поглощается парниковыми газами в атмосфере, которые играют роль стекла теплицы, удерживающего тепло. Парниковые газы К наиболее значимым парниковым газам относятся пары воды и углекислый газ. В отсутствие С 02 температура поверхности Земли была бы примерно на 33 °С ниже, чем в настоящее время. В связи с тем, что углекислый газ попадает в атмосферу как естественным, так и искусственным путем. Далее будут рассматриваться проблемы парникового эффекта, вызванные
В настоящее время основными парниковыми газами являются углекислый газ С 02, метан СН 4, хлорфторуглероды (фреоны) и оксид азота (N 20). Доля влияния основных парниковых газов на глобальное потепление длительное время составляла: С 02 − 55% (0, 5%), фреонов и родственных им газов – 24% (4%), СН 4 − 15% (0, 9%), N 20 − 6% (0, 8%). Тропосферный озон 03 тоже относится к парниковым газам, но его трудно оценить количественно. Антропогенный парниковый эффект на 57% обусловлен добычей и потреблением энергии, на 9% − исчезновением лесов, на 14% − сельскохозяйственной деятельностью и на 20% − остальным промышленным производством (рис. 6).
Рис. 6. Вклад в развитие парникового эффекта по видам хозяйственной деятельности: 1 − производство и использование энергии; 2 − сельское хозяйство; 3 − промышленность, в том числе производство и использование фреонов; 4 − вырубка лесов.
Сжигание ископаемого топлива − основной источник углекислого газа (86%). Уголь является наиболее утлеродоемким топливом, за ним следуют нефть и природный газ. Ежегодный выброс углерода в виде СО, в 1990 г. составил 5, 6 − 5, 7 млрд. т. Одна треть углекислого газа в атмосфере Европы связана с работой автомобилей. Вырубка лесов также на 12% способствует увеличению С 02 в атмосферу. Это происходит в процессе как сжигания деревьев, так и постепенного разрушения и гниения древесины, остающейся на местах лесозаготовок (1, 5− 3, 0 млрд. т ежегодно). Источником С 02 в атмосфере является также процесс гниения органических веществ в почве, особенно в лесных экосистемах. На долю остальных источников, включая производство цемента или окисление монооксида углерода СО, приходится 2% С 02.
Углекислый газ считается основным парниковым газом 55− 64% (от всех других). Вторым парниковым газом по значимости является метан СН 4. Он имеет самостоятельные месторождения, сопутствует нефтяным месторождениям. При добыче и транспортировке СН 4 попадает в атмосферу. Источники метана в атмосфере – болота, ежегодно выделяют около 115 млн. т СН 4. Рисоводство − еще один источник поступлений СН 4 в атмосферу ежегодно производят около 110 млн. т СН 4, или 20% всех его антропогенных выбросов. Метан выделяется при силосовании. При сведении лесов древесина, остающаяся в местах лесозаготовок, разлагается в анаэробных условиях с выделением метана. По степени влияния на глобальное потепление метан в 63 раза превосходит углекислый газ.
Большой вклад в развитие парникового эффекта вносят галогенуглеводороды. Они содержат углерод и один или более атомов галогенов (фтора и хлора). С точки зрения глобального потепления наибольшее значение имеют хлорфторуглероды (ХФУ). Хотя ХФУ присутствуют в атмосфере в крайне незначительных количествах, однако являются весьма активными парниковыми газами, работающими на парниковый эффект в тысячи раз активнее, чем С 02. Производство фреонов началось широко применяют в промышленности в 50 х годах. За короткое время концентрация их в атмосфере достигла 0, 3 млрд 1. В начале 1990 х гг. содержание фреонов в атмосфере ежегодно увеличивалось на 5− 10%. Фреоны используются в холодильной промышленности (в качестве хладагентов), в производстве аэрозольных упаковок. Они применяются в системах кондиционирования воздуха. Хлорфторуглеводородные растворители используются для очистки электронных плат. Фреоны применяют также в производстве пенопласта, одноразовых пластиковых стаканчиков.
На фреоны приходится около 10% глобального потепления, но концентрация этих соединений в атмосфере в настоящее время сокращается в результате международного запрета на их производство и потребление. Началось производство альтернативных аэрозольных распылителей. Разрабатываются способы рекуперации, очистки и повторного использования хладагентов в холодильных камерах и кондиционерах, создаются альтернативные растворители для очистки электронных плат. Менее значимым парниковым газом по его влиянию на глобальное потепление является N 20. Как и С 02, оксид азота − естественный компонент атмосферы, но присутствует он в ней в значительно меньшем количестве. К антропогенным источникам этого парникового газа относятся хозяйства, использующие азотные удобрения, сжигающие биомассы, а также механизмы, в которых ископаемое топливо используется в двигателях внутреннего сгорания. На долю N 20 приходится около 6% глобального потепления.
Рис. 7. Схема проявления парникового эффекта
Признаки парникового эффекта Климатическая система планеты находилась в равновесии, когда поглощенное солнечное излучение уравновешивалось тепловым излучением Земли. Это было до технической революции, которая вызвала значительное увеличение выбросов антропогенных парниковых газов. По оценке ученых, за 100 с лишним лет с начала индустриальной эпохи произошло 25% ое повышение концентрации углекислого газа, доля которого в парниковом эффекте наибольшая. При этом отмечается, что содержание С 02 в атмосфере непрерывно возрастает − на 0, 5% в год. Данные о температуре воздуха, собранные за последнее столетие, показывают, что увеличение глобальных температур колеблется в пределах от 0, 3 до 0, 6 ºС, и можно принять, что увеличение средней глобальной температуры в XX в. составило примерно 0, 5 ºС. Наблюдаемое потепление климата многие специалисты связывают с парниковым эффектом.
Признаки проявления парникового эффекта: • отступление зоны вечной мерзлоты в Сибири и Северной Америке; уменьшение максимальной протяженности ледникового покрова в Антарктике и Арктике; • снижение числа айсбергов; • необычные климатические явления (бури и ураганы по всей планете); уменьшение толщины льда в Арктике и Антарктике: например, толщина льда в районе севернее Гренландии уменьшилась с 6, 7 м в 1976 г. до 4, 0 м в 2005 г. ; • Наводнения в 2009 г. в Западной Европе; • Необычайно жаркий 2010 г. в Европе. Все это привело Межправительственную комиссию по изменению климата (IPCC) к выводу о явном антропогенном воздействии на глобальный климат на планете.
Возможно, что потепление вызвано также и естественной изменчивостью климата. Климатические изменения на Земле характеризуются колебаниями, имевшими место как в длительные исторические периоды, так и в течение относительно коротких отрезков времени. 200– 300 млн. лет назад (за исключением нескольких периодов) климат Земли был мягким (25– 0 °С на экваторе, 8– 10 °С на полюсах), уровень Мирового океана был в среднем на 1 м выше современного. В третичном периоде (около 40 млн. лет назад) примерно за 100 тыс. лет температура южной части Мирового океана снизилась на несколько градусов Цельсия. Возникновение новых океанических течений привело к дальнейшему охлаждению масс океанических вод в приполярных областях. В начале четвертичного периода (около 2 млн. лет назад) разности температур между экватором и полюсами оказалось достаточно для образования континентального льда. Поскольку ледники связывали большие массы воды, то уровень Мирового океана понижался на 120 м по отношению к современному.
Последние следы континентальных льдов исчезли около 7 тыс. лет назад. Следующий за этим период отличался ростом влажности засушливых районов (в центре Сахары были реки и развивалось земледелие). Около 3 тыс. лет назад началось глобальное похолодание, при котором периодами раз в сто лет происходили флуктуации температуры с амплитудой около 1 °С (потепление в 800− 1200 гг. , похолодание в 1550− 1700 гг. ). В начале XX в. наблюдалось потепление с отступлением льдов в Северном полушарии. Это способствовало росту производства сельскохозяйственной продукции, увеличению численности народона селения и расширению среды обитания человека. Но с середины 70 х годов снова наблюдаются климатические изменения, сопровож дающиеся аномальными явлениями (суровая зима в восточной час ти Северной Америки и длительная засуха в западных районах это го континента в 1976− 1977 гг. ). Основным естественным фактором, управляющим климатическими процессами, является солнечное излучение. Из менение потока солнечного излучения, падающего на поверхность Земли, зависит от состава атмосферы, ее циркуляции, наличия облачности и др.
Происходят отклонения орбиты Земли с изменением прецессии оси вращения, смещением земной орбиты от классической траектории. Эти изменения происходят с периодами 22, 41 и 100 тыс. лет соответственно. Антропогенные воздействия для экологических систем могут играть роль внешних возмущений, которые в случае совпадения их с естественными тенденциями во внутрисистемных процессах усиливают их и могут привести к экологическим бедствиям. Это значит, что в условиях возрастающих масштабов антропо генных воздействий на биосферу природные ритмы играют роль своеобразного механизма, "запускающего" ту или иную катастрофу Возможные климатические изменения на планете: • Увеличение осадков, особенно в средних и высоких широтах в зимний период. • Уменьшение поверхности морского льда и снежного покрова. • Потепление полярных зим. • Подъем среднего уровня Мирового океана (на 10− 30 см − произойдет к 2030 г. и на 30− 100 см − к концу XXI в. вследствие нагрева и таяния ледников). В случае таяния Антарктического ледникового щита глобальный уровень моря поднимется более чем на 5 м (Рис. 8).
Рис. 8. Вполне вероятная картина через 100 лет
• Повышение уровня океана вызовет крупномасштабные наводнения, затопление прибрежных зон, ведущее к загрязнению систем водоснабжения, засолению пресноводных прибрежных акваторий, перемещению поселений людей. Например, повышение уровня моря на 1 м затопит 15% площади Египта. • Понижение влажности почвы в летний период во внутриконтинентальных областях средних широт (летнее иссушение континентов), вызванное более ранним окончанием таяния снегов и периодов дождей. • Понижение влажности почвы в некоторых регионах приведет к их опустыниванию (например, в Африке). • Распространение засухи от 5% (по площади культурценозов) в 1990 е гг. до 50% к 2050 м гг. вызовет колоссальные потери урожая и голод в густонаселенных регионах (рис. 9).
Рис. 9. Засуха
• Потепление на 0, 1− 1, 0 °С за 10 летний период и засуха уменьшат ареал лесной зоны на 100− 200 млн. га, где появятся степи. • Такое смещение географических зон растительности приведет к сокращению территорий, пригодных для жизни животных, а значит произойдет обеднение земной фауны. • Произойдет сокращение видового многообразия растений и животных. Широко распространятся сорные растения, паразиты и патогенные микроорганизмы растений, животных и человека. • Миграция людей из районов наводнения, засухи, обеднения флоры и фауны приведет к распространению эпидемий в лагерях и поселениях для беженцев. • Распространение болезней, характерных для жаркой зоны (малярия, шистосомоз, лихорадка денге, японский энцефалит), в сторону северных широт. • Обратная связь «среднепланетная температура − концентрация парниковых газов» . В результате повышения среднепланетной температуры может произойти дальнейшее увеличение концентрации С 02 и других парниковых газов уже за счет природных источников:
• Повышение температуры вод Мирового океана будет приводить к понижению растворимости СО 2, . Излишек СО 2, будет поступать в атмосферу. Океаны являются гигантским резервуаром для С 02, которого там в 50− 60 раз больше, чем в атмосфере. • Еще большее количество связанного СО, содержится в земной коре в виде карбонатсодержащих пород (почти в 50 тыс. раз больше, чем в атмосфере). Разложение карбонатов в результате повышения температуры Земли может привести к выделению огромных количеств СО, в атмосферу. • Выделение метана на высоких широтах в результате прогревания и увлажнения почвы, оттаивания грунтов в тундре. • В зоне вечной мерзлоты имеется избыток замороженного органического вещества, способного разлагаться при повышении температуры с выделением СН 4. • Повышение температуры придонных вод Мирового океана может привести к разложению метан гидратных комплексов (кристаллических комплексов молекул метана и воды). Прогревание воды может привести к разложению этих комплексов и поступлению в атмосферу значительных количеств СН 4 и СО, (в результате окисления метана бактериями и непосредственного окисления в верхних слоях атмосферы).
• Метан гидратные комплексы встречаются и в зоне вечной мерзлоты. Они залегают ниже слоя вечной мерзлоты. Температурная волна от нагретой поверхности будет проникать в землю очень медленно, поэтому это влияние будет незначительным в течение нескольких десятилетий. Однако наличие трещин вызывает эпизодические выбросы СН 4 уже в настоящее время. • При повышении температуры атмосферы возрастает скорость испарения морской воды, следовательно, увеличивается количество водяных паров, которые способствуют парниковому эффекту. • Повышение температуры, вызванное парниковым эффектом, с одной стороны, может увеличить темпы фотосинтеза (т. е. усилить поглощение углекислого газа), но, с другой стороны, способствует интенсификации противоположных процессов — дыхания, окисления, гниения растений, что приводит к увеличению концентрации С 02. По мнению большинства ученых, увеличение выделения С 02 происходит быстрее, чем фотосинтез. Таким образом, глобальное потепление в большинстве случаев будет вызывать увеличение концентрации парниковых газов (С 02, СН 4, водяных паров), что, в свою очередь, ускорит рост средне планетной температуры на Земле.
Сценарии прогноза климатических изменений 1. Оптимистический − техногенный выброс С 02 в атмосферу со временем не увеличится и цивилизация просуществует 300 еще лет. 2. Реалистический − поступление С 02 в атмосферу будет расти с той же скоростью, что и в настоящее время (при такой скорости роста техногенный выброс СО, удваивается каждые 50 лет). В таком случае время существования цивилизации составит всего 100 лет. 3. Пессимистический − предполагает ускорение техногенного выброса С 02, а это самоуничтожение. Возможность наступления «ледникового периода» на севере Евразии и Америки. Это также является следствием глобального повышения температуры на Земле. Это произойдет, если плотность вод пресного, но холодного (в результате таяния Гренландского ледника) Лабрадорского течения станет меньше плотности соленых вод теплого течения Гольфстрим. Лабрадорское течение поднимется на поверхность, перекрывая путь Гольфстриму на север. В результате нарушится меридиональный перенос тепла между тропическими и полярными областями. На севере Евразии и Америки температура понизится, а в экваториальной части возрастет. Наиболее вероятным наступление «ледникового периода» представляется через 25− 100 лет − в момент массового таяния Гренландского ледника.
Одним из следствий наступления нового «ледникового периода» будет резкий рост сжигания угля, нефти и газа для отопления жилищ, что может только ускорить начало терминальной стадии парниковой катастрофы. По прогнозам ученых, удвоение содержания С 02 в атмосфере приведет не только к повышению глобальной температуры на 1, 5− 4, 5 °С (по другим оценкам на 1, 0− 3, 5 °С), но и к другим климатическим изменениям, а также к нарушениям во всех земных экосистемах, к истощению биоты, гибели или сокращению лесов, обеднению фауны, снижению урожайности сельскохозяйственных культур, дефициту продуктов питания, миграции и болезням людей.
Пути решения проблемы глобального потепления климата. Наиболее часто выдвигаемые предложения. 1. Для стабилизации парниковых газов необходимо снизить объемы выбросов: С 02 − на 50− 80%, СН 4 − на 10− 20%, фреонов − на 75− 100%, N, 0 − на 80− 85 %. 2. Необходимо сокращать производство и потребление энергии, использовать энергосберегающие технологии. 3. Стремиться к полному отказу от сжигания ископаемых органических веществ, являющихся основным источником углекислого газа. 4. Вместо угля целесообразнее использовать природный газ. 5. Избегать антропогенных выбросов метана и его потерь при транспортировке. 6. Использовать углеводородное топливо, получаемое из растительных остатков и бытовых отходов путем (биогаз). 7. Использовать возобновляемые источники энергии (энергию Солнца, ветра, гидроэнергию, геотермальную энергию). 8. Сокращать численность автомобилей, совершенствовать действующие модели, повышать их КПД, использовать экологичные виды топлива (водород, метан, смесь пропана и бутана). 9. Прекратить уничтожение лесных массивов и восстановить их, где это возможно.
10. По возможности не производить осушения болот(консервация СО 2). Ограничить или полностью исключить производство фреонов и аналогичных им веществ (гидрофторуглеродов). 11. Развитие сельского хозяйства вести по технологиям, уменьшающим образование парниковых газов. 12. Ввести «углеродный налог» (на выбросы углеродсодержащих соединений). Принцип «загрязняющий платит» в некоторых странах был введен в начале 70 х гг. XX столетия.
Удобрения Сельскохозяйственное производство страны явилось серьезным источником загрязнения почвенного покрова. Стремление к увеличению урожайности культурных растений привело к устойчивой тенденции роста объемов удобрений искусственного происхождения, вносимых на поля. Из за низкой культуры земледелия, нарушений норм и правил вносимые удобрения усваиваются растениями менее чем на 30%, остальная их часть остается в почве, ухудшая ее плодо родие и загрязняя атмосферу и гидросферу.
Военно-промышленный комплекс Производство и испытания оружия, многочисленные склады вооружений, в том числе химического оружия, и связанные с ними аварии, взрывы, утечки, случаи неправильного обращения позволили говорить о «необъявленной химической войне в России» . Некоторые элементы ракетного топлив и боевые отравляющие вещества являются супертоксикантами. По состоянию на 1999 г. существовало 7 крупных арсеналов хранения химического оружия, на которых имели место многочисленные случаи нарушений безопасности, утечек, массового отравления, заболеваний и гибели людей, загрязнения земли и водоемов. Большое количество устаревших 0 В «первого поколения» (иприт, люизит и др. ) уничтожалось методом открытого сжигания или сливом в водоемы. До сих пор на огромных складах в снарядах, бомбах, боеголовках ракет лежат десятки тысяч тонн 0 В «второго поколения» , преимущественно нервно паралитического действия (зарин, зоман, VX газы и др. ), также давно превысившие сроки безопасного хранения. Весь этот комплекс обладает колоссальным потенциалом отсроченной катастрофы.
Избавиться от отходов можно несколькими известными способами: а) закопать (потребуются новые территории и значительные расходы на земляные работы, изоляцию и последующую рекультивацию); б) затопить (сохраняется опасность загрязнения акваторий); в) сжечь (загрязняется воздух); г) утилизировать. Последний вариант предпочтителен, но он реален лишь для относительно небольшой части отходов и содержит немало технических и экономических. В развитых странах мира (США, Германия) сейчас утилизируется всего лишь 10% ТБО, а в России и того меньше. К тому же следует помнить: все, что остается в золе и шлаках, в тепловыделяющих элементах ядерных реакторов, все, что накапливается в очистных устройствах − на фильтрах, в сорбентах, в осадках, тоже отравляет почву и представляет опасность.
Скачать презентацию Проблемы воздушной среды и климата Земли С
2. Проблемы воздушной среды и клаимата.ppt