Воздушные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы Из

Воздушные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы Из всех неприятностей произойдет именно та, ущерб от которой больше. Закон Мерфи

Газовый состав сухого воздуха у земной поверхности, % состав N 2 O 2 Ar CO 2 По объему 78, 08 20, 95 0, 93 0, 034 Ne, He, CH 4, Kr, H 2, N 2 O, Xe, O 3, NO 2, SO 2, NH 3, CO, I 2, Rn 0, 01 По массе 1, 28 0, 046 0, 004 75, 52 23, 15 n. Сухой воздух - без водяного пара (от 0, 2% в приполярных широтах до 2, 5 – 4, 0% во влажной экваториальной зоне).

► Кроме газов и водяного пара: ► Естественные твердые и жидкие аэрозоли (вулканическая пыль, пепел, частицы дыма и почв, пыльца и споры растений, капельки морской соли)

Кратер спящего вулкана горы Таравера, Новая Зеландия

20 век изменил и газовый состав атмосферы

► Изменение климата: ► распашка привела к изменению альбедо и степени увлажненности территории Сбор миндаля на Майорке, Балеарские острова, Испания

► уничтожение тропических и экваториальных лесов - изменение процессов воспроизводства кислорода

► перевыпас скота в аридных районах привел к процессам дефляции

► сжигание органического топлива и промышленные выбросы изменили газовый состав атмосферы

Легкая промышленность Угольная промышленность Пищевая промышленность Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная Химическая и нефтехимическая Газовая промышленность Нефтеперерабатывающая промышленность Промышленность строительных материалов Машиностроение 0, 5% 3, 5% 1, 7% 2, 8% 4, 4% 5, 1% 4, 0% 3, 9% 17, 9% Цветная металлургия Нефтедобыча Черная металлургия Энергетическая промышленность 8, 6% 14, 0% 27, 0% Антропогенная эмиссия загрязняющих веществ в атмосферу различными отраслями промышленности (1994)

► Загрязнение атмосферы городов ► Озоновые дыры ► Кислотные осадки ► Глобальное потепление климата

Загрязнение атмосферы городов ► оксид серы SO 2 (сернистый газ) ► оксид углерода СО (угарный газ) ► диоксид углерода СО 2 (углекислый газ) ► оксиды азота NOX ► сероводород H 2 S ► углеводороды выхлопных газов автомобилей ► аммиак NH 3 ► радиоактивные отходы атомных станций ► индустриальные аэрозоли (частицы дыма, сажи и золы)

Экологические оценки состояния городов ► 1. 2. 3. 4. Концепция депонирующих сред Воздух – пыль, аэрозоли, осадки, снег Почвенный и растительный покров Донные отложения водоёмов, поверхностные и грунтовые воды Человек

Загрязнение снежного покрова

TROICA - 10

Эксперимент TROICA-10: второй круг NO 2 Распределение концентрации NO 2 вдоль ж. д. кольца 6 октября 2006 г.

► Более двух миллионов людей во всем мире преждевременно умирают из-за загрязнения воздуха

Самые загрязненные города мира ► Сумгаит, Азербайджан, загрязнение воздуха предприятиями химической отрасли

► Линьфэнь, Китай ► Тип загрязнения - пепел, свинец, органические химикаты

► Сукинда, Индия ► Тип загрязнения — шестивалентный хром , никель, магний и другие металлы

► Ла Оройа, Перу ► тип загрязнения — свинец, медь, цинк, двуокись серы — растительность в окрестностях уничтожена кислотными дождями (выбросы двуокиси серы).

► Дзержинск, Россия ► тип загрязнения — химикаты и токсичные побочные продукты, зарин, свинец, фенолы (карболовая кислота)

► Норильск, Россия ► тип загрязнения — тяжёлые металлы (никель, медь, кобальт, селен, свинец), воздушное загрязнение (диоксид серы), фенолы.

► Чернобыль, Украина ► Тип загрязнения — радиация (уран, плутоний, цезий- 137, стронций и др. )

Озоновые дыры

► Новые газы в атмосфере: хлорфторуглеводороды, в т. ч. фреоны (время жизни - 80 -170 лет) ► в холодильных установках, кондиционерах, аэрозолях, при производстве пенопластов ► Из-за устойчивости достигают озонового слоя, где высвобождается хлор и разрушается озон

► Неоднозначна причина озоновых дыр ► при запуске космических ракет - «озоновые дыры» диаметром до нескольких сотен километров, сохраняющиеся в стратосфере еще несколько недель после запуска

► Кислотные осадки ► (р. Н < 5) - поступление с атмосферными осадками - диоксида серы и оксида азота ► Северная Америка, Европа, Япония, Корея, Китай ► «стерилизация» водных экосистем (в Швеции - без рыбных ресурсов 4500 озер, а 1800 - полностью безжизненные). ► усыхание лесов

Acid deposition to forests 2000 2010 2020 Percentage of forest area with acid deposition above critical loads, using ecosystem-specific deposition, Average of calculations for 1997, 1999, 2000 & 2003 meteorologies

Глобальное потепление климата

► Парниковый эффект - разогревание нижних слоев атмосферы у земной поверхности ► Причина - наличие водяного пара, углекислого газа и других парниковых газов, создающих экран

► увеличение парниковых газов может привести к усилению парникового эффекта и, к увеличению средних температур суши и Мирового океана

► сжигание топлива - рост концентраций СО 2 (при сгорании - 6 млрд. тонн) ► Увеличение содержания СО 2 усугублялось массовым сведением тропических лесов Richards (1991), WRI (1990) NOAA

Увеличение темпа роста среднегодовых Warmest 12 years: температур 1998, 2005, 2003, 2002, 2004, 2006, 2001, 1997, 1995, 1999, 1990, 2000 Period Rate 50 0. 128 0. 026 100 0. 074 0. 018 Years /decade

В России изменение климата более заметно зимой, чем летом температуры воздуха зимой и летом 2007 г. по сравнению с 19762006 гг.

Инструментальные наблюдения текущих климатических изменений Глобальная средняя температура (0, 74) Уровень Мирового Океана (около 2 - 3 мм в год) Снежный покров северного полушария

Таяние ледников ► Изменение толщины льда в сантиметрах в год за период с 2003 по 2010 годы: синим цвет - потеря ледовой массы, красный – прирост

Сокращение площади ледников

Ледник Upsala в Аргентине - был крупнейшим в Южной Америке, исчезает со скоростью 200 м. в год

Динамика ледового покрова сибирских морей (февраль 1998 и 2008 гг. ) (зеленый цвет – однолетние льды, оранжевый цвет – многолетние льды, синий цвет – территории без ледяного покрова) В конце 20 века льды Арктики – 7, 7 млн. км. кв. , сейчас- 5, 8 млн. кв. км

Уровень мирового океана в 1870 -2007 гг. синяя кривая, Уровень мирового океана в 1870 -2007 гг. красная - уровень мирового океана с поправкой на недослив из-за задержки воды в водохранилищах

► Низменности, которые будут затоплены при поднятии уровня Мирового океана

Граница вечной мерзлоты ►увеличение температур многолетней мерзлоты на 1 -30 привело к увеличению выбросов болотного газа – метана.

Снижение стока воды

Сценарии изменения климата

• Киотский договор - декабрь 1997 года ► Копенгаген - декабрь 2009

Температурная кривая планеты Земля

► перед 17 -м веком - короткий ледниковый период (Гренландия – «зеленая страна» ): в 17 -м веке замерзала Темза, в Голландии катались на коньках

► в ХХI веке на 1, 1 – 6, 40 С ► повышение уровня океана - на 0, 5 метров ► наиболее уязвимые территории - Сахара, Арктика, небольшие острова и дельтовые районы Азии ► усиление природных катастрофических явлений ► Потеря местообитания некоторых животных

Из-за потепления климата некоторым горнолыжным курортам Европы придется переориентироваться с зимнего на летний туризм

Научное доказательство глобального потепления? ? ?

Водные ресурсы биосферы и глобальные экологические проблемы Время улучшения ситуации обратно пропорционально времени ее ухудшения. Закон Мерфи

► Идет мужик по берегу озера, видит - какой-то парень черпает из озера и пьет. Мужик кричит: - Зачем ты пьешь эту грязную воду? Сюда все мусор бросают, заводы отходы сливают, со всей деревни канализация сюда выходит! - What did you say? - Да я говорю - двумя руками черпай

Водные ресурсы биосферы ► водная поверхность планеты - 71%, с учетом ледников и снежного покрова - 86% ► 96, 4% - минерализованные воды морей и океанов ► пресная вода - 2, 65% (70, 2% «заперта» в виде льда и снежного покрова, 28, 7% - в литосфере), из них - 0, 27% доступны для использования

► вода – возобновляемый ресурс: ► в атмосфере обновление воды - за 8 дней, ► в реках – за 19 суток, ► в океанах – за 2650 лет, ► в ледниках – за 9700 лет

► тем не менее, количество пресной воды в некоторых регионах планеты ограничено: ► неравномерность обеспеченности планеты водными ресурсами ► интенсивный перерасход

► величина водозабора на каждого жителя планеты в 20 веке увеличилась с 140 до 780 л/сутки ► За один день - около 10 млрд. тонн воды (годовая добыча всех полезных ископаемых) ► расход пресной воды - Азия (60% от общемирового), 15% – Северная Америка, 13% – Европа, 12% - поровну Южная Америка и Африка

► Наиболее высокий расход пресной воды: ► в регионах орошаемого земледелия ► в урбанизированных и промышленных центрах

► Сегодня на 17% орошаемых полей производится около 40% продовольствия ► площади орошаемые земель в двух самых населенных стран мира Индии и Китая занимают более 40% пашни

► 1 тонна пшеницы - 1500 тонн воды, риса – 7000 тонн, 1 тонна говядины – от 15000 до 70000 тонн. ► Для ежедневных нужд - 20 -50 литров воды в день, для производства продуктов питания - 3, 5 тысяч литров пресной воды ► семья из четырех человек - вода по объемам сопоставимая с плавательным бассейном

Кризисы речных систем: Колорадо, Ганга, Инда, Иордана, Нила, Тигра, Евфрата, Хуанхэ и др. понижение уровня грунтовых вод: фермеры Йемена (р. Сана), углубили свои колодцы на 50 метров В Индии уровень грунтовых вод падает на 1 метр в год.

Загрязнение пресных вод ► сбросы в водоемы неочищенных сточных вод ► смыв ядохимикатов, минеральных и органических удобрений с полей ► радиоактивные отходы ► аварийные проливы и утечки нефти и нефтепродуктов, ► газодымовые выбросы

Вторичные техногенные нефтяные озера

Ганг

человечеству грозит убийственная жажда ► 80 стран мира - нехватка чистой воды (1, 2 млрд) ► США - 600 л. в день, европеец – 350 л. , Африка, прилегающие к пустыне Сахара - около 10 л. в день ► качество воды: ежегодно от болезней, связанных с плохим качеством воды, умирает около 5 млн.

«тлеют искры» будущих войн за водные ресурсы ► Шестидневная война 1967 г. между Израилем и Сирией: сирийские инженеры начали работы по забору воды из р. Иордан ► В 1979 году мирный договор с Израилем, египетский президент Анвар Садат: «Мы никогда не будем воевать с Израилем, если только не придется защищать свои водные ресурсы» ► к 2015 г. - более 50% населения, а 2025 г. две трети

Дефицит пресной воды в Китае достигнет пика к 2030 г.

► Импорт пресной воды: Голландия и ФРГ импортируют воду из Норвегии и Новой Зеландии, на привозной воде живет население Алжира, Сингапура и Гонконга

Аральское море

Здесь когда-то было море У крутого вала. И гуляли на просторе Рыбаки Арала. Рыбу снастью собирали, Дружно, мирно жили, На ночлег к костру сходились, песню заводили И не думали они, что не будет моря, Что не будет места им на большом просторе. Ольга Крестовская, ученица 6 класса, г. Аральска, 1989 г. Фотография, на месте Аральского моря

► Арал – экологическая катастрофа ► до 1960 года - 4 -е место ► До 1970 -х годов - 34 вида рыб, более 20 имели промысловое значение

Как мелело Аральское море 1960 -2010

Последствия катастрофы ► климат региона стал ещё более континентальным ► пылевые бури с морской солью, пестицидами и другие химикаты; ► выросла (в 10 раз) солёность Большого Арала: вымирание многих видов флоры и фауны ► Большой Арал потерял рыбохозяйственное значение, закрыты порты ► высокий уровень безработицы, высокая детская и материнская смертность

Аральское море сегодня

Загрязнение мирового океана