К чему может привести загрязнение атмосферы. Основные источники загрязнения атмосферы

Здравствуйте, мои дорогие школьники! Приветствую вас на страницах блога «ШколаЛа».

Сегодня в рубрике «Проекты» важная тема, посвящённая проблеме современности. Загрязнение воздуха – глобальный вопрос, с которым пришлось столкнуться человечеству. Кто виноват в том, что за последние 200 лет уровень концентрации вредных веществ возрос на 30 процентов, а загрязнение окружающей среды привело к нарушению экологии и изменению климата на планете? Можно ли остановить этот процесс и как защитить нашу Землю?

Будем разбираться.

План урока:

Почему и от чего загрязняется атмосфера?

Загрязнение атмосферного воздуха – попадание в него химических, физических и биологических веществ, которые оказывают влияние на качество атмосферы. Это основная причина изменения естественного состояния окружающей среды. Происходит загрязнение воздуха из-за природных процессов, но больше всего в результате деятельности человека. Поэтому источники вредных выбросов делят на:

• естественные, исходящие от самой природы, и
• искусственные, порождаемые человеком.

У природных источников минеральное или растительное происхождение.

Вулканы

При их извержении в воздух выбрасывается огромное количество газов, твёрдых частиц и пепла, водные пары и пыль, которые держатся в атмосферных слоях на протяжении нескольких лет.

Факты. В 1883 году при извержении вулкана Кракатау в воздух поднялась чёрная туча высотой 27 километров, на 80 километров ввысь было выброшено 150 миллиардов пыли и пепла. Газы, песок и пыль развеялись на расстояние в 827000 километров.

Лесные и торфяные пожары

Дым от горения лесов загрязняет атмосферный воздух и распространяется на большие площади. Гарь от торфяников наполняет воздух мелкими взвешенными частицами.

Факты. В 2010 году по причине торфяных пожаров в столице России сложилась чрезвычайная экологическая ситуация. Предельно допустимые нормы загрязняющих веществ были превышены в десятки раз. Жители Москвы из-за смога не могли свободно дышать и пользовались респираторами и противогазами. Многие были вынуждены покинуть город.

Пыльные бури

Они бывают при сильном ветре, который поднимает с земли и переносит на далёкие расстояния обломки горных пород. Смерчи и ураганы засоряют атмосферный воздух тоннами пыли.

Факты. В 1928 году в Украине мощный ветер поднял вверх 15 миллионов тонн чернозёма и перенёс его на высоте 750 метров на запад. Слой земли осел в Прикарпатье, Румынию и Польшуна площади 6 миллионов квадратных километров.

Искусственные загрязнители атмосферного воздуха – наиболее опасные. Они могут быть твёрдые, жидкие и газообразные.

Бытовые отходы

Появляются при сжигании топлива в помещениях, например, при приготовлении пищи, дым от печного отопления, а также то, что осталось от потребления человеком, проще говоря, бытового мусора.

Производственные

Получаются в результате работы промышленности и представляют собой выбросы от технологических процессов. Особо опасными из них являются радиоактивные вещества, источниками которых служат взрывы атомных бомб, работа предприятий, где используются радиоактивные компоненты, атомные станции и реакторы.

Транспортные

Источниками таких загрязнителей являются автомобили, воздушные и морские суда, поезда.

Факты. В 1900 году в мире было всего 11 тысяч автомобилей, в 1950 их стало 48 миллионов, к 1980 годуколичество увеличилось до 330 миллионов, а сегодня их насчитывается порядка 500 миллионов. В отработанных машинами газах содержится примерно 280 вредных для атмосферного воздуха компонентов.

Чем загрязняется воздух?

Учёные выделили основные загрязнители атмосферного воздуха, которые больше всего негативно влияют на здоровье человека.

Оксид углерода

Газ без цвета и запаха, который ещё называется «угарный». Он образуется при неполном сгорании топлива при нехватке кислорода и низкой температуре окружающей среды. При попадании в организм человека он блокирует поступление кислорода в кровь. Это одна из причин частых отравлений человека, приводящая к потере сознания и смерти.

Углекислый газ

Выделяемый нами при дыхании газ не имеет цвета, но у него кисловатый запах. Его избыточное содержание в воздухе, которым мы дышим, приводит к головным болям, депрессии и слабости.

Диоксид серы

Бесцветный газ с резким запахом, получается при горении серосодержащего топлива, например, угля. Долгое воздействие его на человека приводит к потере вкуса, затруднению дыхания, нарушению работы сердца и отёку лёгких.

Оксиды азота

Образуются при горении, например, при работе автомобилей и теплостанций, а также получаются в процессе деятельности предприятий, которые производят азотные удобрения, кислоту и красители. Превышение допустимых норм этого газа может приводить к заболеваниям дыхательных путей и органов зрения.

Озон

Считается наиболее токсичным из всех газообразных загрязнителей. Он образуется от фотохимических процессов и содержится в выбросах промышленности, транспорта и химических растворителях. Длительное воздействие озона на человека приводит к болезням лёгких.

Свинец

Токсичный серебристый металл применяется для производства красок, в типографии и при изготовлении боеприпасов. Основным источником свинца служат выхлопные газы. Накопление свинца в организме приводит к нарушению умственной деятельности, влияет на печень, почки и костную систему.

Факты. Россия занимает прочные позиции среди стран с плохой экологией. Лишь в 15 городах атмосферный воздух соответствует установленным нормам. 125 российских городов фиксируют превышение уровня концентрации вредных веществ в 5-10 раз. Среди самых загрязнённых городов Магнитогорск, Череповец, Челябинск, есть здесь и Москва, и Санкт-Петербург, а вот Норильск стоит в одном ряду с мировыми грязнушками Мехико, Каиром и Лос-Анжелесом. Основной источник загрязнения в России – промышленность.

Как помочь природе?

Деятельность человека приводит к непоправимым последствиям для жизни планеты. Ежегодно в воздух поступаетдо 20 миллиардов тонн углекислого газа. А он относится к парниковым. Повышение количества парниковых газов и аэрозолей разогревает нижний слой атмосферы и влечёт за собой изменение температуры в Мировом океане, нарушает циркуляцию.

Повышение температуры может привести к таянию льдов, что поднимет уровень воды и постепенно покроет небольшие участки суши. Из-за смещения климатических зон возможны наводнения, засухи и пыльные бури. В числе экологических последствий – кислотные дожди, которые получаются из-за выбросов кислотных оксидов.

Факты. Самый чистый воздух сегодня на Синайском полуострове в Египте. В списке благоприятных районов Антарктида, Чилийская Патагония, бразильский город Наталь. А вот в Китае атмосферным воздухом дышать с каждым годом всё труднее. Большие города утопают в смоге. Среди грязных стран Пакистан, Иран, Индия и Катар. Когда-то в Японии было плохо с чистым воздухом, и в 70-х годах там появились кислородные бары, где можно было подышать чистым кислородом. А вот в грязные города Китая возят чистый канадский горный воздух в баллонах по 7,7 литра. Стоит частичка свежести 15 долларов и хватает её на 15 вдохов.

Охрана окружающей среды включает в себя меры по защите природы.

• Использование экологических видов энергии — солнечной, ветровой и геотермальной.
• Озеленение. Все растения активно поглощают углекислый газ, выделяя обратно кислород. Некоторые комнатные цветы, например, герань, фикус и аспарагус являются биологическими фильтрами, поглощая частицы тяжёлых металлов и токсины.
• Регулирование выхлопов. Для этого устанавливают специальное оборудование в механизмы машин и разрабатывают экологически чистое топливо. Кроме того, машиностроение постепенно переходит на электромобили.
• Защитные фильтры. Для очистки выпускаемых в воздух отходов от деятельности промышленности на предприятиях устанавливаются современные очистные системы.
• Юридические документы. Принимаемые международными организациями документы регулируют вредные выбросы в процессе деятельности предприятий. Уплачиваемые организациями деньги идут на мероприятия по преодолению последствий глобального потепления.

Если на природные явления мы можем оказать лишь небольшое влияние, то снизить воздействие человека на загрязнение окружающей среды – наша с вами прямая обязанность. Давайте будем беречь природу и постараемся не допустить того, что вы увидете на видео ниже.

Надеюсь, информация оказалась для вас полезной. А также рекомендую заглянуть еще и , чтобы узнать, когда отмечается Всемирный день охраны окружающей среды.

На этом с вами прощаюсь. До новых встреч на интересных проектах.

Евгения Климкович.

Атмосфера - это то, чем мы дышим и с помощью чего существуем. Это оболочка Земли, что дает возможность развиваться всему живому. Но с каждым годом вопрос загрязнения атмосферы становится все острее.

Данная статья предназначена для лиц старше 18 лет

А вам уже исполнилось 18?

Загрязнение атмосферы — это попадание во все ее слои (см. « ») продуктов и веществ, которые нарушают ее нормальное и привычное функционирование, приводят к иному исходу конечных реакций или увеличению тех или иных веществ (что также негативно влияет на состояние внутренней оболочки).

Особенно сильно чувствуется влияниечеловека и его деятельности на состояние биосферы. Принято выделять три вида загрязнений атмосферы:

• физические, которые включают в себя пыль, радиоволны, радиоактивные элементы, теплый воздух, шум и штучное колебание воздуха;
• биологические, в основе которых лежат микроорганизмы и бактерии, споры и вредоносные грибы, их продукты жизнедеятельности;
• химические — это то, что попадает в воздух через использование спреев, аэрозолей, примесей газов, а также продуктов их переработки, тяжелых металлов.

Становится понятно, что наша атмосфера ежесекундно чувствует влияние действий всего человечества, страдает от этого и выходит из строя, что, в свою очередь, сказывается на нашем самочувствии и здоровье.

Источники загрязнения атмосферы

Источники загрязнения атмосферы — это места, процессы и действия, которые влияют на состав, состояние и функционирование оболочки Земли. Все источники подобного рода разделяют на два вида:

• естественные или природные — те, которые происходят из-за процессов и реакций в природе, среди живых организмов без какого-либо вмешательства человека;
• антропогенные или можно еще найти понятие искусственных источников загрязнений. К ним относят все то, что негативно влияет на атмосферу вследствие действий человечества.

К наиболее распространенным природным источникам относят ветры, которые выдувают землю и песок, поднимая их в воздух, извержения вулканов, насекомые и растения, а также продукты их жизнедеятельности. Не менее опасными для атмосферы являются пожары, которые уничтожают растения и животных, почву, а продукты горения в видегазов и пыли попадают в воздух. Однако природа может самостоятельно регулировать все эти действия и восстанавливаться от их негативного влияния. Намного страшнее и опаснее влияниечеловека на состояние газовой оболочки.

К искусственным источникам относят бытовую и сельскохозяйственную деятельность, все видыпромышленных работ и, конечно же, транспорт во всех его проявлениях.

Все мы знаем о том, что промышленно-городские комплексы, предприятия выбрасывают в окружающую среду тонны веществ, которые там и остаются. К «тяжелой артиллерии» можно отнести металлургию, химические производства и добычу газа и нефти, которые «дарят» атмосфере серную пыль, бензол, окись углерода, аммиак и множество других веществ.

Еще одна проблема — это теплоэнергетика. Процесс сжигания определенного топлива чреват выделением продуктов горения. И это не только сажа, дым или пыль, сюда стоит зачислить еще и оксидыазота, бензопирен, углекислый газ. Отдельно стоит упомянуть и о переизбытке тепла, которое выделяется как от работы электростанций всех видов, так и от многих других видов деятельности человека, аварийных выбросов с разных заводов, техногенных катастроф..

Одним из главных загрязнителей нашей планеты является транспорт, а в некоторых странах он занимает первое место по индексу выбросов в воздух вредных веществ. Железнодорожные перевозки, самолеты, корабли вносят свою долю в плохое состояние биосферы, однако несомненным лидером является автомобильный транспорт.

Транспортныесредства, передвигаясь, способствуют попаданию большого количества выхлопных газов от переработки топлива двигателями, пыли и твердых частиц на шинах и кузовах в нижние шары земной оболочки. А тепло, которое выделяется от автомобилей в большом городе, приравнивается к работе большой угольной электростанции. Ну и нельзя не вспомнить о шумовом загрязнении, которое распространяют все виды транспортных средств на планете.

Последствия загрязнения атмосферы

Атмосфера — это место, где происходят все основные процессы на планете, поэтому последствия ее загрязнения будут ощутимы для всех.

В первую очередь эти проблемы отобразятся на состоянии человека, ведь все твердые частицы, пыль, угарный газ, диоксид кремния и оксиды азота попадают в воздух, которым мы дышим, а значит, и в наши легкие, кровь и слизистые оболочки.

Все эти факторы влияют на работу внутренних органов, слизистых оболочек, мутацию на клеточном уровне, снижение иммунитета, возрастание онкологических заболеваний.

Еще одним примером того, как негативно влияют на природу действия человека, является парниковый эффект. Его суть в том, что нижние слои оболочки земного шара нагреваются и теряют способность защищать нас от проникновения ультрафиолетового излучения. Чем это грозит? Тем, что средняя температура по всей планете уже повысилась на 0,6 градуса Цельсия в сравнении с прошлым столетием. Если так пойдет и далее, то кроме глобального потепления мы получим в результате растаявшие ледники, повышение уровня воды в Мировом океане и затопление районов, которые находятся вблизи больших водоемов.

Образование озоновых дыр в атмосфере — еще один масштабный пример того, как влияет загрязнение на ситуацию в мире. Озон — это шар атмосферы, который образуется на высоте 2000-25000 тысяч метров и состоит преимущественно из кислорода. Главная его задача — удерживать вредное излучение Солнца. В мелких порциях ультрафиолетовые лучи нужны живым организмам для прохождения процесса фотосинтеза и ряда других важных реакций, но в больших дозах они приводят к мутациям, снижении рождаемости и увеличении раковых болезней разной степени сложности.

Кислотные дожди — это любой вид осадков, которые содержат высокий уровень химических веществ (оксидысеры и азота преимущественно). Характер таких атмосферных явлений таков, что они могут привести к гибели растительности, насекомых, рыбы при разных концентрациях вредных веществ, уменьшать количество урожаев, ухудшать состояние здоровья всего живого.

Смог — еще один фактор влияния загрязнителей на атмосферу. Это слой пыли, газа, химических веществ, которые в газообразном (аэрозольном) состоянии нависают над определенной местностью. Чем это грозит нам? В этих грязевых облаках собираются частички от переработки топлива, выбросы промышленных производств, тяжелые металлы и вредные микроорганизмы. Влажная среда окисляет их и способствует размножению и разнообразным реакциям. Смог может стать причиной заболеваний органов дыхания и крови, конъюнктивита, приглушения работы нервной системы и даже смерти.

Пути решения проблемы загрязнения воздуха

Загрязнение атмосферы — глобальная и масштабная проблема, которая касается каждого живущего на планете. Для защиты газовой оболочки от вредных поступлений применяют такие методы борьбы:

• абсорбциональный — мера по борьбе с поступлением негативных частиц, суть которой в поглощении их специальными фильтрами. Эти установки имеют небольшие габариты и просты в установке, а суть их в том, что они изготавливаются из тех материалов, которые отлично впитывают и удерживают вредные испарения;
• окисление характеризуется сжиганием в воздухе ненужного состава, однако имеет и побочное действие — образование углекислого газа как продукта горения;
• каталитический способ подразумевает превращение газов в твердые частицы. Этот вариант решения проблем достаточно действенный, но дорогой и энергозатратный;
• механический способ подразумевает очистку воздуха в специальных установках. Зарекомендовал себя как низкоэффективный и дорогой в обслуживании;
• самый новый и действенный — электроогневой, вследствие которого газ поступает в специальные установки, где на него воздействует

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.

Выброс ядовитых веществ особенно силен в крупных городах и центрах промышленности. Человек в среднем за сутки человек вдыхает до 20 тысяч литров воздуха. Однако вместе с необходимым организму чистым кислородом мы проносим через легкие ядовитые пары, частицы копоти и пепла. Они оседают в наших легких, отравляя человека. Долгое воздействие смога приводит к общему плохому самочувствию, позже – к головным болям и тошноте, раздражаются слизистые оболочки, развиваются болезни легких и сердечно-сосудистой системы. Если не принять никаких мер, оседающие в организме вещества приведут к летальному исходу.

Разрушение озонового слоя приводит к сильному облучению всей планеты. Ультрафиолетовые лучи сильнее начинают действовать на организм животных и человека. Пагубное влияние радиации вызывает общее ослабление иммунитета, развитие страшных болезней: рака кожи и слизистых оболочек, катаракты.

Парниковый эффект

Возникает вследствие вырубки лесов и истощение озонового слоя атмосферы Земли. Дыры в верхних слоях атмосферы пропускают все больше солнечной радиации, затем тепло подогревает , а те – поверхность планеты. Уже от земли тепло вновь подогревает планету. Причина того, что излучение не возвращается в космос, кроется в скоплении парниковых газов в нижнем слое воздушной оболочки, дела ее слишком плотной.

Парниковый эффект может привести к другой проблеме – «глобальному потеплению». Из-за задержки теплового излучения на планете начинает повышаться средняя температура Земли. Это приводит к таянию ледников на полюсах, затем к повышению уровня мирового океана. Ученые уже наблюдают постоянные затопления некоторых прибрежных зон. Если парниковый эффект не остановить, произойдет затопление многих участков суши, погибнут животные, люди и растения.

Кислотные дожди

Из-за выброса в атмосферу Земли в больших объемах вредных веществ промышленными предприятиями случается такое явление, как кислотные дожди. при взаимодействии с парами воды в воздухе образуют кислоту.

Выпадающие кислотные осадки, дожди и снег становятся кислыми. Они приводят к страшным последствиям для всей природы:

• При взаимодействии с бетонными и кирпичными строениями наносят им непоправимый вред. Повреждаются отделка, трубы, крыши;
• За несколько десятков лет кислотные осадки испортили множество памятников культуры;
• Автомобили, попавшие под кислотный дождь, становятся непригодными для использования, ломаются двигатели, разъедается металл, шины и стекло;
• Отравляется почва. Она становится кислой, что приводит к понижению ее плодородия;
• Кислотные дожди губят растения, опустошая целые зеленые участки;
• Кислотный дождь и снег несет огромные убытки всему сельскому хозяйству. Гибнет отборный урожай, гниют деревья, отравленной травой питаются сельскохозяйственные животные, которые либо тяжело заболевают, либо умирают;
• Такие осадки отравляют водоемы, что приводит к гибели этой экосистемы.

Пути решения проблемы загрязнения атмосферы

Проблема загрязнения воздушной оболочки нашей планеты – дело каждого человека без исключения. Для уменьшения пагубного влияния промышленной деятельности человека привлекаются ученые.

Для того, чтобы промышленные предприятия выбрасывали в атмосферу меньше ядовитых веществ, предлагается несколько способов:

• Абсорбционный (поглотительный): предполагает установку фильтров из активированного угля, известняка и его щелочных растворов, аммиака. Эти вещества отлично впитывают в себя вредные газы. К плюсам этого способа относят хорошее качество очистки и простоту. Однако устройства с фильтрами занимают достаточно много места, а также периодически менять очистительную жидкость;
• Окислительный способ хорош тем, что выжигает в воздух горючие вредные примеси. К минусу такого метода относят выделение углекислого газа;
• Каталитический: ядовитые пары и газы пропускают через твердые катализаторы, ускоряющие процесс отделения вредных веществ и примесей. Способ хоть и действенный, но требует огромных средств и тратит много энергии;
• Механический способ применяют уже достаточно редко. Газ загоняют в специальные турбины, где винтами, создающих вихри, собираются ядовитые частицы. Кроме высоких затрат энергии и необходимости постоянного обслуживания аппарата (удаление с винтов собранных частиц) этот способ малоэффективен, слабо очищает воздух;
• Электроогневой способ – самый новый и самый эффективный из всех существующих способов очистки газов. Необходимое для очистки загоняется в сосуды, а после – пропускается сквозь наэлектризованное пламя. К сожалению этот метод очень трудно осуществить и поэтому применяется редко.

Иногда лучше сочетать сразу несколько способов очистки воздуха от ядовитых веществ.
Чтобы обезопасить атмосферу от выбросов в нее выхлопных газов из промышленных и выхлопных труб, в них устанавливаются фильтры, специальные добавки, в которые не входит свинец, каталитические нейтрализаторы. Очень важно следить за качеством заливаемого топлива: дешевое масло и бензин выделяют слишком много вредных веществ. Стали выпускаться новые модели автомобилей, выбрасывающие в атмосферу значительно меньше ядовитых газов. Во многих странах общественный транспорт стал полностью работать от электричества или на биотопливе. В некоторые транспортные средства устанавливают газобаллонное оборудование. Ведутся разработки двигателей, которые не нуждаются в переключении на другие режимы.

Организация крупных городов также требует изменений. Заводы, предприятия, автотрассы и аэропорты необходимо отделять от жилых районов плотной зеленой стеной из деревьев и кустарников, выступающих в роли естественного фильтра и генератора кислорода. Желательно, строить промышленные организации за чертой города.

Необходимо реформировать обработку мусора, которая уменьшит размеры свалок, испускающих при разложении метан и другие вещества, разрушающие озоновый слой. Можно ввести повторное использование материалов, использовать другие способы избавления от мусора, кроме сжигания.

В сельском хозяйстве рекомендуется предложить постепенный отказ от химикатов, отравляющих как почву, так и воздушную оболочку. Навоз и другие органические остатки можно использовать в качестве натуральных удобрений, безопасных для природы.

Сохранение лесов – одна из важнейших задач современности. Именно деревья постепенно снижают действие парникового эффекта, фильтруют воздух и выделяют кислород.

Со стороны государства необходимо издать ряд законов, предусматривающих введение ответственности за загрязнение воздуха. Создание специальной службы, которая в составе комиссии будет осматривать промышленные предприятия, следить за организацией городов.

Болота по праву считаются лучшими фильтрами нашей планеты. Вредные вещества оседая в них перерабатываются в безобидные. Благодаря сохранению болот в России наша страна может похвастаться одним из лучших состоянием атмосферы.

Необходимо распространить знания о загрязнении атмосферы среди всего населения. Тогда люди начнут соблюдать ряд мер, чтобы уменьшить количество выбросов ядовитых веществ в воздушное пространство.

Уже существует завод, перерабатывающий радиоактивные отходы с атомных электростанций и предприятий, производящих реактивное топливо. Если развить это направление, то тяжелых металлов в атмосфере будет гораздо меньше.

Проблема загрязнения атмосферы на сегодняшний день наиболее актуальна. Необходимо скорее решать ее, иначе бездействие приведет к ужасным последствиям.