ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Физические и экологические последствия загрязнения

Атмосферы

 

В связи с загрязнением атмосферы возникают проблемы, связанные со снижением ее прозрачности и уменьшением видимости, появлением неприятных запахов и запыленностью. Загрязнение воздуха создает угрозу здоровью человека и нормальному функционированию экосистем.

Энергетический баланс планеты меняется вследствие изменения альбедо (отражательной способности) земной поверхности, прозрачности атмосферы и выделения в нее большого количества теплоты. Альбедо изменяется при культивировании растительности определенного характера, а также при орошении или осушении поверхности Земли.

Запыленность атмосферы оказывает влияние на отражательную способность Земли. Гигиенический стандарт атмосферы допускает суммарную запыленность в 1,5 т/га но, в отдельных промышленных районах она достигает 60 т/га. Частицы пыли некоторое время остаются в атмосфере, сокращая доступ ультрафиолетового излучения и образуя ядра конденсации. Запыленность атмосферы способствует увеличению количества отраженного солнечного света и уменьшению количества излучения, достигающего Земли .Это приводит к похолоданию климата. В то же время пыль, попадающая на поверхность ледников, поглощает солнечную энергию, способствуя их таянию. Основную роль в изменении прозрачности воздуха играет накопление в атмосфере диоксида углерода. Ежегодно количество СО2 в атмосфере возрастает на 0,4 % от общего его содержания. В настоящее время объемная доля СО2 в атмосфере составляет 0,033 %. Считают, что содержание СО2 в атмосфере будет удваиваться каждые 23 года. Диоксид углерода поглощает тепловое излучение и при определенной его концентрации может начаться глобальное повышение температуры Земли.

При сжигании топлива на Земле ежегодно выделяется 14,2 х 1016 кДж теплоты. Она рассеивается в окружающей среде, изменяя температурный режим планеты По расчетам при ежегодном росте производства энергии на 6 % в середине XXI века может начаться повышение средней планетарной температуры.

Количество озона в атмосфере невелико (2х 1О -6 % по объему), но он играет очень важную роль в предохранении земной поверхности от ультрафиолетовой части солнечного спектра. Разрушение озонового слоя происходит в результате окисления озоном различных веществ, в том числе продуктов сгорания топлива самолетов и ракет. Это грозит увеличением дозы ультрафиолетового излучения. Разрушение озонового слоя на 50 % повлечет за собой увеличение дозы ультрафиолетового облучения в 10 раз. Процесс истощения озонового слоя наблюдается с начала 70-х гг. и в последнее время получил название возникновения озоновых дыр. Если сконцентрировать весь озон в условном сплошном слое, то его толщина не превысит 3 мм. Содержание озона минимально в верхних слоях тропосферы в области полюсов,а максимально - вблизи экватора. Регулярные измерения толщины озонового слоя начались около 40 лет назад. Результаты измерений показали медленное, но неуклонное и повсеместное уменьшение толщины озонового слоя. К настоящему времени озоновый слой стал в среднем тоньше на 3 - 4 %, чем это было в 1969 г. Но это - в среднем, а в отдельных местах ситуация куда хуже. Самое сильное утоньшение озонового слоя наблюдают ежегодно весной в Антарктиде.Там толщина озонового слоя уменьшается в 1,5 - 2 раза. В 1987 г. она убавилась втрое. Площадь антарктической озоновой дыры доходила до 40 млн. км2. Дыры значительно меньшего масштаба зафиксированы и в северном полушарии. Весной 1989 г. небольшую озоновую дыру наблюдали над северной частью Норвегии и Шпицбергеном. В феврале 1993 года наблюдалось уменьшение содержания озона на 10 - 40 % над северными районами Канады и Скандинавским полуостровом. Основная причина сокращения содержания озона в атмосфере - высокая концентрация в ней монооксида хлора, причем наблюдается четкая корреляция между содержанием СIO и снижением содержания озона. Атомарный хлор реагирует с озоном и переводит его в обычный кислород:

О3 + С/ → С/ О + О2

С/О + О → С/+О2.

Высвобождающие атомы хлора вновь реагируют с озоном, вызывая цепную реакцию. Один атом хлора способен разрушить 100 тыс. молекул озона. Основным источником хлора в атмосфере считаются фреоны - фтор- и фторхлоруглероды, например фреон-11 (CFC/3) фреон-12 (CFC/2), широко используемые в качестве холодильных агентов. Они используются не только в холодильных установках, но и в многочисленных бытовых аэрозольных баллончиках с дезодорантами, лаками, красками, инсектицидами. Молекулы фреонов очень прочны: время жизни фреона-11 и фреона-12 - 50 и 70 лет, соответственно. Вместе с воздухом их переносят ветры на тысячи километров. При попадании фреонов в область озонового слоя (15-25 км) происходит их распад под действием УФ-лучей с освобождением атомарного хлора.

После того как выяснилось, что в уничтожении озона виноваты, главным образом, фреоны, началась мощная кампания за запрещение, производства и использования фреонов.

В 1987 г. ведущими странами - производителями фреонов был подписан Монреальский протокол о снижении производства фреонов к 1997 г. на 50 %, а выпуск самых опасных для озона фреонов к 2000 г. Должен был быть прекращен.

Однако фреоны - не единственный фактор, наносящий ущерб озоновому слою. При попадании окислов азота в область озонового слоя начинает функционировать азотный цикл разрушения озона:

NО + О3 → NO2 + О2

NO2 + OH → NO + O2

Источником окислов азота в стратосфере являются полеты сверхзвуковых самолетов, запуски космических аппаратов (особенно, работающих на твердом топливе) и ядерные взрывы. Так, один запуск космического корабля типа "Шаттл" приводит к "гашению" не менее 10 млн. т озона. Всего в мире производится около 1,4 млн. т озоноразрушающих веществ Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока УФ-лучей на земную поверхность, что создает опасность для всего живого на нашей планете. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), уменьшение содержания озона в атмосфере на 1% приводит к увеличению заболеваний людей раком кожи на 6%. Кроме того, рост интенсивности УФ-излчения может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, к гибели фитопланктона в океане, к нарушению глобального баланса диоксида углерода и кислорода.

Весьма острой является проблема загрязнения атмосферы серосодержащими веществами. Сильнее всего загрязнено северное полушарие Земли, в атмосфере которого находится до 90 % серы антропогенного происхождения.

Диоксид серы и другие ее соединения раздражают слизистую оболочку глаз и дыхательные пути. Продолжительное действие малых концентраций сернистого газа ведет к возникновению хронического гастрита, бронхита, ларингита и других болезней. Есть сведения о связи между содержанием диоксида серы в воздухе и уровнем смертности от рака легких. Диоксид серы оказывает вредное действие на растения. Поступая внутрь листа при дыхании, он угнетает жизнедеятельность клеток. При этом листья растений сначала покрываются бурыми пятнами, а затем засыхают. В атмосфере SO2 окисляется до SO3. Окисление происходит каталитически под воздействием следов металлов, главным образом марганца. Кроме того, газообразный и растворенный в воде диоксид серы может окисляться озоном и перекисью водорода. Соединяясь с водой, серный ангидрид образует серную кислоту. Переносу диоксида серы на дальние расстояния и его рассеиванию в верхних слоях атмосферы способствует строительство высоких дымовых труб, это снижает локальное загрязнение атмосферы. Поэтому для отвода газов и дыма трубы на промышленных предприятиях стали строить все выше и выше.На никелевом заводе в Канаде есть дымовая труба высотой 380 м, а в Англии построена труба высотой 415 м, на Углегорской ГРЭС в России высота дымовой трубы составляет 300 м. В результате такого приема, рассчитанного на естественное самоочищение воздуха за счет рассеивания выбросов, увеличивается время пребывания серосодержащих соединений в воздушной среде и, следовательно, увеличивается степень их превращения в серную кислоту. Благодаря высоким трубам дым промышленных предприятий перемещается на сотни километров, и одни страны становятся объектом постоянного загрязнения со стороны других. Украина ежегодно получает более 600 тыс. т диоксида серы от стран Западной Европы. Диоксид серы в сочетании с водяным туманом является главным компонентом сернистого смога, который иногда называют смогом лондонского типа, так как впервые от него сильно пострадали в 1952 г. жители Лондона. А растворенный в капельках дождя он наносит существенный ущерб растительному миру

Дождь и до вмешательства человека не был дистиллятом. В атмосфере всегда находится диоксид углерода, который, реагируя с водой, дает слабую угольную кислоту рН которой составляет 5,6. Поэтому в химии атмосферы кислым считается раствор, значение рН которого менее ,чем 5,6. Эту важнейшую точку отсчета для измерения кислотного загрязнения воздуха для нас сохранили вечные льды Гренландии и Антарктиды: рН талой воды из древних льдов колеблется в пределах 5,2 - 5,6. Сейчас средний кислотный показатель в любом промышленном центре Западной Европы варьирует около 4,1; в Санкт-Петербурге рН дождя составляет 3,7 - 4,8; в Киеве 4,0. Наибольшие в мире значения кислотности осадков были зафиксированы: в 1979 г. в США (рН = 1,7), в 1981 г. в Китае (2,25), 1974 г. в Шотландии (2,4). Ежегодно с осадками выпадают миллионы тонн кислот, что ведет к радикальному изменению химии природной среды, Закисление почвы приводит к накоплению в ней ионов алюминия - самого распространенного металла земной коры. Проникая в корни растений он вытесняет там кальций и магний, без которых растению грозит голодная смерть.

От этого в различных регионах мира погибают леса на площади более 31 млн. га. Так, на территории Германии кислотными дождями повреждено около 35 % площади лесных массивов страны, а в Канаде уже погибли старейшие леса (возраст более 300 лет) из бальзамической ели. Кислотные осадки привели к гибели горных лесов из красной ели в северных Аппалачах (США). В Голландии и Великобритании к 1986 г. около 30 % деревьев оказались засохшими, в Чехии и Швейцарии погибли 16 % деревьев. Отмечены случаи поражения лесов в Карелии и Сибири (Россия), Белоруссии. Жертвами кислотных дождей стали озера и реки. При повышении кислотности в воде быстро нарастает содержание алюминия. А его концентрация (0,2 мг/л) является смертельной для рыб. В то же время фосфаты - соединения, обеспечивающие развитие фитопланктона и водной растительности, - соединяясь с алюминием, становятся малодоступными для организмов. Кислотность также повышает растворимость высокотоксичных веществ - кадмия, цинка, свинца и ртути.

При значении рН менее 5 прекращаются все нормальные формы жизни, кислотные дожди повредили 15000 озер Швеции, причем в 1800 озерах полностью утрачены признаки жизни. В Канаде закислены более 14000 озер, в Норвегии из 5000 обследованных озер в 1750 исчезла рыба. В плохом состоянии находятся многие озера США, Швейцарии и других стран. Другая серьезная проблема связана с присутствием сульфатов в атмосфере. Частицы сульфатов размером 0,1 - 1мкм сильно рассеивают свет, ухудшают видимость и оказывают отрицательное воздействие на организм человека.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти