Екология: Екологични последици от атмосферното замърсяване, Контролна работа. Замърсяването на въздуха е сериозен екологичен проблем Кои вещества най-често замърсяват въздуха

ОПИСАНИЕ: Въведение1. Атмосферата е външната обвивка на биосферата2. Атмосферно замърсяване3. Екологични последици от атмосферното замърсяване7

3.1 Парников ефект

3.2 Разрушаване на озоновия слой

3 Киселинен дъжд

Заключение

Списък на използваните източнициВъведениеАтмосферният въздух е най-важната жизненоважна природна среда и представлява смес от газове и аерозоли на повърхностния слой на атмосферата, образувана по време на еволюцията на Земята, човешката дейност и намираща се извън жилищни, производствени и други помещения. В момента от всички форми на деградация на природната среда в Русия замърсяването на атмосферата с вредни вещества е най-опасното. Характеристиките на екологичната ситуация в определени региони на Руската федерация и възникващите екологични проблеми се дължат на местните природни условия и естеството на въздействието върху тях на промишлеността, транспорта, комуналните услуги и селско стопанство. Степента на замърсяване на въздуха зависи, като правило, от степента на урбанизация и индустриално развитие на територията (спецификата на предприятията, техния капацитет, местоположение, прилагани технологии), както и от климатичните условия, които определят потенциала за замърсяване на въздуха. . Атмосферата има интензивно въздействие не само върху човека и биосферата, но и върху хидросферата, почвената и растителната покривка, геоложката среда, сградите, конструкциите и други обекти, създадени от човека. Следователно опазването на атмосферния въздух и озоновия слой е най-приоритетният екологичен проблем и на него се обръща голямо внимание във всички развити страни.Човекът винаги е използвал околната среда предимно като източник на ресурси, но много дълго време неговата дейност нямат забележимо въздействие върху биосферата. Едва в края на миналия век промените в биосферата под влияние на икономическата дейност привлякоха вниманието на учените. През първата половина на този век тези промени нарастват и сега са като лавина, връхлитаща човешката цивилизация. Натискът върху околната среда нараства особено рязко през втората половина на 20 век. Настъпи качествен скок в отношенията между обществото и природата, когато в резултат на рязкото нарастване на населението, интензивната индустриализация и урбанизация на нашата планета, икономическите натоварвания навсякъде започнаха да надвишават способността за екологични системиза самопречистване и регенерация. В резултат на това е нарушен естественият кръговрат на веществата в биосферата и е застрашено здравето на настоящите и бъдещите поколения хора.

Масата на атмосферата на нашата планета е незначителна - само една милионна от масата на Земята. Неговата роля в естествените процеси на биосферата обаче е огромна. Наличието на атмосферата около земното кълбо определя общия топлинен режим на повърхността на нашата планета, предпазва я от вредното космическо и ултравиолетово лъчение. Атмосферната циркулация оказва влияние върху местните климатични условия, а чрез тях - върху режима на реките, почвената и растителната покривка и процесите на релефообразуване.

Съвременният газов състав на атмосферата е резултат от дълъг историческо развитиеГлобусът. Представлява предимно газова смес от два компонента - азот (78,09%) и кислород (20,95%). Обикновено съдържа също аргон (0,93%), въглероден диоксид (0,03%) и малки количества инертни газове (неон, хелий, криптон, ксенон), амоняк, метан, озон, серен диоксид и други газове. Наред с газовете атмосферата съдържа твърди частици, идващи от повърхността на Земята (например продукти от горене, вулканична дейност, частици от почвата) и от космоса (космически прах), както и различни продукти от растителен, животински или микробен произход. Освен това водните пари играят важна роля в атмосферата.

Трите газа, които изграждат атмосферата, са от най-голямо значение за различни екосистеми: кислород, въглероден диоксид и азот. Тези газове участват в основните биогеохимични цикли.

Кислородиграе важна роля в живота на повечето живи организми на нашата планета. Необходимо е всеки да диша. Кислородът не винаги е бил част от земната атмосфера. Появява се в резултат на жизнената дейност на фотосинтезиращите организми. Под въздействието на ултравиолетовите лъчи се превръща в озон. С натрупването на озон се образува озонов слой в горната атмосфера. Озоновият слой, като екран, надеждно защитава повърхността на Земята от ултравиолетовото лъчение, което е фатално за живите организми.

Съвременната атмосфера съдържа едва една двадесета от наличния кислород на нашата планета. Основните запаси от кислород са концентрирани в карбонати, органични вещества и железни оксиди, част от кислорода е разтворен във вода. В атмосферата, очевидно, е имало приблизителен баланс между производството на кислород в процеса на фотосинтеза и консумацията му от живите организми. Но напоследък се появи опасност в резултат на човешката дейност запасите от кислород в атмосферата да намалеят. Особено опасно е разрушаването на озоновия слой, което се наблюдава през последните години. Повечето учени отдават това на човешката дейност.

Цикълът на кислорода в биосферата е изключително сложен, тъй като голям брой органични и неорганични вещества, както и водород, реагират с него, комбинирайки се с който кислородът образува вода.

Въглероден двуокис(въглероден диоксид) се използва в процеса на фотосинтеза за образуване на органични вещества. Благодарение на този процес въглеродният цикъл в биосферата се затваря. Подобно на кислорода, въглеродът е част от почвите, растенията, животните и участва в различни механизми на циркулацията на веществата в природата. Съдържанието на въглероден диоксид във въздуха, който дишаме, е приблизително еднакво в различните части на света. Изключение правят големите градове, в които съдържанието на този газ във въздуха е над нормата.

Някои колебания в съдържанието на въглероден диоксид във въздуха на района зависят от времето на деня, сезона на годината и биомасата на растителността. В същото време проучванията показват, че от началото на века средното съдържание на въглероден диоксид в атмосферата, макар и бавно, но постоянно се увеличава. Учените свързват този процес предимно с човешката дейност.

Азот- незаменим биогенен елемент, тъй като е част от протеините и нуклеиновите киселини. Атмосферата е неизчерпаем резервоар на азот, но повечето живи организми не могат директно да използват този азот: той трябва първо да бъде свързан под формата на химични съединения.

Част от азота идва от атмосферата в екосистемите под формата на азотен оксид, който се образува под действието на електрически разряди по време на гръмотевични бури. Но основната част от азота навлиза във водата и почвата в резултат на биологичното му фиксиране. Има няколко вида бактерии и синьо-зелени водорасли (за щастие многобройни), които могат да фиксират атмосферния азот. В резултат на дейността си, както и поради разграждането на органичните остатъци в почвата, автотрофните растения успяват да усвоят необходимия азот.

Цикълът на азота е тясно свързан с цикъла на въглерода. Въпреки че азотният цикъл е по-сложен от въглеродния, той е по-бърз.

Други съставки на въздуха не участват в биохимичните цикли, но наличието на голямо количество замърсители в атмосферата може да доведе до сериозни нарушения на тези цикли.

2. Замърсяване на въздуха.

Замърсяванеатмосфера. Различните негативни промени в земната атмосфера са свързани главно с промени в концентрацията на второстепенни компоненти на атмосферния въздух.

Има два основни източника на замърсяване на въздуха: естествен и антропогенен. Естествено източник- това са вулкани, прашни бури, изветряне, горски пожари, процеси на разлагане на растения и животни.

Към основното антропогенни източницизамърсяването на атмосферата включва предприятия от горивно-енергийния комплекс, транспорт, различни машиностроителни предприятия.

В допълнение към газообразните замърсители в атмосферата навлиза голямо количество прахови частици. Това са прах, сажди и сажди. Голяма опасност представлява замърсяването на околната среда с тежки метали. Олово, кадмий, живак, мед, никел, цинк, хром, ванадий са станали почти постоянни компоненти на въздуха в индустриалните центрове. Особено остър е проблемът със замърсяването на въздуха с олово.

Глобалното замърсяване на въздуха оказва влияние върху състоянието на естествените екосистеми, особено върху зелената покривка на нашата планета. Един от най-очевидните индикатори за състоянието на биосферата са горите и тяхното благосъстояние.

Киселинните дъждове, причинени главно от серен диоксид и азотни оксиди, причиняват голяма вреда на горските биоценози. Установено е, че иглолистните дървета страдат от киселинни дъждове в по-голяма степен от широколистните.

Само на територията на страната ни общата площ на горите, засегнати от промишлени емисии, достигна 1 милион хектара. Съществен фактор за деградацията на горите през последните години е замърсяването на околната среда с радионуклиди. Така в резултат на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил бяха засегнати 2,1 милиона хектара гори.

Особено засегнати са зелените площи в индустриалните градове, чиято атмосфера съдържа голямо количество замърсители.

въздушен екологичен проблемизтъняването на озоновия слой, включително появата на озонови дупки над Антарктика и Арктика, се свързва с прекомерната употреба на фреони в производството и ежедневието.

Стопанската дейност на човека, придобивайки все по-глобален характер, започва да оказва много осезаемо влияние върху процесите, протичащи в биосферата. Вече научихте за някои от резултатите от човешката дейност и тяхното въздействие върху биосферата. За щастие, до определено ниво, биосферата е способна да се саморегулира, което позволява да се сведат до минимум негативните последици от човешката дейност. Но има граница, когато биосферата вече не е в състояние да поддържа баланс. Започват необратими процеси, водещи до екологични катастрофи. Човечеството вече ги е срещало в редица региони на планетата.

3. Екологични ефекти от атмосферното замърсяване

Най-важните последици за околната среда от глобалното замърсяване на въздуха включват:

1) възможно затопляне на климата („парников ефект“);

2) нарушаване на озоновия слой;

3) киселинен дъжд.

Повечето учени в света ги смятат за най-големите екологични проблеми на нашето време.

3.1 Парников ефект

В момента наблюдаваното изменение на климата, което се изразява в постепенно повишаване на средната годишна температура, започвайки от втората половина на миналия век, повечето учени свързват с натрупването в атмосферата на така наречените "парникови газове" - въглерод диоксид (CO 2), метан (CH 4), хлорофлуоровъглероди (фреони), озон (O 3), азотни оксиди и др. (виж таблица 9).

Таблица 9

Антропогенни атмосферни замърсители и свързаните с тях промени (V.A. Vronsky, 1996)

Забележка. (+) - повишен ефект; (-) - намаляване на ефекта

Парниковите газове и предимно CO 2 предотвратяват дълговълновото топлинно излъчване от повърхността на Земята. Атмосфера, богата на парникови газове, действа като покрив на оранжерия. От една страна той пропуска по-голямата част от слънчевата радиация, от друга почти не пропуска преизлъчената от Земята топлина.

Във връзка с изгарянето от човека на нарастващо количество изкопаеми горива: нефт, газ, въглища и др. (годишно повече от 9 милиарда тона стандартно гориво), концентрацията на CO 2 в атмосферата непрекъснато нараства. Поради емисиите в атмосферата по време на промишленото производство и в ежедневието, съдържанието на фреони (хлорофлуорвъглероди) нараства. Съдържанието на метан нараства с 1-1,5% годишно (емисии от подземни минни изработки, изгаряне на биомаса, емисии от едър рогат добитък и др.). В по-малка степен нараства и съдържанието на азотен оксид в атмосферата (с 0,3% годишно).

Следствие от повишаването на концентрациите на тези газове, които създават "парников ефект", е повишаването на средната глобална температура на въздуха около земната повърхност. През последните 100 години най-топлите години са били 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988 г. През 1988 г. средната годишна температура е била с 0,4 градуса по-висока от тази през 1950-1980 г. Изчисленията на някои учени показват, че през 2005 г. тя ще бъде с 1,3 °C по-висока, отколкото през 1950-1980 г. В доклада, изготвен под егидата на ООН от международната група по изменение на климата, се посочва, че до 2100 г. температурата на Земята ще се повиши с 2-4 градуса. Мащабът на затоплянето в този относително кратък период ще бъде сравним със затоплянето, настъпило на Земята след ледниковия период, което означава, че последиците за околната среда могат да бъдат катастрофални. На първо място, това се дължи на очакваното покачване на нивото на Световния океан, поради топенето на полярните ледове, намаляването на площите на планинско заледяване и др. Моделиране на екологичните последици от повишаване на нивото на океана само с 0,5-2,0 м до края на 21-ви век, учените са установили, че това неизбежно ще доведе до нарушаване на климатичния баланс, наводняване на крайбрежните равнини в повече от 30 страни, деградация на вечната замръзналост, заблатяване на обширни площи и други неблагоприятни последици .

Редица учени обаче виждат положителни последици за околната среда в предполагаемото глобално затопляне. Увеличаването на концентрацията на CO 2 в атмосферата и свързаното с това увеличаване на фотосинтезата, както и увеличаването на овлажняването на климата, според тях могат да доведат до увеличаване на продуктивността на двете естествени фитоценози (гори, ливади, савани). и др.) и агроценози ( култивирани растения, овощни градини, лозя и др.).

Няма единодушие и по въпроса за степента на влияние на парниковите газове върху глобалното затопляне на климата. Така в доклада на Междуправителствения панел по изменение на климата (1992) се отбелязва, че затоплянето на климата с 0,3–0,6 °С, наблюдавано през миналия век, може да се дължи главно на естествената променливост на редица климатични фактори.

На международна конференция в Торонто (Канада) през 1985 г. световната енергийна индустрия получи задачата да намали до 2010 г. с 20% индустриалните въглеродни емисии в атмосферата. Но е очевидно, че осезаем екологичен ефект може да се получи само чрез комбиниране на тези мерки с глобална насока. политика за околната среда- възможно най-голямо запазване на съобщества от организми, природни екосистеми и цялата биосфера на Земята.

3.2 Разрушаване на озоновия слой

Озоновият слой (озоносфера) покрива цялото земно кълбо и се намира на надморска височина от 10 до 50 km с максимална концентрация на озон на височина 20-25 km. Наситеността на атмосферата с озон непрекъснато се променя във всяка част на планетата, достигайки максимум през пролетта в субполярния регион. За първи път изтъняването на озоновия слой привлича вниманието на широката общественост през 1985 г., когато над Антарктида е открита зона с ниско (до 50%) съдържание на озон, наречена "озонова дупка". ОТОттогава резултатите от измерванията потвърдиха широко разпространеното изтъняване на озоновия слой на почти цялата планета. Така например в Русия през последните десет години концентрацията на озоновия слой е намаляла с 4-6% в зимно времеи 3% - през лятото. Понастоящем изтъняването на озоновия слой се признава от всички като сериозна заплаха за глобалната екологична сигурност. Намаляването на концентрацията на озон отслабва способността на атмосферата да защитава целия живот на Земята от силно ултравиолетово лъчение (UV лъчение). Живите организми са много уязвими към ултравиолетовото лъчение, тъй като енергията дори на един фотон от тези лъчи е достатъчна, за да унищожи химически връзкив повечето органични молекули. Не е случайно, че в райони с ниско съдържание на озон има многобройни слънчеви изгаряния, увеличаване на случаите на рак на кожата при хората и т.н. 6 милиона души. В допълнение към кожните заболявания е възможно да се развият очни заболявания (катаракта и др.), Потискане имунна системаи др. Установено е също, че под въздействието на силно ултравиолетово лъчение растенията постепенно губят способността си да фотосинтезират, а нарушаването на жизнената активност на планктона води до прекъсване на трофичните вериги на биотата на водните екосистеми и др. все още не е установил напълно кои са основните процеси, които разрушават озоновия слой. Предполага се както естествен, така и антропогенен произход на "озоновите дупки". Последното, според повечето учени, е по-вероятно и е свързано с повишено съдържание хлорфлуорвъглероди (фреони).Фреоните се използват широко в промишленото производство и в бита (охлаждащи агрегати, разтворители, пръскачки, аерозолни опаковки и др.). Издигайки се в атмосферата, фреоните се разлагат с отделянето на хлорен оксид, който има пагубен ефект върху озоновите молекули. Според международната екологична организация "Грийнпийс" основните доставчици на хлорфлуорвъглеводороди (фреони) са САЩ - 30,85%, Япония - 12,42%, Великобритания - 8,62% и Русия - 8,0%. САЩ пробиха "дупка" в озоновия слой с площ от 7 милиона km 2, Япония - 3 милиона km 2, което е седем пъти по-голямо от площта на самата Япония. Напоследък в САЩ и в редица западни страни бяха построени заводи за производство на нови видове хладилни агенти (хидрохлорфлуорвъглерод) с нисък потенциал за разрушаване на озоновия слой. Съгласно Протокола от Монреалската конференция (1990 г.), по-късно ревизиран в Лондон (1991 г.) и Копенхаген (1992 г.), се предвижда емисиите на CFC да бъдат намалени с 50% до 1998 г. Съгласно чл. 56 от Закона на Руската федерация за опазване на околната среда, в съответствие с международните споразумения всички организации и предприятия са длъжни да намалят и впоследствие напълно да спрат производството и употребата на озоноразрушаващи вещества.

Редица учени продължават да настояват за естествения произход на "озоновата дупка". Някои виждат причините за възникването му в естествената променливост на озоносферата, цикличната активност на Слънцето, докато други свързват тези процеси с рифтинг и дегазация на Земята.

3.3 Киселинен дъжд

Един от най-важните екологични проблеми, който е свързан с окисляването на околната среда, - киселинен дъжд . Те се образуват по време на промишлени емисии на серен диоксид и азотни оксиди в атмосферата, които, когато се комбинират с атмосферната влага, образуват сярна и азотна киселина. В резултат на това дъждът и снегът се подкисляват (рН стойност под 5,6). В Бавария (Германия) през август 1981 г. валя дъжд с киселинност рН=3,5. Максималната регистрирана киселинност на валежите в Западна Европа- pH=2,3. Общите глобални антропогенни емисии на двата основни замърсителя на въздуха - виновници за подкисляването на атмосферната влага - SO 2 и NO, са годишно - над 255 милиона тона. азот (нитрат и амониев) под формата на киселинни съединения, съдържащи се във валежите. Както се вижда от фигура 10, най-високи натоварваниясяра се наблюдават в гъсто населени и индустриални райони на страната.

Фигура 10. Средни годишни сулфатни валежи kg S/sq. km (2006) [според сайта http://www.sci.aha.ru]

Наблюдават се високи нива на утаяване на сяра (550-750 кг/кв. км годишно) и количество на азотни съединения (370-720 кг/кв. км годишно) под формата на големи площи (няколко хиляди кв. км). в гъсто населени и индустриални райони на страната. Изключение от това правило е ситуацията около град Норилск, следите от замърсяване от които надвишават по площ и дебелина валежите в зоната на отлагане на замърсяване в района на Москва, в Урал.

На територията на повечето субекти на федерацията отлагането на серен и нитратен азот от собствени източници не надвишава 25% от общото им отлагане. Приносът на собствените източници на сяра надвишава този праг в регионите Мурманск (70%), Свердловск (64%), Челябинск (50%), Тула и Рязан (40%) и в Красноярския край (43%).

Като цяло на европейската територия на страната само 34% от находищата на сяра са с руски произход. От останалите 39% идват от европейски страни и 27% от други източници. В същото време Украйна (367 хил. тона), Полша (86 хил. тона), Германия, Беларус и Естония имат най-голям принос за трансграничното подкисляване на природната среда.

Ситуацията е особено опасна в зоната на влажен климат (от Рязанска области на север в европейската част и навсякъде в Урал), тъй като тези региони се отличават с естествена висока киселинност на природните води, която поради тези емисии се увеличава още повече. От своя страна това води до спад в производителността на водните тела и увеличаване на честотата на зъбите и чревния тракт при хората.

На огромна територия естествената среда е подкиселена, което има много негативно въздействие върху състоянието на всички екосистеми. Оказа се, че естествените екосистеми се разрушават дори при по-ниско ниво на замърсяване на въздуха от това, което е опасно за хората. „Езера и реки без риба, умиращи гори – това са тъжните последици от индустриализацията на планетата.“ Опасността е, като правило, не самото киселинно утаяване, а процесите, протичащи под тяхно влияние. Под въздействието на киселинните валежи от почвата се измиват не само жизненоважни растения. хранителни вещества, но и токсични тежки и леки метали - олово, кадмий, алуминий и др. Впоследствие самите те или получените токсични съединения се абсорбират от растенията и другите почвени организми, което води до много негативни последици.

Въздействието на киселинните дъждове намалява устойчивостта на горите към засушаване, болести, естествено замърсяване, което води до още по-изразена деградация на горите като естествени екосистеми.

Ярък пример за отрицателното въздействие на киселинните валежи върху естествените екосистеми е подкисляването на езерата. . В нашата страна площта на значително подкисляване от киселинни валежи достига няколко десетки милиона хектара. Отбелязани са и отделни случаи на подкиселяване на езера (Карелия и др.). Повишена киселинност на валежите се наблюдава по западната граница (трансграничен пренос на сяра и други замърсители) и на територията на редица големи индустриални региони, както и фрагментарно по крайбрежието на Таймир и Якутия.

Заключение

Опазването на природата е задача на нашия век, проблем, превърнал се в социален. Отново и отново чуваме за опасностите, заплашващи околната среда, но въпреки това много от нас ги смятат за неприятен, но неизбежен продукт на цивилизацията и вярват, че все още ще имаме време да се справим с всички излезли наяве трудности.

Човешкото въздействие върху околната среда обаче придоби застрашителни размери. Едва през втората половина на 20-ти век, благодарение на развитието на екологията и разпространението на екологичните знания сред населението, стана очевидно, че човечеството е незаменима част от биосферата, че завладяването на природата, неконтролираното използване на нейните ресурсите и замърсяването на околната среда е задънена улица в развитието на цивилизацията и в еволюцията на самия човек. Ето защо най-важното условие за развитието на човечеството е внимателното отношение към природата, цялостната грижа за рационалното използване и възстановяване на нейните ресурси и опазването на благоприятната околна среда.

Мнозина обаче не разбират тясната връзка между икономическата дейност на човека и състоянието на природната среда.

Широкото екологично образование трябва да помогне на хората да придобият такива екологични знания и етични норми и ценности, нагласи и начин на живот, които са необходими за устойчивото развитие на природата и обществото. За фундаментално подобряване на ситуацията ще са необходими целенасочени и обмислени действия. Отговорна и ефективна екологична политика ще бъде възможна само ако натрупаме надеждни данни за състояние на техникатаоколната среда, обосновани знания за взаимодействието на важни фактори на околната среда, ако разработва нови методи за намаляване и предотвратяване на вредите, причинени на природата от човека.

Библиография

1. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Екология. Москва: Единство, 2000.

2. Безуглая Е.Ю., Завадская Е.К. Влияние на замърсяването на въздуха върху общественото здраве. Санкт Петербург: Гидрометеоиздат, 1998, с. 171–199. 3. Галперин М. В. Екология и основи на управлението на природата. Москва: Форум-Инфра-м, 2003.4. Данилов-Данилян В.И. Екология, опазване на природата и екологична безопасност. М.: МНЕПУ, 1997.5. Климатични характеристики на условията за разпространение на примеси в атмосферата. Справочно ръководство / Изд. Е. Ю. Безуглая и М. Е. Берлянд. - Ленинград, Гидрометеоиздат, 1983. 6. Коробкин В. И., Переделски Л. В. Екология. Ростов на Дон: Феникс, 2003.7. Протасов V.F. Екология, здраве и опазване на околната среда в Русия. М .: Финанси и статистика, 1999.8. Wark K., Warner S., Замърсяване на въздуха. Извори и контрол, прев. от англ., М. 1980. 9. Екологично състояние на територията на Русия: Учебник за студенти във висшите училища. пед. образователни институции/ V.P. Бондарев, L.D. Долгушин, Б.С. Залогин и др.; Изд. S.A. Ушакова, Я.Г. Кац - 2-ро изд. М.: Академия, 2004.10. Списък и кодове на веществата, замърсяващи атмосферния въздух. Изд. 6-ти. СПб., 2005, 290 с.11. Годишник на състоянието на замърсяването на въздуха в градовете на Русия. 2004.– М.: Метеоагенция, 2006, 216 с.

Замърсяването на земната атмосфера е промяна в естествената концентрация на газове и примеси във въздушната обвивка на планетата, както и въвеждането на чужди вещества в околната среда.

За първи път на международно ниво започна да се говори преди четиридесет години. През 1979 г. Конвенцията за трансгранично замърсяване на въздуха на дълги разстояния. Първото международно споразумение за намаляване на емисиите на парникови газове беше Протоколът от Киото от 1997 г.

Въпреки че тези мерки дават резултати, замърсяването на въздуха остава сериозен проблем за обществото.

Вещества, замърсяващи атмосферата

Основните компоненти на атмосферния въздух са азот (78%) и кислород (21%). Делът на инертния газ аргон е малко под процент. Концентрацията на въглероден диоксид е 0,03%. В малки количества в атмосферата присъстват също:

озон,
неон,
метан,
ксенон,
криптон,
азотен оксид,
серен диоксид,
хелий и водород.

В чистите въздушни маси въглеродният окис и амонякът присъстват под формата на следи. В допълнение към газовете, атмосферата съдържа водни пари, солни кристали и прах.

Основни замърсители на въздуха:

Въглеродният диоксид е парников газ, който влияе на топлообмена на Земята с околното пространство, а оттам и на климата.
Въглеродният окис или въглеродният окис, навлизайки в тялото на човек или животно, причинява отравяне (до смърт).
Въглеводородите са токсични химикали, които дразнят очите и лигавиците.
Серните производни допринасят за образуването на киселинни дъждове и изсушаване на растенията, провокират респираторни заболявания и алергии.
Азотните производни водят до възпаление на белите дробове, крупа, бронхит, чести настинки и обострят хода на сърдечно-съдовите заболявания.
Радиоактивните вещества, натрупвайки се в тялото, причиняват рак, генни промени, безплодие и преждевременна смърт.

Въздухът, съдържащ тежки метали, представлява особена опасност за човешкото здраве. Замърсители като кадмий, олово, арсен водят до онкология. Вдишаните живачни пари не действат светкавично, но, отлагайки се под формата на соли, разрушават нервната система. Вреден и летлив в значителни концентрации органична материя: терпеноиди, алдехиди, кетони, алкохоли. Много от тези замърсители на въздуха са мутагенни и канцерогенни съединения.

Източници и класификация на атмосферното замърсяване

Въз основа на естеството на явлението се разграничават следните видове замърсяване на въздуха: химични, физични и биологични.

В първия случай в атмосферата се наблюдава повишена концентрация на въглеводороди, тежки метали, серен диоксид, амоняк, алдехиди, азотни и въглеродни оксиди.
При биологично замърсяване въздухът съдържа отпадъчни продукти от различни организми, токсини, вируси, спори на гъбички и бактерии.
Голямо количество прах или радионуклиди в атмосферата показва физическо замърсяване. Същият тип включва последиците от топлинни, шумови и електромагнитни емисии.

Съставът на въздушната среда се влияе както от човека, така и от природата. Естествени източници на замърсяване на въздуха: активни вулкани, горски пожари, ерозия на почвата, прашни бури, разлагане на живи организми. Малка част от влиянието се пада на космическия прах, образуван в резултат на изгарянето на метеорити.

Антропогенни източници на замърсяване на въздуха:

предприятия от химическата, горивната, металургичната, машиностроителната промишленост;
селскостопански дейности (пръскане на пестициди с помощта на самолети, животински отпадъци);
ТЕЦ, жилищно отопление на въглища и дърва;
транспорт („най-мръсните“ видове са самолетите и автомобилите).

Как се определя замърсяването на въздуха?

При мониторинга на качеството на атмосферния въздух в града се отчита не само концентрацията на вредни за човешкото здраве вещества, но и времевият период на тяхното въздействие. Замърсяването на атмосферата в Руската федерация се оценява по следните критерии:

Стандартният индекс (SI) е показател, получен чрез разделяне на най-високата измерена единична концентрация на замърсител на максимално допустимата концентрация на примес.
Индексът на замърсяване на нашата атмосфера (API) е комплексна величина, при чието изчисляване се вземат предвид коефициентът на опасност на даден замърсител, както и неговата концентрация - средногодишна и максимално допустима средноденонощна.
Най-висока честота (НП) - изразена като процент от честотата на превишение на ПДК (максимално еднократно) в рамките на месец или година.

Нивото на замърсяване на въздуха се счита за ниско, когато SI е по-малко от 1, API варира между 0–4 и NP не надвишава 10%. Сред големите руски градове, според Росстат, най-екологичните са Таганрог, Сочи, Грозни и Кострома.

При повишено ниво на емисии в атмосферата SI е 1–5, API е 5–6, а NP е 10–20%. С висока степен на замърсяване на въздуха се характеризират районите със следните показатели: SI – 5–10, ISA – 7–13, NP – 20–50%. Силно високо нивоатмосферно замърсяване се наблюдава в Чита, Улан-Уде, Магнитогорск и Белоярск.

Градовете и страните в света с най-мръсен въздух

През май 2016 г. Световната здравна организация публикува годишна класация на градовете с най-мръсен въздух. Водач в списъка беше иранският Забол - град в югоизточната част на страната, който редовно страда от пясъчни бури. Това атмосферно явление продължава около четири месеца, като се повтаря всяка година. Втората и третата позиция бяха заети от индийските градове Гуалиор и Праяг. СЗО отреди следващото място на столицата на Саудитска Арабия - Рияд.

Челната петица на градовете с най-мръсна атмосфера допълва Ел Джубайл - сравнително малко по население място в Персийския залив и в същото време голям индустриален център за производство и рафиниране на петрол. На шесто и седмо стъпало отново бяха индийските градове - Патна и Райпур. Основните източници на замърсяване на въздуха там са промишлените предприятия и транспортът.

В повечето случаи замърсяването на въздуха е действителен проблем за развиващите се страни. Влошаването на околната среда обаче е причинено не само от бързо развиващата се индустрия и транспортна инфраструктура, но и от причинени от човека бедствия. Ярък пример за това е Япония, която оцеля след радиационна авария през 2011 г.

Топ 7 на страните, в които състоянието на въздуха е признато за плачевно, е както следва:

Китай. В някои райони на страната нивото на замърсяване на въздуха надвишава нормата 56 пъти.
Индия. Най-големият щат Хиндустан води в броя на градовете с най-лоша екология.
ЮЖНА АФРИКА. Икономиката на страната е доминирана от тежката промишленост, която е и основният източник на замърсяване.
Мексико. Екологичната ситуация в столицата на щата Мексико Сити се е подобрила значително през последните двадесет години, но смогът в града все още не е необичайно.
Индонезия страда не само от промишлени емисии, но и от горски пожари.
Япония. Страната, въпреки широко разпространеното озеленяване и използването на научни и технологични постижения в областта на околната среда, редовно се сблъсква с проблема с киселинните дъждове и смога.
Либия. Основен източникекологични неволи на северноафриканската държава - петролната индустрия.

Ефекти

Замърсяването на атмосферата е една от основните причини за увеличаване на броя на респираторните заболявания, както остри, така и хронични. Вредните примеси, съдържащи се във въздуха, допринасят за развитието на рак на белия дроб, сърдечни заболявания и инсулт. СЗО изчислява, че 3,7 милиона души годишно умират преждевременно поради замърсяването на въздуха по света. Повечето от тези случаи са регистрирани в страните Югоизточна Азияи региона на Западния Тихи океан.

В големите индустриални центрове често се наблюдава такова неприятно явление като смог. Натрупването на частици прах, вода и дим във въздуха намалява видимостта по пътищата, което увеличава броя на произшествията. Агресивните вещества увеличават корозията на металните конструкции, влияят неблагоприятно върху състоянието на флората и фауната. Смогът представлява най-голяма опасност за астматици, хора, страдащи от емфизем, бронхит, ангина пекторис, хипертония, VVD. Дори здрави хора, които вдишват аерозоли, могат да имат силно главоболие, сълзене и болки в гърлото.

Насищането на въздуха със серни и азотни оксиди води до образуването на киселинен дъжд. След валежи с ниско ниво на pH, рибите умират във водните тела, а оцелелите индивиди не могат да раждат. В резултат на това се намалява видовият и численият състав на популациите. Киселинните валежи извличат хранителни вещества, като по този начин обедняват почвата. Те оставят химически изгаряния по листата, отслабват растенията. За човешкото местообитание такива дъждове и мъгли също представляват заплаха: киселата вода корозира тръби, автомобили, фасади на сгради, паметници.

Повишеното количество парникови газове (въглероден диоксид, озон, метан, водни пари) във въздуха води до повишаване на температурата на долните слоеве на земната атмосфера. Пряка последица от парниковия ефект е затоплянето на климата, което се наблюдава през последните шестдесет години.

Метеорологичните условия също са значително повлияни от „озоновите дупки“, образувани под въздействието на бромни, хлорни, кислородни и водородни атоми. В допълнение към простите вещества, молекулите на озон могат да унищожат органични и неорганични съединения: производни на фреон, метан, хлороводород. Защо отслабването на щита е опасно за околната среда и хората? Поради изтъняването на слоя слънчевата активност нараства, което от своя страна води до увеличаване на смъртността сред представителите на морската флора и фауна и увеличаване на броя на онкологичните заболявания.

Как да направим въздуха по-чист?

За намаляване на замърсяването на въздуха позволява въвеждането на технологии, които намаляват емисиите в производството. В областта на топлоенергетиката трябва да се разчита на алтернативни източници на енергия: изграждане на слънчеви, вятърни, геотермални, приливни и вълнови електроцентрали. Състоянието на въздушната среда се влияе положително от прехода към комбинирано производство на енергия и топлина.

В борбата за чист въздух важен елемент от стратегията е цялостна програмаза изхвърляне на отпадъци. Тя трябва да бъде насочена към намаляване на количеството отпадъци, както и тяхното сортиране, преработка или повторна употреба. Градското планиране, насочено към подобряване на околната среда, включително въздуха, включва подобряване на енергийната ефективност на сградите, изграждане на велосипедна инфраструктура и развитие на високоскоростен градски транспорт.

Основните замърсители на атмосферния въздух, образувани както в хода на човешката дейност, така и в резултат на природни процеси, са серен диоксид SO 2 , въглероден диоксид CO 2 , азотни оксиди NO x , прахови частици - аерозоли. Техният дял е 98% в общите емисии на вредни вещества. В допълнение към тези основни замърсители в атмосферата се наблюдават над 70 вида вредни вещества: формалдехид, фенол, бензол, съединения на оловото и други тежки метали, амоняк, въглероден дисулфид и др.

Екологични ефекти от атмосферното замърсяване

Най-важните последици за околната среда от глобалното замърсяване на въздуха включват:

възможно затопляне на климата (парников ефект);
нарушение на озоновия слой;
киселинен дъжд;
влошаване на здравето.

Парников ефект

Парниковият ефект е повишаване на температурата на долните слоеве на земната атмосфера спрямо ефективната температура, т.е. температурата на топлинното излъчване на планетата, наблюдавано от космоса.

През декември 1997 г. на среща в Киото (Япония), посветена на глобалните климатични промени, делегати от повече от 160 страни приеха конвенция, задължаваща развитите страни да намалят емисиите на CO2. Протоколът от Киото задължава 38 индустриализирани страни да намалят до 2008-2012 г. Емисии на CO2 с 5% от нивата от 1990 г.:

Европейският съюз трябва да намали емисиите на CO2 и други парникови газове с 8%,
САЩ - със 7%,
Япония - с 6%.

Протоколът предвижда система от квоти за емисиите на парникови газове. Същността му се състои в това, че всяка от страните (засега това се отнася само за тридесет и осем държави, които са се ангажирали да намалят емисиите) получава разрешение да отделя определено количество парникови газове. В същото време се предполага, че някои страни или компании ще надвишат квотата за емисии. В такива случаи тези държави или компании ще могат да закупят правото на допълнителни емисии от онези държави или компании, чиито емисии са по-малки от разпределената квота. Така се предполага, че основната цел за намаляване на емисиите на парникови газове през следващите 15 години с 5% ще бъде постигната.

Като други причини за затоплянето на климата учените наричат нестабилността на слънчевата активност, промяната магнитно полеЗемно и атмосферно електрическо поле.

Средства за защита

За опазване на атмосферата от отрицателното антропогенно въздействие се прилагат следните основни мерки.

1. Екологизиране на технологичните процеси:

1.1. създаване на затворени технологични цикли, нискоотпадъчни технологии, които изключват отделянето на вредни вещества в атмосферата;
1.2. намаляване на замърсяването от топлинни инсталации: централно отопление, предварително пречистване на горивото от серни съединения, използване алтернативни източнициенергия, преминаване към по-качествени горива (от въглища към природен газ);
1.3. намаляване на замърсяването от превозни средства: използване на електрически превозни средства, почистване на отработените газове, използване на каталитични преобразуватели за допълнително изгаряне на гориво, развитие на водороден транспорт, прехвърляне на потоците от трафик извън града.

2. Пречистване на технологичните газови емисии от вредни примеси.
3. Разсейване на газовите емисии в атмосферата. Разпръскването се извършва с помощта на високи комини (над 300 м височина). Това е временна, принудителна мярка, която се провежда поради факта, че съществуващите пречиствателни съоръжения не осигуряват пълно пречистване на емисиите от вредни вещества.
4. Устройство на санитарно-охранителни зони, архитектурни и планови решения.

Санитарно-охранителна зона (СПЗ)- това е ивица, разделяща източниците на промишлено замърсяване от жилищни или обществени сгради за защита на населението от влиянието вредни факторипроизводство. Ширината на SPZ се определя в зависимост от класа на производство, степента на вредност и количеството вещества, изпускани в атмосферата (50–1000 m).

Архитектурни и планови решения- правилно взаимно разположение на източниците на емисии и населените места, като се вземе предвид посоката на ветровете, конструкцията магистрализаобикаляне на населени места и др.

Оборудване за третиране на емисии:

устройства за почистване на газови емисии от аерозоли (прах, пепел, сажди);
устройства за почистване на емисии от газови и парни примеси (NO, NO 2, SO 2, SO 3 и др.)

Устройства за почистване на технологични емисии в атмосферата от аерозоли. Сухи прахоуловители (циклони)

Сухите прахоуловители са предназначени за грубо механично почистване на едър и тежък прах. Принципът на действие е утаяването на частици под действието на центробежна сила и гравитация. Циклоните са широко разпространени различни видове: единични, групови, акумулаторни.

Диаграмата (фиг. 16) показва опростен дизайн на единичен циклон. Потокът от прах и газ се въвежда в циклона през входната тръба 2, завърта се и извършва ротационно-постъпателно движение по корпуса 1. Праховите частици се изхвърлят под действието на центробежни сили към стената на корпуса и след това под действието на гравитацията, те се събират в контейнер за прах 4, откъдето периодично се изваждат. Газът, освободен от прах, се завърта на 180º и излиза от циклона през тръба 3.

Мокри прахоуловители (скрубери)

Мокрите прахоуловители се характеризират с висока ефективност на почистване от фин прах с размер до 2 микрона. Те работят на принципа на отлагане на прахови частици върху повърхността на капките под действието на инерционни сили или Брауново движение.

Потокът прашен газ се насочва през тръба 1 към течно огледало 2, върху което се отлагат най-големите прахови частици. След това газът се издига към потока от течни капки, подавани през дюзите, където се почиства от фини прахови частици.

Филтри

Предназначен за фино пречистване на газове поради отлагането на прахови частици (до 0,05 микрона) върху повърхността на порести филтриращи прегради (фиг. 18). Според вида на филтриращия товар се разграничават тъканни филтри (тъкан, филц, гумена гъба) и гранулирани. Изборът на филтърен материал се определя от изискванията за почистване и условията на работа: степен на почистване, температура, агресивност на газа, влажност, количество и едрина на праха и др.

Електрофилтри

Електрофилтри – ефективен методпочистване от суспендирани прахови частици (0,01 микрона), от маслена мъгла. Принципът на действие се основава на йонизацията и отлагането на частици в електрическо поле. На повърхността на корониращия електрод потокът прах-газ се йонизира. Придобивайки отрицателен заряд, праховите частици се придвижват към събирателния електрод, който има знак, противоположен на заряда на коронния електрод. Тъй като праховите частици се натрупват върху електродите, те падат под действието на гравитацията в прахоуловителя или се отстраняват чрез разклащане.

Замърсяване на външния въздух

Под замърсяване на атмосферния въздух трябва да се разбира всяка промяна в неговия състав и свойства, която има отрицателно въздействие върху здравето на хората и животните, състоянието на растенията и екосистемите.

Замърсяването на атмосферата може да бъде естествено (естествено) и антропогенно (техногенно).

естествено замърсяваневъздухът се причинява от естествени процеси. Те включват вулканична дейност, изветряне скали, ветрова ерозия, масов цъфтеж на растения, дим от горски и степни пожари и др. Антропогенно замърсяванесвързани с отделянето на различни замърсители в процеса на човешката дейност. По своите мащаби то значително надвишава естественото замърсяване на въздуха.

В зависимост от степента на разпространение има различни видовезамърсяване на атмосферата: локално, регионално и глобално. локално замърсяванесе характеризира с повишено съдържание на замърсители в малки територии (град, индустриална зона, селскостопанска зона и др.). регионално замърсяванезначителни територии попадат в сферата на негативното въздействие, но не и цялата планета. Глобален замърсяванесвързани с промени в състоянието на атмосферата като цяло.

Според агрегатното състояние емисиите на вредни вещества в атмосферата се класифицират на:

1) газообразни (серен диоксид, азотни оксиди, въглероден оксид, въглеводороди и др.)

2) течност (киселини, основи, солеви разтвори и др.);

3) твърди (канцерогенни вещества, олово и неговите съединения, органичен и неорганичен прах, сажди, катранени вещества и др.).

Най-опасното замърсяване на атмосферата е радиоактивното. Понастоящем това се дължи главно на световно разпространените дългоживеещи радиоактивни изотопи - продукти от тестове на ядрени оръжия, проведени в атмосферата и под земята. Повърхностният слой на атмосферата се замърсява и от емисии на радиоактивни вещества в атмосферата от действащи атомни електроцентрали при нормалната им експлоатация и други източници.

Друга форма на замърсяване на атмосферата е местното прекомерно внасяне на топлина от антропогенни източници. Признак за термично (топлинно) замърсяване на атмосферата са така наречените топлинни тонове, например „топлинен остров“ в градовете, затопляне на водни тела и др.

Като цяло, съдейки по официални данни за 1997-1999 г., нивото на замърсяване на атмосферния въздух в нашата страна, особено в руските градове, остава високо, въпреки значителния спад в производството, което се свързва предимно с увеличаването на броя на автомобилите, включително - неизправни.

Екологични ефекти от атмосферното замърсяване

Замърсяването на въздуха оказва влияние върху човешкото здраве и околната среда различни начини- от пряка и непосредствена заплаха (смог и др.) до бавно и постепенно унищожаване различни системиподдържане на живота на тялото. В много случаи замърсяването на въздуха нарушава структурните компоненти на екосистемата до такава степен, че регулаторните процеси не са в състояние да ги върнат в първоначалното им състояние и в резултат на това механизмът на хомеостазата не работи.

Първо, помислете как се отразява на околната среда локално (локално) замърсяване атмосфера, а след това и глобален.

Физиологичното въздействие върху човешкото тяло на основните замърсители (замърсители) е изпълнено с най-сериозни последици. По този начин серен диоксид се свързва с влага, за да се образува сярна киселина, който разрушава белодробната тъкан на хора и животни. Тази връзка е особено ясно видима при анализа на детската белодробна патология и степента на концентрация на серен диоксид в атмосферата на големите градове.

Прахът, съдържащ силициев диоксид (SiO 2 ), причинява тежко белодробно заболяване - силикоза. Азотните оксиди дразнят и в тежки случаи разяждат лигавиците, например очите, белите дробове, участват в образуването на отровни мъгли и др. Те са особено опасни, ако се съдържат в замърсения въздух заедно със серен диоксид и други токсични съединения. В тези случаи дори при ниски концентрации на замърсители се получава синергичен ефект, т.е. повишаване на токсичността на цялата газова смес.

Ефектът на въглеродния окис (въглероден окис) върху човешкото тяло е широко известен. При остро отравяне се появяват обща слабост, замаяност, гадене, сънливост, загуба на съзнание и е възможна смърт (дори след три до седем дни). Въпреки това, поради ниската концентрация на CO в атмосферния въздух, като правило не предизвиква масово отравяне, въпреки че е много опасно за хора, страдащи от анемия и сърдечно-съдови заболявания.

Сред суспендираните твърди частици най-опасните частици са с размер под 5 микрона, които могат да проникнат в лимфните възли, да се задържат в алвеолите на белите дробове и да запушат лигавиците.

Анабиоза- временно спиране на всички жизненоважни процеси.

Много неблагоприятни последици, които могат да засегнат огромен интервал от време, са свързани и с такива незначителни емисии като олово, бензо (а) пирен, фосфор, кадмий, арсен, кобалт и др. Те потискат хемопоетичната система, причиняват онкологични заболявания, намаляват устойчивост на организма към инфекции и др. Прах, съдържащ оловни и живачни съединения, има мутагенни свойства и причинява генетични промени в клетките на тялото.

Последиците от излагането на човешкото тяло на вредни вещества, съдържащи се в отработените газове на автомобилите, са много сериозни и имат най-широк спектър на действие:

Лондонски вид смогсреща се през зимата в големите индустриални градове при неблагоприятни климатични условия (липса на вятър и температурна инверсия). Температурната инверсия се проявява в повишаване на температурата на въздуха с височина в определен слой на атмосферата (обикновено в диапазона 300-400 m от земната повърхност) вместо обичайното понижение. В резултат на това циркулацията на атмосферния въздух е силно нарушена, димът и замърсителите не могат да се издигнат и не се разпръскват. Често има мъгли. Концентрациите на серни оксиди, суспендиран прах, въглероден оксид достигат опасни за здравето нива, водят до нарушения на кръвообращението и дишането, а често и до смърт.

Смог от Лос Анджелисили фотохимичен смог,не по-малко опасен от Лондон. Проявява се през лятото при интензивно излагане на слънчева радиация на въздух, наситен или по-скоро пренаситен с изгорели газове на автомобилите.

Антропогенните емисии на замърсители във високи концентрации и за дълго време причиняват голяма вреда не само на хората, но и влияят отрицателно върху животните, състоянието на растенията и екосистемите като цяло.

Екологичната литература описва случаи на масово отравяне на диви животни, птици и насекоми поради емисии на вредни замърсители с висока концентрация (особено залпове). Така например е установено, че когато някои токсични видове прах се утаят върху медоносни растения, се наблюдава значително увеличаване на смъртността на пчелите. Що се отнася до големите животни, отровният прах в атмосферата ги засяга главно чрез дихателните органи, както и влизайки в тялото заедно с изядените прашни растения.

Токсичните вещества навлизат в растенията по различни начини. Установено е, че емисиите на вредни вещества действат както директно върху зелените части на растенията, прониквайки през устицата в тъканите, разрушавайки хлорофила и клетъчната структура, така и през почвата към кореновата система. Така например замърсяването на почвата с прах от токсични метали, особено в комбинация със сярна киселина, има пагубен ефект върху кореновата система и чрез нея върху цялото растение.

Газообразните замърсители засягат растителността по различни начини. Някои само леко увреждат листата, иглите, издънките (въглероден оксид, етилен и др.), Други имат вредно въздействие върху растенията (серен диоксид, хлор, живачни пари, амоняк, циановодород и др.) Серен диоксид (SO 2 ), под въздействието на които загиват много дървета и на първо място иглолистни - борове, смърчове, ели, кедри.

В резултат на въздействието на силно токсични замърсители върху растенията се наблюдава забавяне на растежа им, образуване на некроза в краищата на листата и иглите, повреда на асимилационните органи и др. Увеличаването на повърхността на увредените листа може да доведе до намаляване на консумацията на влага от почвата, нейното общо преовлажняване, което неизбежно ще се отрази на нейното местообитание.

Може ли растителността да се възстанови след намаляване на излагането на вредни замърсители? Това до голяма степен ще зависи от възстановителната способност на останалата зелена маса и общото състояние на естествените екосистеми. В същото време трябва да се отбележи, че ниските концентрации на отделни замърсители не само не увреждат растенията, но, подобно на кадмиевата сол, например, стимулират покълването на семената, растежа на дървесината и растежа на някои растителни органи.

Екологични ефекти от атмосферното замърсяване

Най-важните последици за околната среда от глобалното замърсяване на въздуха включват:

1) възможно затопляне на климата („парников ефект“);

2) нарушаване на озоновия слой;

3) киселинен дъжд.

Повечето учени в света ги смятат за най-големите екологични проблеми на нашето време.

Парников ефект

Таблица 9

Антропогенни замърсители на атмосферата и свързаните с тях промени (V. A. Vronsky, 1996)

Забележка. (+) - повишен ефект; (-) - намаляване на ефекта

Следствие от повишаването на концентрациите на тези газове, които създават "парников ефект", е повишаване на средната глобална температура на въздуха в близост до земната повърхност. През последните 100 години най-топлите години са били 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988 г. През 1988 г. средната годишна температура е била с 0,4 градуса по-висока от тази през 1950-1980 г. Изчисленията на някои учени показват, че през 2005 г. тя ще бъде с 1,3 °C по-висока, отколкото през 1950-1980 г. В доклада, изготвен под егидата на ООН от международната група по изменение на климата, се посочва, че до 2100 г. температурата на Земята ще се повиши с 2-4 градуса. Мащабът на затоплянето в този относително кратък период ще бъде сравним със затоплянето, настъпило на Земята след ледниковия период, което означава, че последиците за околната среда могат да бъдат катастрофални. На първо място, това се дължи на очакваното покачване на нивото на Световния океан, поради топенето на полярните ледове, намаляването на площите на планинско заледяване и др. Моделиране на екологичните последици от повишаване на нивото на океана само с 0,5-2,0 м до края на 21-ви век, учените са установили, че това неизбежно ще доведе до нарушаване на климатичния баланс, наводняване на крайбрежните равнини в повече от 30 страни, деградация на вечната замръзналост, заблатяване на обширни площи и други неблагоприятни последици .

Редица учени обаче виждат положителни последици за околната среда в предполагаемото глобално затопляне. Увеличаването на концентрацията на CO 2 в атмосферата и свързаното с това увеличаване на фотосинтезата, както и увеличаването на овлажняването на климата, според тях може да доведе до увеличаване на продуктивността на двете естествени фитоценози (гори, ливади, савани и др.) и агроценози (култивирани растения, градини, лозя и др.).

На международна конференция в Торонто (Канада) през 1985 г. световната енергийна индустрия получи задачата да намали до 2010 г. с 20% индустриалните въглеродни емисии в атмосферата. Но е очевидно, че осезаем екологичен ефект може да се получи само чрез комбиниране на тези мерки с глобалната насока на екологичната политика - максимално възможното запазване на общностите от организми, природните екосистеми и цялата биосфера на Земята.

Изтъняване на озоновия слой

За първи път изтъняването на озоновия слой привлича вниманието на широката общественост през 1985 г., когато над Антарктида е открита зона с ниско (до 50%) съдържание на озон, наречена „озоновата дупка“. ОТОттогава резултатите от измерванията потвърдиха широко разпространеното изтъняване на озоновия слой на почти цялата планета. Така например в Русия през последните десет години концентрацията на озоновия слой е намаляла с 4-6% през зимата и с 3% през лятото. Понастоящем изтъняването на озоновия слой се признава от всички като сериозна заплаха за глобалната екологична сигурност. Намаляването на концентрацията на озон отслабва способността на атмосферата да защитава целия живот на Земята от силно ултравиолетово лъчение (UV лъчение). Живите организми са много уязвими към ултравиолетовото лъчение, тъй като енергията дори на един фотон от тези лъчи е достатъчна, за да разруши химичните връзки в повечето органични молекули. Не е случайно, че в райони с ниско съдържание на озон има многобройни слънчеви изгаряния, увеличаване на случаите на рак на кожата при хората и т.н. 6 милиона души. Освен кожни заболявания е възможно развитие на очни заболявания (катаракта и др.), потискане на имунната система и др.

Установено е също, че под въздействието на силно ултравиолетово лъчение растенията постепенно губят способността си за фотосинтеза, а нарушаването на жизнената активност на планктона води до прекъсване на трофичните вериги на биотата на водните екосистеми и др.

Науката все още не е установила напълно кои са основните процеси, които нарушават озоновия слой. Предполага се както естествен, така и антропогенен произход на "озоновите дупки". Последното, според повечето учени, е по-вероятно и се свързва с повишено съдържание на хлорфлуорвъглероди (фреони).Фреоните се използват широко в промишленото производство и в бита (охлаждащи агрегати, разтворители, пръскачки, аерозолни опаковки и др.). Издигайки се в атмосферата, фреоните се разлагат с отделянето на хлорен оксид, който има пагубен ефект върху озоновите молекули.

Според международната екологична организация "Грийнпийс" основните доставчици на хлорфлуорвъглеводороди (фреони) са САЩ - 30,85%, Япония - 12,42%, Великобритания - 8,62% и Русия - 8,0%. САЩ пробиха "дупка" в озоновия слой с площ от 7 милиона km 2, Япония - 3 милиона km 2, което е седем пъти по-голямо от площта на самата Япония. Напоследък в САЩ и в редица западни страни бяха построени заводи за производство на нови видове хладилни агенти (хидрохлорфлуорвъглерод) с нисък потенциал за разрушаване на озоновия слой.

Съгласно Протокола от Монреалската конференция (1990 г.), по-късно ревизиран в Лондон (1991 г.) и Копенхаген (1992 г.), се предвижда емисиите на CFC да бъдат намалени с 50% до 1998 г. Съгласно чл. 56 от Закона на Руската федерация за опазване на околната среда, в съответствие с международните споразумения всички организации и предприятия са длъжни да намалят и впоследствие напълно да спрат производството и употребата на озоноразрушаващи вещества.

киселинен дъжд

Един от най-важните екологични проблеми, който е свързан с окисляването на околната среда, е киселинният дъжд. . Те се образуват по време на промишлени емисии на серен диоксид и азотни оксиди в атмосферата, които, когато се комбинират с атмосферната влага, образуват сярна и азотна киселина. В резултат на това дъждът и снегът се подкисляват (рН стойност под 5,6). В Бавария (Германия) през август 1981 г. валя дъжд с киселинност рН=3,5. Максималната регистрирана киселинност на валежите в Западна Европа е pH=2,3.

Общите глобални антропогенни емисии на двата основни замърсителя на въздуха - виновници за подкисляването на атмосферната влага - SO 2 и NO, са годишно - над 255 милиона тона.

Според Росхидромет годишно на територията на Русия попадат най-малко 4,22 милиона тона сяра, 4,0 милиона тона. азот (нитрат и амониев) под формата на киселинни съединения, съдържащи се във валежите. Както може да се види от Фигура 10, най-високите нива на сяра се наблюдават в гъсто населените и индустриални райони на страната.

Фигура 10. Средни годишни сулфатни валежи kg S/sq. км (2006)

Ситуацията е особено опасна в зоната на влажен климат (от района на Рязан и на север в европейската част и целия Урал), тъй като тези региони се отличават с естествена висока киселинност на естествените води, които поради тези емисии, се увеличава още повече. От своя страна това води до спад в производителността на водните тела и увеличаване на честотата на зъбите и чревния тракт при хората.

Опасността е, като правило, не самото киселинно утаяване, а процесите, протичащи под тяхно влияние. Под действието на киселинните валежи от почвата се измиват не само жизненоважни за растенията хранителни вещества, но и токсични тежки и леки метали - олово, кадмий, алуминий и др. Впоследствие самите те или получените токсични съединения се абсорбират от растенията и др. почвени организми, което води до много негативни последици.

Ярък пример за отрицателното въздействие на киселинните валежи върху естествените екосистеми е подкисляването на езерата. В нашата страна площта на значително подкисляване от киселинни валежи достига няколко десетки милиона хектара. Отбелязани са и отделни случаи на подкиселяване на езера (Карелия и др.). Повишена киселинност на валежите се наблюдава по западната граница (трансграничен пренос на сяра и други замърсители) и на територията на редица големи индустриални региони, както и фрагментарно по крайбрежието на Таймир и Якутия.

Мониторинг на замърсяването на въздуха

Наблюденията за нивото на замърсяване на въздуха в градовете на Руската федерация се извършват от териториалните органи на Руската федерална служба по хидрометеорология и мониторинг на околната среда (Росхидромет). Росхидромет осигурява функционирането и развитието на единната държавна служба за мониторинг на околната среда. Росхидромет е федерален изпълнителен орган, който организира и провежда наблюдения, оценки и прогнози на състоянието на замърсяването на атмосферата, като същевременно осигурява контрол върху получаването на подобни резултати от наблюдения от различни организации в градовете. Функциите на Roshydromet в областта се изпълняват от Отдела за хидрометеорология и мониторинг на околната среда (UGMS) и неговите подразделения.

По данни от 2006 г. мрежата за мониторинг на замърсяването на въздуха в Русия включва 251 града с 674 станции. Редовните наблюдения в мрежата на Росхидромет се извършват в 228 града на 619 станции (виж фиг. 11).

Фигура 11. Мрежа за мониторинг на замърсяването на въздуха - основни станции (2006 г.).

Станциите са разположени в жилищни райони, в близост до магистрали и големи промишлени предприятия. В руските градове се измерват концентрации на повече от 20 различни вещества. В допълнение към директните данни за концентрацията на примеси, системата се допълва с информация за метеорологичните условия, за местоположението на промишлените предприятия и техните емисии, за методите на измерване и др. На базата на тези данни, техния анализ и обработка се изготвят Годишници за състоянието на атмосферното замърсяване на територията на съответната служба по хидрометеорология и мониторинг на околната среда. По-нататъшното обобщаване на информацията се извършва в Главната геофизична обсерватория. А. И. Воейков в Санкт Петербург. Тук се събира и постоянно се попълва; въз основа на него се създават и публикуват годишници за състоянието на замърсяването на въздуха в Русия. Те съдържат резултатите от анализа и обработката на обширна информация за замърсяването на въздуха с много вредни вещества в Русия като цяло и в някои от най-замърсените градове, информация за климатичните условия и емисиите на вредни вещества от множество предприятия, за местоположението на основните източници на емисии и мрежата за мониторинг на замърсяването на въздуха.

Данните за замърсяването на въздуха са важни както за оценка на нивото на замърсяване, така и за оценка на риска от заболеваемост и смъртност сред населението. За да се оцени състоянието на замърсяването на въздуха в градовете, нивата на замърсяване се сравняват с максимално допустимите концентрации (ПДК) на вещества във въздуха на населените места или със стойностите, препоръчани от Световната здравна организация (СЗО).

Мерки за опазване на атмосферния въздух

I. Законодателна. Най-важното за осигуряването на нормален процес по опазване на атмосферния въздух е приемането на подходяща законодателна рамка, която да стимулира и подпомага този труден процес. В Русия обаче, колкото и жалко да звучи, през последните години няма значителен напредък в тази област. Последното замърсяване, пред което сме изправени сега, светът вече е преживял преди 30-40 години и е предприел защитни мерки, така че не е нужно да изобретяваме колелото. Необходимо е да се използва опитът на развитите страни и да се приемат закони, които ограничават замърсяването, дават държавни субсидии на производителите на по-чисти автомобили и облаги за собствениците на такива автомобили.

В САЩ през 1998 г. ще влезе в сила закон за предотвратяване на по-нататъшно замърсяване на въздуха, приет от Конгреса преди четири години. Този период дава възможност на автомобилната индустрия да се адаптира към новите изисквания, но до 1998 г., моля, бъдете така любезни да произвеждате поне 2 процента електрически превозни средства и 20-30 процента автомобили, работещи с газ.

Още по-рано там бяха приети закони, предписващи производството на по-икономични двигатели. И ето резултата: през 1974 г. средният автомобил в САЩ е изразходвал 16,6 литра бензин на 100 километра, а двайсет години по-късно – само 7,7.

Ние се опитваме да следваме същия път. В Държавната дума има проект на закон „За държавната политика в областта на използването на природен газ като моторно гориво“. Този закон предвижда намаляване на токсичността на емисиите от камиони и автобуси, в резултат на преобразуването им на газ. При държавна подкрепа е напълно реалистично до 2000 г. да имаме 700 000 автомобила на газ (сега са 80 000).

Нашите производители на автомобили обаче не бързат, предпочитат да създават пречки за приемането на закони, които ограничават монопола им и разкриват безстопанствеността и техническата изостаналост на нашето производство. Предминалата година анализ на Moskompriroda показа ужасното техническо състояние на домашните автомобили. 44% от московчаните, които напуснаха монтажната линия на AZLK, не отговарят на GOST по отношение на токсичността! При ZIL имаше 11% от тези коли, при GAZ - до 6%. Това е срам за нашата автомобилна индустрия - дори един процент е недопустим.

Като цяло в Русия практически няма нормална законодателна рамка, която да регулира екологичните отношения и да стимулира мерките за опазване на околната среда.

II. Архитектурно планиране. Тези мерки са насочени към регулиране на изграждането на предприятия, планиране на градското развитие, като се вземат предвид екологичните съображения, озеленяване на градовете и т.н. При изграждането на предприятия е необходимо да се спазват правилата, установени от закона, и да се предотврати изграждането на опасни индустрии в града граници. Необходимо е масово озеленяване на градовете, защото зелените площи поглъщат много вредни веществаи допринасят за пречистването на атмосферата. За съжаление, в съвременния период в Русия зелените площи не толкова се увеличават, колкото намаляват. Да не говорим за факта, че построените навремето „спални помещения” не издържат никаква критика. Тъй като в тези райони къщите от един и същи тип са разположени твърде плътно (заради спестяване на пространство) и въздухът между тях е подложен на стагнация.

Проблемът с рационалното устройство на пътната мрежа в градовете, както и качеството на самите пътища, също е изключително остър. Не е тайна, че пътищата, построени безмислено по онова време, изобщо не са предназначени за съвременния брой автомобили. В Перм този проблем е изключително остър и е един от най-важните. Необходимо е спешно изграждане на обходен път, който да разтовари центъра на града от транзитно преминаващите тежкотоварни автомобили. Необходима е и основна реконструкция (а не козметичен ремонт) на пътната настилка, изграждане на модерни транспортни възли, изправяне на пътищата, поставяне на шумоизолация и озеленяване на крайпътната зона. За щастие, въпреки финансовите затруднения, наскоро беше постигнат напредък в тази област.

Необходимо е също да се осигури оперативен мониторинг на състоянието на атмосферата, чрез мрежа от постоянни и мобилни наблюдателни станции. Също така е необходимо да се осигури поне минимален контрол върху чистотата на емисиите от превозните средства чрез специални проверки. Също така е невъзможно да се допуснат процеси на горене в различни сметища, тъй като в този случай с дим се отделят голямо количество вредни вещества.

III. Технологични и санитарно-технически. Могат да се откроят следните мерки: рационализиране на процесите на изгаряне на горивото; подобрено уплътняване на фабрично оборудване; монтаж на високи тръби; масово използване на почистващи устройства и т. Трябва да се отбележи, че нивото пречиствателни съоръженияв Русия е на примитивно ниво, много предприятия изобщо ги нямат и това въпреки вредността на емисиите от тези предприятия.

Много индустрии изискват незабавна реконструкция и преоборудване. Важна задача е и преобразуването на различни котелни и топлоелектрически централи на газово гориво. С такъв преход значително се намаляват емисиите на сажди и въглеводороди в атмосферата, да не говорим за икономическите ползи.

Също толкова важна задача е да се образоват руснаците в екологично съзнание. Липсата на пречиствателни съоръжения, разбира се, може да се обясни с липсата на пари (и в това има много истина), но дори и да има пари, те предпочитат да ги харчат за всичко друго, но не и за околната среда. Липсата на елементарно екологично мислене е особено забележима в днешно време. Ако на Запад има програми, чрез изпълнението на които се полагат основите на екологичното мислене на децата от детството, то в Русия все още няма значителен напредък в тази област. Докато в Русия не се появи поколение с напълно оформено екологично съзнание, няма да има значителен напредък в разбирането и предотвратяването на екологичните последици от човешката дейност.

Основната задача на човечеството в съвременния период е пълното осъзнаване на важността на екологичните проблеми и тяхното кардинално решаване в кратки срокове. Необходимо е да се разработят нови методи за получаване на енергия, основани не на деструктурирането на веществата, а на други процеси. Човечеството като цяло трябва да се заеме с решаването на тези проблеми, защото ако не се направи нищо, Земята скоро ще престане да съществува като планета, подходяща за живи организми.