Атмосфера-внешняя оболочка биосферы

Содержание

Введение

Глава 1. Атмосфера – внешняя оболочка биосферы.

Глава 2. Загрязнение атмосферы.

2.1. Источники и экологические последствия загрязнения атмосферы.

2.2. Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека.

2.3. Влияние загрязнения атмосферы на животный и растительный мир.

2.4. Экономический ущерб.

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Условием появления  и развития жизни на Земле является атмосфера — окружающая Землю  газовая среда, воздушный бассейн. По объему и составу образующих газов атмосфера Земли резко отличается от газовых оболочек других планет Солнечной системы. Земная атмосфера простирается на высоту 1,5-2 тысячи километров над уровнем моря или суши, т.е. составляет около 1/3 радиуса планеты. Ее суммарная масса определяется по силе давления на поверхность Земли и равняется 5,15х1015 тонны. Атмосферный воздух — это механическая смесь газов со взвешенными каплями воды, частицами пыли, кристаллами льда и пр. Атмосферное давление и плотность с высотой убывают, и атмосфера без резкой границы постепенно переходит в космическое пространство.

Человек всегда использовал  окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине XX века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека. В этом и состоит актуальность данной работы.

В рассматриваемой теме исследуются следующие вопросы:

- современное состояние природной среды;

- основные источники загрязнений биосферы;

- последствия этих загрязнений;

- влияние состояние  окружающей среды на здоровье  человека, на флору и фауну.

Глава 1. Атмосфера – внешняя оболочка биосферы.

Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, связанная с ней силой тяжести и принимающая участие в ее суточном и годовом вращении, характеризуется  выраженной неоднородностью строения и состава. Атмосфера - самая тонкая оболочка Земли

Современный газовый  состав атмосферы — результат  длительного исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов — азота (78,09 %) и кислорода (20,95 %). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93 %), углекислый газ (0,03 %) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар.

Наибольшее значение для различных экосистем имеют  три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.

Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов нашей планете. Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращался в озон, по мере накопления которого произошло образование озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран, надежно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

Современная атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей планете. Главные запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилось приблизительное равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых связывают это с деятельностью человека.

Круговорот кислорода  в биосфере необычайно сложен, так  как с ним вступает в реакцию большое количество органических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с которым кислород образует воду.

Углекислый  газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

Некоторые колебания содержания углекислого  газа в воздухе местности зависят  от времени суток, сезона года, биомассы растительности, в то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно увеличивается. Ученые связывают этот процесс главным образом с деятельностью человека.

Азот — незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера — неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений.

Частично азот поступает из атмосферы  в экосистемы в виде оксида азота, образующегося под действием  электрических разрядов во время  гроз. Однако основная часть азота  поступает в воду и почву в  результате его биологической фиксации бактериями и сине-зелеными водорослями, что наряду с естественным  разложением органических остатков в почве дает растениям-автотрофам возможность усваивать необходимый азот.

Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Несмотря на то, что круговорот азота сложнее, чем круговорот углерода, он, как правило, происходит быстрее.

Другие составные части воздуха  не участвуют в биохимических  циклах, но наличие большого количества загрязнителей в атмосфере может  привести к серьезным нарушениям этих циклов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Загрязнение атмосферы.

2.1. Источники  и экологические последствия  загрязнения атмосферы. 

Различные негативные изменения атмосферы  Земли связаны главным образом  с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха.

Существует два главных  источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник — это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.

Наиболее распространенными  компонентами газового загрязнения атмосферы являются: оксид серы SO2 (сернистый газ); оксид углерода CO (угарный газ); диоксид углерода СO2 (углекислый газ); оксиды азота N2O; сероводород H2S; углеводороды выхлопных газов автомобилей; аммиак NН3; радиоактивные отходы атомных станций. Дымящие трубы предопределили также увеличение количества и спектра индустриальных аэрозолей, к которым относятся частицы дыма, сажи и золы, попадающие в атмосферу при сжигании органического топлива и работе промышленных комбинатов.

В XX веке технический  прогресс наиболее существенно изменил  содержание в воздухе углекислого  газа и озона. Так, сжигание огромных количеств ископаемого топлива (угля, нефти и газа) привело к росту концентраций СO2 в атмосфере. По последним данным, в результате деятельности человека в атмосферу выбрасывается 32 миллиарда тонн СО2 в год.¹ Увеличение содержания углекислого газа усугубляется массовым сведением тропических лесов, являющихся основными источниками преобразования газового состава атмосферы.

Помимо увеличения содержания в атмосфере углекислого газа произошло увеличение удельного содержания и таких газов, как метан, оксид азота, тропосферный озон. В природных условиях метан (СН4), образующийся в анаэробных условиях, поступает в атмосферу из болот и зоны разломов земной коры. По сравнению с доиндустриальной эпохой, содержание метана увеличилось вдвое и продолжает расти со скоростью около 0,8% в год, чему также способствует развитие сельскохозяйственного производства, в первую очередь рисовых плантаций, увеличение поголовья скота, добыча природного газа. Повышение концентрации оксида азота (N2O) связано с резким увеличением применения азотных удобрений, а также с большим количеством выбросов, получаемых при сгорании топлива у самолетов.

Кроме этого, в  атмосфере появился целый ряд ранее не присутствовавших газов, объемы которых малы по сравнению с углекислым газом, но содержание их более опасно в качестве источника изменения процессов в атмосфере. К таким газам относятся хлорфторуглеводороды, в том числе фреоны. В конце 80-х годов именно с действием этих газов антропогенного происхождения связывалось возникновение озоновых дыр, фиксируемых над той или иной территорией. Фреоны, производство которых началось в конце 30-х годов XX века, поступают в атмосферу при использовании их в холодильных установках, кондиционерах, аэрозольных баллонах, при производстве пенопластов. По различным оценкам, время их жизни в атмосфере составляет 80-170 лет. Благодаря своей устойчивости, фреоны способны достигать озонового слоя, где происходит высвобождение хлора в агрессивной среде и разрушение озона.

На загрязнении  воздушного бассейна Земли сказывается  и сельскохозяйственная деятельность человека. Вносимые в почву агрохимикаты распространяются в окружающую среду за счет выветривания и с почвенной влагой. Загрязнителями являются пестициды, используемые для защиты культур и леса от вредителей и болезней. От крупных животноводческих комплексов в атмосферу попадают аммиак, сероводород и другие газы с резким запахом.

Все более мощными  загрязнителями атмсоферы выступают различные виды транспорта. Бурный рост автомобильного транспорта во многих странах мира обеспечил ему первое место по загрязнению воздушной среды. Автомобильные выхлопные газы представляют собой смесь примерно 2000 веществ, основными вредными компонентами которой являются оксиды углерода и азота, углеводороды, сернистые газы. Серьезную опасность представляет авиация, так как работа реактивных двигателей связана с расходованием огромного количества кислорода. Запуск сверхмощных ракет нарушает целостность озонового слоя атмосферы и открывает доступ на Землю губительному ультрафиолетовому излучению Земли. Околоземные слои атмосферы засоряются уже нефункционирующими космическими аппаратами. В космический мусор включены части ракет и спутников, продукты жизнедеятельности человека. Общая масса искусственных спутников Земли на высоте до 2000 километров составляет около 3000 тонн и состоит из 3000 разрушенных последних ступеней ракет и весьма небольшого количества действующих спутников.

Многие бытовые процессы также ведут к загрязнению воздушной среды, прежде всего накопление, сжигание и переработка бытовых отходов. В качестве примера можно привести отравление воздуха диоксинами в Японии в результате сжигания бытового мусора. Эти вещества возникают в результате горения пластмасс. «Диоксиновой столицей» мира стал Токио. Хотя объем выбросов этих веществ составляет в Японии всего 4кг. в год, это самый высокий уровень в мире и его более чем достаточно, чтобы вызвать раковые и другие заболевания.

Одним из результатов  деятельности человечества в ХХ веке явилось загрязнение атмосферы и других компонентов природы радиоактивными элементами. Источниками радиоактивного загрязнения воздушной среды экспериментальные взрывы при испытаниях атомных и водородных бомб, многие производства, связанные с изготовлением ядерного оружия, а так же ядерные реакторы и атомные электростанции, отходы атомных предприятий и установок. Различного рода повреждения и аварии атомных реакторов в Великобритании, Франции, Германии, США и в ряде других стран привели к выбросам в окружающую среду радиоактивных элементов. Глобальный характер радиоактивное загрязнение атмосферы приняло в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Их суммарный выброс в атмосферу составил 77 килограммов. Для сравнения при атомном взрыве над Хиросимой их образовалось 740 грамм. 

С тех пор, как  на Земле распространилось земледелие, климат на нашей планете был достаточно стабильным. Однако теперь температура  Земли повышается, возможно, из-за парникового эффекта. Парниковый эффект, обусловленный разогреванием нижних слоев атмосферы у земной поверхности, был характерен для атмосферы с момента ее появления. Главной причиной этого процесса является наличие в атмосфере водяного пара, углекислого газа и некоторых других газов, к которым в первую очередь относится диоксид азота и метана. Эти газы, названные парниковыми, создают в атмосфере экран, обусловливающий нагревание поверхности планеты и нижних слоев атмосферы. Таким образом, атмосфера всегда являлась своеобразным одеялом, удерживающим тепло: в случае её отсутствия температура земной поверхности составляла бы -18°С, а благодаря ей равна +15°С.

Исходя из этого  факта, увеличение парниковых газов  может привести к усилению парникового  эффекта и, следовательно, к увеличению средних температур как суши, так и Мирового океана. В конце XX века о процессе парникового эффекта и связанного с ним глобального потепления климата заговорил весь мир. Уже 150 лет средняя температура на Земле растет — с 1890 по 1998 годы она повысилась на 0,8°С. В 1937-1978 годах рост сменился колебаниями среднегодовых температур у этого значения. С 1978 года до настоящего времени наблюдается быстрый подъем — прирост составил еще 0,4°С, но уже не за 80 лет, а за 20.