Глобальное потепление

По мнению специалистов, итогом нарушения прозрачности атмосферы, а, следовательно, и теплового баланса может явиться возникновение «парникового эффекта», то есть увеличения средней температуры атмосферы на несколько градусов. Это способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры, глобальные нарушения климата, затопление прибрежных низменностей и многие другие неблагоприятные последствия. И они были правы.

Выброс в атмосферу  промышленных газов, включающих такие  соединения, как окись углерода, окислы азота, серы, аммиака и других загрязнителей, приводит к угнетению  жизнедеятельности растений и животных, нарушениям обменных процессов, к отравлению и гибели живых организмов.

Неуправляемое влияние на климат в совокупности с нерациональным ведением сельского хозяйства привело к значительному снижению плодородия почв, большим колебаниям урожайности культур. По данным экспертов ООН, в последние годы колебания продукции сельского хозяйства превышали 1%. А ведь уменьшение производства продовольствия даже на 1% может привести к гибели от голода десятков миллионов человек.

Катастрофически сокращаются  леса на нашей планете, Нерациональные вырубки лесов и пожары привели  к тому, что во многих местах, некогда  сплошь покрытых лесами, к настоящему времени они сохранились лишь на 10-30% территории. Площадь тропических  лесов Африки уменьшилась на 70%, Южной  Америки – на 60%, в Китае лишь 8% территории покрыто лесом.

В настоящее время общая  мощность источников антропогенного загрязнения  во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники  окиси азота выбрасывают 30 млн. т азота в год, а антропогенные – 35-50 млн. т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн. т и более 150 млн. тонн. В результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз больше, чем в процессе природных загрязнений.

Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.

 

Таблица 1. Десять главных загрязнителей биосферы (курьер ЮНЕСКО, январь 1973 г.)

Диоксид углерода	Образуется при сгорании всех видов  топлива. Увеличение его содержания в атмосфере приводит к повышению  её температуры, что чревато пагубными  геохимическими и экологическими последствиями.
Оксид углерода	Образуется при не полном сгорании топлива. Может нарушить тепловой баланс верхней атмосферы.
Сернистый газ	Содержится в дымах промышленных предприятий. Вызывает обострение респираторных  заболеваний, наносит вред растениям. Разъедает известняк и некоторые  камни.
Оксиды           азота	Создают смог и вызывают респираторные  заболевания и бронхит у новорождённых. Способствует чрезмерному разрастанию  водной растительности.
Фосфаты	Содержатся в удобрениях. Главный  загрязнитель вод в реках и  озёрах.
Ртуть	Один из опасных загрязнителей  пищевых продуктов, особенно морского происхождения. Накапливается в  организме и вредно действует  на нервную систему.
Свинец	Добавляется в бензин. Действует на ферментные системы и обмен веществ  в живых клетках.
Нефть	Приводит к пагубным экологическим  последствиям, вызывает гибель планктоновых организмов, рыбы, морских птиц и  млекопитающих.
ДДТ и другие пестициды	Очень токсичны для ракообразных. Убивают  рыбу и организмы, служащие кормом для  рыб. Многие являются канцерогенами.
Радиация	В превышено допустимых дозах приводит к злокачественным новообразованиям и генетическим мутациям.

 

 

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн. т нефти.

 

 

Таблица 2. Распределение потерь нефти (в %) от общей суммы мировых потерь в океане за год.

 

% нефти	Распределение потерь нефти
1	Теряется при бурении  на шельфе
5	Смывается с суши ливневыми  дождями
6	Теряется при аварии танкеров и буровых платформ
10	Выпадает в океан с  осадками
10	Выносится сточными водами
17	Сбрасывается в портах и припортовых акваториях
23	Сбрасывается в океан  с промывочными и балластными  водами с танкеров
28	Выносится реками

 

Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между  водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан  бытовых и промышленных сточных  вод, содержащих, в частности, такие  опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим  действием. Фоновые концентрации таких  веществ во многих местах уже превышены  в десятки раз.

Каждый загрязнитель оказывает  определенное отрицательное воздействие  на природу, поэтому их поступление  в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает  для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и  предельно допустимую концентрацию (ПДК) его в природной среде.

Предельно допустимый сброс (ПДС) – это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека. Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования  природных ресурсов привели к  значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал  для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX в. около 60, то сейчас более 100 – почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в  топливе, металлах, минеральном сырье  и их добыче привели к истощению этих ресурсов.

 

 

Таблица 3. Разновидность природных ресурсов.

 

 

Возобновимые	Невозобнови-мые
Почва, растительность, животный мир	Полезные ископаемые

Космические	Воды, ветры, энергия
Солнечная   радиация	Энергия приливов

 

 

 

 

 

 

 

Так, по оценкам специалистов, при сохранении современных темпов добычи и потребления, разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа – через 50 лет, угля – через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600 лет, железа – 250 лет, цинка – 25 лет, свинца – 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Вот далеко не полная картина  экологической ситуации на нашей  планете в настоящее время. Даже отдельные успехи природоохранной  деятельности не могут заметным образом изменить общий ход процесса пагубного влияния цивилизации на состояние биосферы.

 

 

Загрязнение атмосферы.

Атмосфера – смесь различных  газов, окружающих Землю. Эти газы

обеспечивают жизнь всем живым  организмам.

Масса атмосферы нашей  планеты ничтожна – всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них – на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.

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 (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. Он необходим  для дыхания. 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 озона 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 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 примерно одинаково  в различных частях 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.

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. Существует несколько видов  бактерий и сине-зеленых водорослей, которые способны фиксировать азот. В результате их деятельности, а  также благодаря разложению органических остатков в почве растения-автотрофы  получают 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.

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

Таблица 4. Источники загрязнения атмосферы.

 

По данным ученых, ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т хлорфторуглеродов (фреонов), органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные.

Помимо газообразных загрязняющих веществ, в атмосферу поступает  большое количество твердых частиц. Это пыль, копоть и сажа. Большую  опасность таит загрязнение природной  среды тяжелыми металлами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий  стали практически постоянными  компонентами воздуха промышленных центров. Особенно остро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.

Глобальное загрязнение  атмосферного воздуха сказывается  на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей  планеты. Ведь одним из самых наглядных показателей состояния биосферы служат леса.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных  дождей в большей степени, чем  широколиственные.

Только на территории нашей  страны общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн. га. Значительным фактором деградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС поражено 2,1 млн. га лесных массивов.

Особенно сильно страдают зеленые насаждения в промышленных городах, атмосфера которых содержит большое количество загрязняющих веществ.

Воздушная экологическая  проблема истощения озонового слоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидой и Арктикой, связана с чрезмерным применением  фреонов в производстве и быту.