Конспект урока "последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды". Загрязнение окружающей среды: экологические проблемы природы

30.09.2019

Антропогенное воздействие сильно изменяет естественные природные процессы. Глобальными последствиями загрязнения являются парниковый эффект, разрушение озонового слоя, нарушение природных круговоротов, кислые осадки.

Парниковый эффект и глобальное потепление климата .

Парниковый эффект − это повышение средней температуры атмосферы в результате увеличения в ней концентрации «парниковых газов» (углекислого, метана, паров воды и др.), препятствующих нормальному теплообмену Земли.

Причиной возникновения парникового эффекта является выброс в атмосферу больших количеств «парниковых газов». Содержащие в атмосфере в большом количестве азот и кислород почти не задерживают теплового излучения, исходящего от нагретой поверхности Земли. Зато «парниковые газы» − пары воды и углекислый газ − удерживают 84 % этого излучения. Наиболее важным из парниковых газов является углекислый (СО 2). Увеличение его содержания в атмосфере началось еще в 19 веке и продолжается до сих пор. За последние 100 лет содержание СО 2 в атмосфере возросло на 25%. За этот же период содержание метана выросло в 2 раза. Миллиарды тонн углекислого газа ежегодно выбрасываются в атмосферу в результате сжигания топлива (в транспортных двигателях, при производстве энергии). Метан попадает в атмосферу при добыче природного газа, в результате разложения органических останков.

Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, как стеклянная крыша в парнике, пропускает солнечные лучи, но не дает уйти теплу, задерживая тепловое излучение Земли. При этом повышается средняя температура окружающей среды. Увеличение температуры ведет к уменьшению растворимости СО 2 в Мировом океане, что обуславливает появление в атмосфере новых порций газа.

Следствием разогрева атмосфера является таяние ледников и расширение воды, что ведет к повышению уровня Мирового океана. Уже сейчас происходит интенсивное таяние льдов Антарктиды. За последние десятилетия толщина льдов в Северном Ледовитом океане уменьшилась на 40 %. К 2030−2050 годам при существующих темпах производства должно произойти увеличение температуры на 1,5 − 4,5 0 С, что вызовет подъем уровня Мирового океана на 50−100 см, а концу века − на 2м.

Повышение уровня Мирового океана означает затопление обширных прибрежных территорий, исчезновение небольших островов, заболачивание земель во многих районах. Это будет серьезным ударом по мировой экономике, так как большая часть населения Земли обитает вблизи океанов и морей.

Еще одним следствием потепления климата будут сильнейшие ураганы, засухи, муссонные дожди, лесные пожары. Существует предположение, что резкое повышение температуры может изменить глобальную океаническую циркуляцию, следствием чего будет быстрое наступление очередного Ледникового периода (то есть быстрое глобальное похолодание).

Даже очень небольшое, в пределах 1−2 0 С, изменение климата ведет к засухам на одних территориях, расширению пустынь, и увеличению количества осадков и наводнений на других территориях. За последние 50 лет общая площадь пустынь увеличилась примерно на 9 млн. км 2 − территорию, равную по размерам половине Южной Америки. При изменении климата нарушается нормальная смена времен года, изменяются биологические ритмы, что ведет к гибели многих организмов.

В 1992 году на конференции по охране окружающей среды в Рио-де-Жанейро была принята конвенция ООН об изменении климата, согласно которой 25 развитых стран и стран с развивающейся экономикой должны взять на себя следующие обязательства: вернуться к выбросу парниковых газов на уровне 1990 года, предоставить финансовые ресурсы и безопасные технологии другим странам и т.д.

Разрушение озонового слоя .

Еще одним глобальным последствием загрязнения является разрушение озонового слоя, защищающего биосферу от мощного космического излучения. Впервые озоновые дыры были обнаружены в 1975 году над Антарктидой. В настоящее время наблюдается истощение озонового слоя над многими областями земного шара. Озоновый слой над Антарктидой за последние несколько десятков лет уменьшился на 40 %, над Северным полюсом − на 10 %. В защитном озоновом слое появилось много «дыр». Озоновые дыры обнаружены и над Россией, особенно над ее холодной частью − Сибирью.

Уменьшение количества озона в атмосфере влияет на климат планеты и здоровье людей. Проникающее через озоновые дыры ультрафиолетовое излучение обладает достаточной энергией для разрушения большинства органических соединений живой клетки. В районах с пониженным содержанием озона наблюдается увеличение заболеваемости людей глазными болезнями, подавление иммунной системы, а также рост числа онкологических заболеваний. Так, американские ученые установили, что уменьшение озонового слоя на 1 % ведет к усилению ультрафиолетовой радиации на 2 % и, как следствие, учащению случаев заболевания раком кожи на 2,5% . Под действием ультрафиолета растения постепенно теряют способность к фотосинтезу. Особенно сильно это сказывается на фотосинтетиках океана − мелком планктоне, являющегося пищей большинства рыб. Гибель планктона нарушает все трофические цепи в водных системах, что неизбежно ведет к деградации биосферы.

Причиной появления озоновых дыр является разрушение озона при контакте с некоторыми загрязнителями (фторхлоруглеродами − фреонами, оксидами азота), а также испытания ядерного оружия. Фреоны применяются в большом количестве применяются в виде хладагентов в холодильниках, в качестве растворителей, распылителей в аэрозольных баллончиках. Это легкие газы поднимаются в верхние слои атмосферы, где разрушаются с выделением очень активных радикалов хлора и брома, взаимодействующих с озоном. Кроме разрушения озона, фреоны также усиливают парниковый эффект, играя двойную негативную роль в атмосфере.

Производство фреонов в мире очень велико. Только США выпускают 800−900 тыс. тонн в год − половину всего количества.

Выпадение кислых осадков на больших территориях .

Основной причиной кислых дождей являются выбросы в атмосферу оксидов серы и азота, образующих кислоты при взаимодействии с водой. Газообразные вещества разносятся воздушными потоками на большие расстояния. В результате на многих территориях осадки приобретают кислую реакцию (рН = 5−6, зарегистрированы и осадки с рН=2−3). Следствием этого является закисление почв и водоемов на больших участках, гибель водных организмов, угнетение растительности и деградация природных экосистем. Из почв вымываются питательные вещества, а также и токсичные соединения, поступающие опять к живым организмам. В результате кислых осадков идет гибель лесов во всем мире. Под воздействием кислых соединений разрушаются здания, сооружения, коррозируют мосты, различные металлические конструкции, наносится вред здоровью людей.

Образование смога над промышленными центрами .

Смог представляет собой смесь дыма, тумана и пыли, образующую над городом ядовитую дымку. Различают два основных типа смога: зимний (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип).

Зимний (лондонский) смог образуется над крупным промышленными центрами зимой, в отсутствии ветра. При этом концентрация загрязняющих веществ достигает больших величин, что ведет к ухудшению состояния здоровья людей.

В 1952 году в результате образования смога такого типа над Лондоном, в период с 3 по 9 декабря в городе погибло более 4 тысяч человек, примерно 10 тысяч попали в больницы. Позже подобный вид смога наблюдался над другими городами. Рассеять смог может только ветер, снижению концентрации загрязнителей способствует уменьшение их выброса.

Летний (лос-анджелесский) смог называется еще фотохимическим. Он возникает летом в результате интенсивного воздействия солнечной радиации на воздух, пересыщенный автомобильными выбросами. Под воздействием солнечной энергии некоторые загрязнители (например, оксиды азота) образуют очень токсичные вещества, раздражающие легкие, желудочно-кишечный тракт и органы зрения. Этот смог характерен для городов, расположенных в низине.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ИНСТРУКЦИЯ
Для использования в учебном процессе данного учебного пособия студенты должны выполнить следующие мероприятия: 1. Выполнить практическую работу по освоению термино-понятийн

Лекция.
Тема: Введение в общую экологию. Основные термины и понятия 1. Экология - это наука о взаимодействии живых организмов со средой их обитания. Классическая экология

Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия
Из второго закона термодинамика также следует, что самопроизвольно происходят только процессы, сопровождающиеся рассеянием энергии и увеличением энтропии - меры беспорядка(DS>0)

Гомеостаз и устойчивость экологических систем. Сукцессия
На экосистему воздействует большое количество факторов, которые стремятся вывести ее из состояние равновесия. Но природа имеет механизмы, направленные на поддержание равновесия. Таким образом, для

Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы
Все экологические факторы можно разделить на две группы: I) факторы неживой природы - II) факторы живой природы абиотические; - биотические.

Биотические факторы представляют собой совокупность влияния жизнедеятельности живых организмов на другие живые организмы и на окружающую среду
1) фитогенные - факторы влияния растительных организмов; Любое растительное сообщество сильно влияет на абиотические условия. (например, лесные растения создают микроклимат в лесу.) Растения создаю

Толерантность
Шелфорду принадлежит и формулировка закона толерантности, как бы суммирующего законы максимума и минимума: лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум

Адаптации. Жизненные формы
Для каждого вида организмов существуют свои оптимальные параметры экологических факторов (свой диапазон толерантности). При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитируе

Экологическая ниша организма
Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания - место, где он живет или где его обычно можно найти. В экологии существует боле

Принципы рационального природопользования. Безотходные технологии
При переходе от биосферы к ноосфере важным этапом является разработка и внедрение в жизнь принципов рационального природопользования. Человеку необходимо научиться так регулировать свою хозяйственн

ПДВ устанавливают для каждого источника загрязнения атмосферы. При этом предельные выбросы подбирают так, чтобы приземная концентрации вредных веществ не превышала ПДК, т.е. ПДВ устанавливают с уче

Экологический мониторинг
Для перехода биосферы в ноосферу необходимо исключить все отрицательные последствия природопользования и исправить те, что уже имели место. Для эффективного управления качеством природной

Информационные методы управления окружающей средой
Схема управления окружающей средой:

Модель - это физическое или знаковое подобие реального объекта, явления или процесса
Для организации рационального природопользования нужны модели взаимодействия человеческого общества и окружающей среды для того, чтобы предвидеть последствия антропогенного воздействия. При моделир

Государственная экологическая экспертиза; лицензирование природопользования. Сертификация. Экологический паспорт предприятия
Экологическая экспертиза проводится обычно специальными исполнительными органами (Госкомэкологией, различными ведомствами) и определяется как проверка соответствия намечаемой хозяйственной

Биосфера, ее структура
Средой обитания всех живых организмов Земли, в том числе человека, является биосфера. Биосфера - это все живое вещество Земли и область его распространения. Биосфера представляет собой обо

Эволюция биосферы. Живое, косное и биокосное вещество
Свое становление учение о биосфере получило в трудах выдающегося русского ученого Владимира Ивановича Вернадского (1863-1945). Вернадский подчеркивал, что биосфера находится в постоянной б

И абиотическая среда
Основным предметом экологии как науки, изучающей взаимодействие живых организмов с окружающей средой, является экологическая система или экосистема. Экосистемой называется безразмерная уст

Уровни организации жизни на Земле
Биосфера Земли является сложноорганизованной структурой, состоящей из большого количества элементов. Входящие в состав биосферы биологические системы сильно различаются по

Организм и среда обитания
Организменный - это первый уровень организации жизни, изучаемый экологией. Отдельный живой организм входит в системы более высокого уровня (популяции, биоценозы, биотические сообщества) как подсист

Систематика растений и животных
На Земле обитает большое количество живых организмов, сильно различающихся своим строением и функциями. Единицей классификации для организмов служит вид - совокупность сходных организмов, обладающи

Биогеоценоз, его структура
Основными структурными составляющими биосферы являются биогеоценозы. Биогеоценоз - это экосистема макро- или мезоуровня на определенном участке земной поверхности. Понятие биогеценоза уже понятие э

Биогеохимические циклы веществ
Между живым и косным веществом биосфере под действием лучистой энергии Солнца происходит постоянный обмен химическими элементами. Если бы все вещество на Земле не было бы вовлечено

Биогеохимический цикл азота
Азот является основным газом атмосферы, где его объемная доля составляет 78%. Биосферный круговорот азота хорошо отрегулирован и носит замедленный характер. Большинство живых организмов мо

Биогеохимический цикл кислорода
Круговорот кислорода играет важную роль в функционировании всей биосферы. Наличие свободного кислорода является обязательным условием жизнедеятельности большинства живых организмов. С другой сторон

Биогеохимический цикл углерода
Из всех известных биогеохимических циклов наиболее интенсивным является круговорот углерода. Продолжительность одного цикла в этом случае − всего 300 лет. Цепь из атомов углерода сос

Биогеохимический цикл фосфора
Фосфор входит в состав клеточных мембран, ферментов костных тканей, то есть является необходимым элементом протоплазмы всех живых организмов. Цикл фосфора менее совершенен,

Биогеохимический цикл серы
Сера входит в состав белков всех живых организмов. В отличии от фосфора, в атмосфере присутствует достаточное количество газообразных соединений серы: сероводород H2

Потоки энергии в биосфере
3.1.Термодинамика процессов живой природы. Негэнтропия. Одним из основных свойств материи является энергия − способность производить работу. Существо

Понятие о качестве энергии
Энергия характеризуется не только количеством, но и качеством. Известно много форм и видов энергии: солнечная, химическая, тепловая, механическая, электрическая, атомная и т.д. Прич

Процессы фотосинтеза и хемосинтеза
Живые организмы способны создавать сложные органические вещества, увеличивая собственную упорядоченность. Первичное органическое вещество биосферы создается растениями и некоторыми микроорганизмами

Процесс дыхания
Органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза, характеризуются высоким запасом внутренней энергии. Но эта энергия недоступна для непосредственного использования в реакц

Передача энергии по трофической цепи
Не все живые организмы способны синтезировать органическое вещество из неорганического. Живые организмы, обитающие на Земле, можно разделить по типу получения и накопления ими вещес

Продуктивность экосистем
В процессе жизнедеятельности различных организмов в экосистеме создается и расходуется органическое вещество. Поэтому каждая экосистема обладает определенной продуктивностью.

Энергетические типы экосистем
Все экосистемы, в зависимости от вида используемой энергии, можно разделить на следующие типы. 1 тип. Экосистемы, для которых основным источником энергии я

Абиотические факторы
Выделяют следующие группы абиотических факторов (факторов неживой природы): климатические, эдафогенные (почвенные), орографические и химические. I) Климатические факторы: к ним относятся с

Биотические факторы
Выделяют фитогенные, зоогенные, микробогенные и антропогенные факторы. I) Фитогенные − факторы, характеризующие влияние растительных организмов. Они воздействуют на в

Лимитирующие факторы. Законы минимума и максимума
Для каждого организма существуют свои оптимальные параметры экологических факторов, при которых жизнедеятельность особей протекает нормально. Допустимые диапазоны экологических факт

Закон толерантности
Закон толерантности суммирует законы максимума и минимума. Его формулировка принадлежит Шелфорду: лимитирующим фактором может быть как минимум, так и максимум экологического воздейс

Адаптации. Жизненные формы
При постоянном воздействии какого-либо экологического фактора сверх лимитирующих пределов организм должен либо адаптироваться к новым параметрам, либо погибнуть. Адаптациям

Экологическая валентность (пластичность)
Организмы различаются своей способностью к адаптации: одни адаптируются медленно, другие легко и быстро. Способность вида адаптироваться к экологическим факторам называется экологич

Экологическая ниша
Растения и животные могут обитать только там, где условия подходят для них. Каждый организм имеет свое местообитания, пригодное для жизни. В экологии существует более емкое понятие

Устойчивость и развитие экосистем
Устойчивостью экосистем называется их способность противостоять колебаниям внешних факторов и сохранять свою структуру и функциональные особенности. Устойчивая экосистема возвращается в исходное со

Гомеостаз экосистем
Рассмотрим механизмы поддержания равновесия, действующие в открытых природных экосистемах. На любую экосистему постоянно действует большое количество экологических факторов, стремящ

Экологическая сукцессия
Даже в устойчивых экосистемах постоянно происходят медленные необратимые изменения. В большей степени они касаются живых организмов. При этом один биоценоз заменяется другим. Последователь

Загрязнение окружающей среды
Технический прогресс бурный рост производства в последние десятилетия привели к большому уровню загрязненности окружающей среды. На земном шаре практически невозможно найти место, г

Среди большого количества источников загрязнения наиболее важными являются следующие. 1) Транспорт. При сгорании топлива выделяется большое количест

Разрушение природных экосистем
Выброс большого количества загрязнителей и изменения, происходящие при этом в окружающей среде, неизбежно ведут к нарушению нормальных биологически циклов и разрушению природных эко

Демографические проблемы
Демография − наука, изучающая динамику роста народонаселения. Несмотря на ухудшение состояния окружающей среды и сокращение количества плодородных земель в настоящее время наб

Глобальные проблемы энергетики
Кроме перечисленных проблем, связанных с резким ухудшением качества среды, перед человечеством остро стоит проблема энергетики. Основная причина энергетического кризиса − исто

Экологический мониторинг
Если качество природной среды не соответствует нормативным требованиям, необходимо проводить специальные мероприятия по защите окружающей среды. Для этого необходима информация о фа

Загрязнение - это введение загрязняющих веществ в окружающую природную среду, которые вызывают неблагоприятные изменения. Загрязнение может принимать форму химических веществ или энергии, такой как шум, тепло или свет. Компонентами загрязнения, могут быть либо чужеродные вещества/энергия, либо природные загрязнители.

Основные виды и причины загрязнения окружающей среды:

Загрязнение воздуха

Хвойный лес после кислотного дождя

Дым из дымоходов, заводов, транспортных средств или от сжигания древесины и угля делают воздух токсичным. Очевидны также последствия загрязнения воздуха. Выброс диоксида серы и опасных газов в атмосферу вызывает глобальное потепление и кислотные дожди, которые, в свою очередь, повышают температуру, провоцируя чрезмерные осадки или засухи во всем мире, и усложняет жизнь . Мы также дышим каждой загрязненной частицей из воздуха и в результате увеличивается риск астмы, и рака лёгких.

Загрязнение воды

Стало причиной потери многих видов флоры и фауны Земли. Это произошло из-за того, что промышленные отходы, сбрасываемые в реки и другие водные объекты, вызывают дисбаланс в водной среде, что приводит к серьезному загрязнению и смерти водных животных и растений.

Кроме того, распыление инсектицидов, пестицидов (таких как ДДТ) на растения, загрязняют систему подземных вод. Разливы нефти в океанах, повлекли за собой значительный ущерб водным объектам.

Эвтрофикация в реке Потомак, США

Эвтрофикация - еще одна важная причина загрязнения воды. Происходит из-за необработанных сточных вод и смыва удобрений с почвы в озера, пруды или реки, из-за которых химические вещества проникают в воду и препятствуют проникновению солнечных лучей, тем самым сокращая количество кислорода, и делая водоем непригодным для жизни.

Загрязнение водных ресурсов вредит не только отдельным водным организмам, но и всей , и серьезно влияет на людей, зависящих от . В некоторых странах мира, из-за загрязнений воды, наблюдаются вспышки холеры и диареи.

Загрязнение почвы

Эрозия почвы

Этот вид загрязнения происходит когда в почву попадают вредные химические элементы, как правило, вызван деятельностью человечества. Инсектициды и пестициды всасывают соединения азота из почвы, после чего она становится неподходящей для роста растений. Промышленные отходы, и также негативно воздействуют на почву. Поскольку растения не могут произрастать необходимым образом, они не способны удерживать почву, в следствии чего образуется эрозия.

Шумовое загрязнение

Это загрязнение появляется, когда неприятные (громкие) звуки из окружающей среды воздействуют на органы слуха человека и приводят к психологическим проблемам, включая напряжение, повышенное давление, нарушение слуха и т.д. Оно может быть вызвано промышленным оборудованием, самолетами, автомобилями и т.д.

Радиоактивное загрязнение

Это очень опасный вид загрязнений, он происходит из-за сбоев в работе атомных электростанций, неправильного хранения ядерных отходов, несчастных случаев и т. д. Радиоактивное загрязнение может вызвать раковые заболевание, бесплодие, потерю зрения, врожденные дефекты; оно способно сделать почву неплодородной, а также негативно воздействует на воздух и воду.

Световое загрязнение

Световое загрязнение планеты Земля

Происходит из-за заметного избыточного освещения области. Оно распространено, как правило, в больших городах, особенно от рекламных щитов, в спортивных залах или развлекательных заведениях в ночное время. В жилых районах световое загрязнение сильно влияет на жизнь людей. Оно также препятствует астрономическим наблюдениям, делая звезды почти невидимыми.

Термическое/тепловое загрязнение

Термическое загрязнение - это ухудшение качества воды любым процессом, который изменяет температуру окружающей воды. Главной причиной теплового загрязнения является использование воды в качестве хладагента электростанциями и промышленными предприятиями. Когда вода, используемая в качестве хладагента, возвращается в естественную среду при более высокой температуре, изменение температуры снижает подачу кислорода и влияет на состав . Рыбы и другие организмы, адаптированные к определенному температурному диапазону, могут быть убиты резким изменением температуры воды (или быстрым увеличением или снижением).

Тепловое загрязнение обусловлено избыточным теплом в окружающей среде, создающим нежелательные изменения в течение длительных периодов времени. Это происходит из-за огромного количества промышленных предприятий, обезлесения и загрязнения воздуха. Тепловое загрязнение увеличивает температуру Земли, вызывая резкие климатические изменения и исчезновение видов дикой природы.

Визуальное загрязнение

Визуальное загрязнение, Филиппины

Визуальное загрязнение является эстетической проблемой и относится к последствиям загрязнений, которые ухудшают способность наслаждаться окружающим миром. Оно включает: рекламные щиты, открытые хранилища мусора, антенны, электрические провода, здания, автомобили и т.п.

Переполненность территории большим количеством объектов вызывает визуальное загрязнение. Такое загрязнение способствует рассеянности внимания, усталости глаз, потере идентичности и т.д.

Пластиковое загрязнение

Пластиковое загрязнение, Индия

Включает в себя накопление пластмассовых изделий в окружающей среде, которые оказывают неблагоприятное воздействие на дикую природу, среду обитания животных или людей. Пластмассовые изделия являются недорогими и долговечными, что сделало их очень популярными среди людей. Однако этот материал очень медленно разлагается. Пластиковое загрязнение может неблагоприятно влиять на почву, озера, реки, моря и океаны. Живые организмы, особенно морские животные, запутываются в пластмассовых отходах или страдают от воздействия химических веществ в пластмассе, которые вызывают перебои в биологических функциях. На людей также влияет пластиковое загрязнение, вызывая гормональный сбой.

Объекты загрязнений

Основными объектами загрязнения окружающей среды выступают такие , как воздух (атмосфера), водные ресурсы (ручьи, реки, озера, моря, океаны), почва и т.п.

Загрязнители (источники, или субъекты загрязнений) окружающей среды

Загрязнителями являются химические, биологические, физические или механические элементы (либо процессы), которые несут вред окружающей среде.

Они могут нанести вред как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Загрязнители происходят из природных ресурсов или производятся людьми.

Многие загрязняющие вещества оказывают ядовитое воздействие на живые организмы. Монооксид углерода (угарный газ) является примером вещества, которое наносит ущерб людям. Это соединение поглощается организмом вместо кислорода, вызывает одышку, головную боль, головокружение, учащенное сердцебиение, а в тяжелых случаях может привести к серьезному отравлению, и даже смерти.

Некоторые загрязняющие вещества становятся опасными, когда вступают в реакции с другими встречающимися в природе соединениями. Оксиды азота и серы выделяются из примесей в ископаемом топливе во время сжигания. Они реагируют с водяным паром в атмосфере, превращаясь в кислотные дожди. Кислотный дождь негативно воздействует на водные экосистемы и приводит к гибели водных животных, растений, и других живых организмов. Наземные экосистемы также страдают от кислотных дождей.

Классификация источников загрязнений

По виду возникновения, загрязнения окружающей среды подразделяются на:

Антропогенное (искусственное) загрязнение

Вырубка леса

Антропогенное загрязнение - воздействие на окружающую среду, вызванное деятельностью человечества. Основными источниками искусственного загрязнения выступает:

индустриализация;
изобретение автомобилей;
рост населения Земли;
обезлесение: уничтожение естественной среды обитания;
ядерные взрывы;
чрезмерная эксплуатация природных ресурсов;
строительство зданий, дорог, плотин;
создание взрывоопасных веществ, которые используются во время военных действий;
использование удобрений и пестицидов;
добыча полезных ископаемых.

Естественное (природное) загрязнение

Извержение вулкана

Естественное загрязнение вызывается и происходит естественным образом, без участия человека. Оно может повлиять на окружающую среду в течение определенного промежутка времени, однако способно регенерироваться. К источникам природного загрязнения относятся:

извержения вулканов, с выделением газов, пепла и магмы;
лесные пожары выделяют дым и газовые примеси;
песчаные бури поднимают пыль и песок;
разложение органических веществ, в процессе которого высвобождаются газы.

Последствия загрязнения:

Деградация окружающей среды

Фото слева: Пекин после дождя. Фото справа: смог в Пекине

Окружающая среда является первой жертвой загрязнения атмосферы. Увеличение количества СО2 в атмосфере приводит к смогу, который может препятствовать проникновению солнечного света на поверхность земли. В связи с этим, значительно затрудняется. Такие газы, как диоксид серы и оксид азота, могут вызывать кислотные дожди. Загрязнение воды с точки зрения разлива нефти способно привести к гибели нескольких видов диких животных и растений.

Здоровье человека

Рак лёгкого

Снижение качества воздуха приводит к некоторым респираторным проблемам, включая астму или рак лёгких. Боль в грудной клетке, воспаление горла, сердечно-сосудистые заболевания, респираторные заболевания могут быть вызваны загрязнением воздуха. Загрязнение воды способно создавать проблемы, связанные с кожей, включая раздражение и сыпь. Аналогичным образом, загрязнение шума приводит к потере слуха, стрессу и нарушению сна.

Глобальное потепление

Мале, столица Мальдив - один из городов, которым грозит перспектива быть затопленными океаном в XXI веке

Выброс парниковых газов, особенно CO2, ведет к глобальному потеплению. Каждый день создаются новые отрасли в промышленности, появляются новые автомобили на дорогах, а количество деревьев сокращается, чтобы освободить место для новых домов. Все эти факторы, прямо или косвенно, приводят к увеличению CO2 в атмосфере. Рост СО2 влечет за собой таяние полярных ледяных шапок, что увеличивает уровень моря и создает опасность для людей, живущих вблизи прибрежных районов.

Истощение озонового слоя

Озоновый слой - это тонкий щит высоко в небе, который препятствует проникновению ультрафиолетовых лучей на землю. В результате деятельности человека химические вещества, такие как хлорфторуглероды, высвобождаются в атмосферу, что способствует истощению озонового слоя.

Неплодородные земли

Из-за постоянного использования инсектицидов и пестицидов почва может стать неплодородной. Различные виды химических веществ, образующихся из промышленных отходов, попадают в воду, которая также влияет на качество почвы.

Защита (охрана) окружающей среды от загрязнений:

Международная защита

Многие из особенно уязвимы, поскольку они подвержены влиянию человека во многих странах. В результате этого некоторые государства объединяются и разрабатывают соглашения, направленные на предотвращение ущерба или управление антропогенным воздействием на природные ресурсы. Они включают соглашения, которые влияют на защиту климата, океанов, рек и воздуха от загрязнений. Эти международные природоохранные договора иногда являются обязательными документами, которые имеют юридические последствия, в случае несоблюдения, а в других ситуациях используются в качестве кодексов поведения. К наиболее известным относятся:

Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП), утвержденная в июне 1972 года, предусматривает охрану природы для нынешнего поколения людей и их потомков.
Рамочная конвенция ООН об изменениях климата (РКИК) была подписана в мае 1992 года. Главной целью этого соглашения является "стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который предотвратит опасное антропогенное вмешательство в климатическую систему"
Киотский протокол предусматривает сокращение или стабилизацию количества выбрасываемых в атмосферу парниковых газов. Был подписан в Японии, в конце 1997 года.

Государственная защита

Обсуждение вопросов охраны окружающей среды часто фокусируется на уровне правительства, законодательства и правоохранительных органов. Однако в самом широком смысле защита окружающей среды может рассматриваться как ответственность всего народа, а не просто правительства. Решения, которые влияют на окружающую среду, в идеале будут включать широкий круг заинтересованных сторон, включая промышленные объекты, группы коренных народов, представителей экологических групп и общин. Процессы принятия решений в области защиты окружающей среды постоянно развиваются и становятся более активными в разных странах.

Многие конституции признают основополагающее право на охрану окружающей среды. Кроме того, в различных странах существуют организации и учреждения, занимающиеся вопросами охраны природы.

Хотя защита окружающей среды не просто является обязанностью государственных учреждений, большинство людей считают эти организации первостепенными в создании и поддержании базовых стандартов, которые защищают окружающую среду и людей, взаимодействующих с ней.

Как защитить окружающую среду самостоятельно?

Население и технологические достижения на основе ископаемого топлива серьезно повлияли на нашу природную среду. Поэтому теперь нам необходимо внести свой вклад в устранение последствий деградации, чтобы человечество продолжало жить в экологически безопасной среде.

Существует 3 главных принципа, которые по-прежнему актуальны и важны как никогда:

меньше использовать;
использовать повторно;
перерабатывать.

Создайте компостную кучу в вашем саду. Это помогает утилизировать пищевые отходы и другие биоразлагаемые материалы.
При совершении покупок, пользуйтесь своими эко-сумками и постарайтесь максимально отказаться от пластиковых пакетов.
Посадите столько деревьев, сколько сможете.
Подумайте о том, как уменьшить количество поездок, которые вы совершаете, используя свой автомобиль.
Сократите выбросы от автомобилей путем ходьбы или езды на велосипеде. Это не просто отличные альтернативы вождению, но и польза для здоровья.
Используйте общественный транспорт, когда можете, для повседневного передвижения.
Бутылки, бумагу, отработанное масло, старые батареи и использованные шины необходимо правильно утилизировать; все это вызывает серьезное загрязнение.
Не выливайте химикаты и отработанное масло на землю или в стоки, ведущие к водоемам.
Если это возможно, перерабатывайте отдельные биологически разлагаемые отходы, и работайте над уменьшением количества используемых отходов, которые не подлежат вторичной переработке.
Уменьшите количество мяса, которое вы потребляете, или рассмотрите вегетарианский рацион.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами - от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние, и в результате гомеостатические механизмы не срабатывают.

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при отравлении возможен летальный исход. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отравлений, хотя и опасен страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пи-рен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д.

Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода. Тяжелые последствия в организме живых существ вызывает ядовитая смесь дыма, тумана и пыли - смог. Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип).

Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и остальной биоте. Известны случаи массового отравления диких животных, особенно птиц и насекомых, при выбросах вредных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых).

Что касается растений, то выбросы вредных веществ действуют как непосредственно на их зеленые части, попадая через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру клеток, так и через почву - на корневую систему. Особенно опасен для растений диоксид серы (SO 2), под воздействием которого прекращается фотосинтез и гибнут многие деревья, особенно хвойные: сосны, ели, пихты, кедр.

Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы

«Парниковый эффект» , наряду с нарушением озонового слоя и кислотными дождями, вызван глобальным техногенным загрязнением атмосферы. Многие ученые рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности. Со второй половины XIX в. наблюдается постепенное повышение среднегодовой температуры, что связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» - диоксида углерода, метана, фреонов, озона, оксида азота и др.

Парниковые газы препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли, и атмосфера, насыщенная ими, действует как крыша теплицы. Она, пропуская внутрь, большую часть солнечного излучения, почти не пропускает наружу тепло, излучаемое Землей.

В связи со сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива (ежегодно более 9 млрд т условного топлива) концентрация СО 2 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов, метана, в меньшей степени - оксида азота.

«Парниковый, эффект» является причиной роста средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. Так, в 1988 г, среднегодовая температура оказалась на 0,4°С выше, чем в 1950-1980 гг., а к 2005 г. ученые прогнозируют ее повышение на 1,3°С. В докладе Международной группы ООН по проблемам климатических изменений утверждается, что к 2100 г. температура на Земле увеличится на 2-4 градуса. Масштабы потепления за этот относительно короткий срок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь, это повышение уровня Мирового океана вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.д. Повышение уровня океана всего лишь на 0,5-2,0 м к концу XXI в., приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолет-немерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и т.п. Очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь при сочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики - максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы Земли.

«Озоновые дыры» - это значительные пространства в озоновом слое атмосферы на высоте 20-25 км с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона. Истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Оно ослабляет способность атмосферы защищать все живое от жесткого ультрафиолетового излучения («УФ-радиация). Поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, увеличивается| количество заболеваний раком кожи и т.д.

Предполагается как естественное так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). В атмосфере фреоны разлагаются с выделением оксида хлора губительно действующего на молекулы озона.

«Кислотные дожди» образуются при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют разбавленную серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6).

Суммарные мировые антропогенные выбросы SO 2 и NО х составляют ежегодно более 255 млн т. Закисление природной среды негативно отражается на состоянии экосистем. Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы: свинец, кадмий, алюминий и др. Далее они сами или их токсичные соединения усваиваются растениями и почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к их деградации как природных экосистем. Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдают от действия сложной смеси загрязняющих веществ. Гибнут хвойные горные леса на Северных Аппалачах ив Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны.

Примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и Финляндии. Объясняется это тем, что значительная часть выбросов серы в США, ФРГ и Великобритании выпадает именно на их территории.

В России площадь закисления - несколько десятков миллионов гектаров. Известны случаи закисления озер Карелии. Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос) и на территории ряда крупных промышленных районов. Например, в районе города Норильска и на Северном Урале огромные площади тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за выбросов диоксида серы Норильским горно-химическим комбинатом.

Проблема загрязнения природной среды становится острой как из-за роста объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественными изменениями производства под влиянием научно-технического прогресса. Следует отметить, что только 1-2% используемого природного ресурса остается в конечном продукте, а большинство идет в отходы, не усваиваются природой. Отходы производственной деятельности все больше загрязняют литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией значительного количества вредных веществ, и природные экосистемы начинают разрушаться.

Двуокись углерода (углекислый газ) - один из компонентов газового состава атмосферы, играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, растений и животных, но и в исполнении атмосферой функции предотвращения перегрева или переохлаждения поверхности Земли. Хозяйственная деятельность нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО, в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается. С 1959 по 2000 год количество углекислого газа увеличилась на 10%. Некоторые важные элементы кругооборота С02 еще не до конца изучены. Не установлены взаимозависимости между концентрацией его в атмосфере и способностью задерживать лишнее тепло, поступающее от Солнца. Однако рост концентрации С02 свидетельствует о глубоком нарушении глобального равновесия в биосфере, что в сочетании с другими нарушениями может иметь очень серьезные последствия.

Загрязнения, поступающие в Мировой океан, нарушили в первую очередь естественное равновесие морской среды в прибрежной зоне континентального шельфа, где сосредоточено 99% всех морских биологических ресурсов, добываемых человеком. Антропогенные загрязнения этой зоны послужили причиной того, что ее биологическая продуктивность снизилась на 20%, а мировой рыбный промысел не досчитался 15-20 миллионов тонн улова. По данным ООН, ежегодно в Мировой океан попадает 50 тыс. Т пестицидов, 5000 тонн ртути, 10 млн т нефти и множество других загрязнителей.

Количество веществ, которые ежегодно попадают из антропогенных источников со стоком рек в воды морей и океанов - железа, марганца, меди, цинка, свинца, олова, мышьяка, нефти превышает объем этих веществ, поступающих в результате геологических процессов. Дно Мирового океана, в том числе и глубоководные впадины, все шире используются для захоронения особо опасных токсических веществ (включая "морально устаревшие" боевые отравляющие вещества), а также радиоактивных материалов. Так, с 1946 по 1970 США похоронили на Атлантическом побережье страны около 90 000 контейнеров с отходами общей радиоактивностью примерно 100000 кюри, а европейские страны сбросили в океан отходов общей радиоактивностью 500 000 кюри. В результате разгерметизации контейнеров наблюдаются случаи опасного заражения вод и природной среды в местах этих захоронений.

В море нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а во время разливов слой нефтяной пленки вначале может составлять несколько сантиметров. Со временем образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности моря. К комочков мазута, плавающих прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы и усатые киты. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодными для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса.

Все компоненты нефти - токсины для морских организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Так, обильно развиваются микроорганизмы, питающиеся нефтяными углеводородами, а биомасса этих микроорганизмов ядовита для многих морских обитателей. Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность моря. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы.

Наибольшее количество нефти сосредоточена в тонком приповерхностном слое морской воды. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль "детского сада" для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и океаном. Изменяются процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена, снижается отражательная способность (альбедо) морской воды.

Хлорированные углеводороды, которые широко применяются для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ и его производные встречаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктику.

Они легко растворяются в жирах и поэтому накапливаются в органах рыб, млекопитающих, морских птиц. Как ксенобиотики, то есть вещества полностью искусственного происхождения, они не имеют среди микроорганизмов своих »потребителей» и поэтому почти не разлагаются в природных условиях, а только накапливаются в Мировом океане. Вместе с тем они остро токсичны, влияют на кроветворную систему, подавляют ферментативную активность, сильно влияют на наследственность.

Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы, многие из которых обладают токсичными свойствами. Общий объем речного стока составляет 46 тыс. М3 воды в год. Вместе с ним в Мировой океан поступает в 2 млн т свинца, до 20 тыс. Т кадмия, до 10 тыс. Т ртути. Наиболее высокие уровни загрязнения имеют прибрежные воды и внутренние моря. Немалую роль в загрязнении Мирового океана играет и атмосфера. Так, например, до 30% всей ртути и 50% свинца, поступающих в океан ежегодно переносится через атмосферу.

По своей токсичности действия в морской среде особую опасность представляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные органические формы ртути. Накопленные благодаря биоаккумуляции в рыбе или моллюсках соединения Метилированная ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей.

Ртуть, кадмий, свинец, медь, цинк, хром, мышьяк и другие тяжелые металлы не только накапливаются в морских организмах, отравляя тем самым морские продукты питания, но и самым негативным образом влияют на обитателей моря. Коэффициенты накопления токсичных металлов, т.е. концентрация их на единицу веса в морских организмах по отношению к морской воды, меняются в широких пределах - от сотен до сотен тысяч, в зависимости от природы металлов и видов организме)). Эти коэффициенты показывают, как накапливаются вредные вещества в рыбе, моллюсках, ракообразных и других организмах.

Начало космической эры породил проблему сохранения целостности еще одной земной оболочки - космосферы (околоземного космического пространства). Проникновение человека в космос не просто героическая эпопея, это еще и целенаправленная долговременная политика овладения новыми ресурсами природы и природной среды.

Космическая оболочка Земли выполняет ряд важных для жизни планеты и для жизни на планете функций, связанных с поддержанием ее радиационного - теплового баланса, протеканием некоторых геофизических процессов. Поэтому сохранение природных равновесий и изначальных свойств космосферы Земли в процессе проникновения в нее человека - большой, жизненно важное обще планетарное задачи.

Космическая деятельность охватывает широкий круг прикладных направлений: исследование природных ресурсов Земли, контроль за состоянием окружающей среды, связь, навигацию, метеорологию, геодезию, картографию, телевещание, спасение судов и самолетов, терпящих бедствие; технологические, биологические и другие научные эксперименты, готовят почву для еще более интенсивного, в частности индустриального использования космоса.

Космос все больше становится ареной для разнообразного и плодотворного мирного сотрудничества. Сейчас в космосе ведутся интенсивные исследования и эксперименты гражданского назначения. Все это предполагает запуск большого количества космических объектов. В начале 80-х годов в космос выводилось более 100 объектов в год. В настоящее время на орбите Земли находится около 10-15 тысяч крупных искусственных объектов и 40 000 мелких (приблизительно 2,5 сантиметра в диаметре).

Некоторые из современных и намечаемых на будущее видов космической деятельности должны стать объектом регламентации, чтобы исключить загрязнение и другие формы нарушения природного равновесия в космическом пространстве. В настоящее время на международных форумах идет обсуждение, кроме вопроса о немилитаризацию космоса, таких аспектов регулирования как: сокращение числа спутников, которые исчерпали свой резерв (так называемых космических отходов), сброс в космос разного рода опасных »земных» отходов, запуск крупных ракетных ускорителей на твердом топливе.

Одна из острейших глобальных проблем современности - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Кислотные дожди вызывают не только подкисление грунтовых воде верхних слоев фунтов. Кислотность с осадками распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией окислов серы, азота, углерода. Эти окислы, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками накопления окислов в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, угля, газа в промышленности, сельском хозяйстве, быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в атмосферу окислов серы, азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков, поверхностных и грунтовых вод.

Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии е воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, смогу ли. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм.

Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбеста. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Бона образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из вскрышных пород, образованные при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250 - 300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. М 3, условного оксида углерода и более 150 тонн пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью.

Нарушение озонового слоя. Озон - одна из форм существования химического элемента кислорода в земной атмосфере - его молекула состоит из трех атомов кислорода 03 для образования озона необходимо предварительное образование свободных атомов кислорода.

С увеличением количества атомарного кислорода возрастает и содержание озона в атмосфере. Однако с высотой увеличивается и ультрафиолетовая радиация, разрушает озон быстрее, чем идет его образования, поэтому концентрация озона в атмосфере начинает уменьшаться. Измерения показывают, что озон в атмосфере имеет слоистую структуру и его основная масса сосредоточена в слое на высоте 20 - 25 км, а начиная с высоты 55 км, его концентрация активно уменьшается, следовательно, озон присутствует в тропосфере, стратосфере, мезосфере.

»Озоновая дыра» - это явление уменьшения общего количества озона. Отмечено систематическое уменьшение концентрации В 3 весной примерно в 1,5 - 2 раза. Хлор и фторвуглероды (ФХВ) уже более 60 лет используются как хладагенты в холодильниках и кондиционерах, пропелленты для аэрозольных смесей, пенообразующие агенты в огнетушителях, очистители для электронных приборов, в химической чистке одежды, при производстве пенопластов. Инертность этих соединений делает их опасными для атмосферного озона. ХФУ не распадаются быстро в тропосфере (нижнем слое атмосферы, простирается от поверхности Земли до высоты 10 км), как это происходит, например, с большинством окислов азота, и в конце концов проникают в стратосферу, верхняя граница которой располагается на высоте около 50 км. Когда молекулы ХФУ поднимаются до высоты 25 км, где концентрация озона максимальна, они подвергаются интенсивному воздействию ультрафиолетового излучения, не проникает на меньшие высоты из-за действия озона, который экранирует. Ультрафиолет разрушает устойчивые в обычных условиях молекулы ХФУ, которые распадаются на компоненты, которые имеют высокую реакционную способность, в частности атомный хлор. Таким образом, ХФУ переносит хлор с поверхности Земли через тропосферу и нижние слои атмосферы, где менее инертные соединения хлора разрушаются, в стратосферу, к слою с наибольшей концентрацией озона. Очень важно, что хлор при разрушении озона действует подобно катализатору: в ходе химического процесса его количество не уменьшается. Вследствие этого один атом хлора может разрушить до 10000 молекул озона, прежде чем будет отключено вернется в тропосферу. Сейчас выбросы ХФУ в атмосферу исчисляются миллионами тонн, а действие тех, что уже попали в атмосферу, будет продолжаться несколько десятилетий.

Многие страны начали принимать меры, направленные на сокращение производства и использования ХФУ. С 1978 гг. В США было запрещено использование ХФУ в аэрозолях. К сожалению, использование ХФУ в других областях ограничено не было. В сентябре 1987 г.. 23 ведущие страны мира подписали в Монреале конвенцию, обязывающую их снизить потребление ХФУ. Для использования в качестве пронелента в аэрозолях уже найден заменитель - пропан - бутановая смесь. По физическим параметрам она практически не уступает фреонам, но, в отличие от них, огнеопасное. Сложнее обстоят дела с холодильным оборудованием - вторым по величине потребителем фреонов. Дело в том, что из-за полярности молекулы ХФУ имеют высокую теплоту испарения, что очень важно для рабочего тела в холодильниках и кондиционерах. Лучшим, известным на сегодня заменителем фреонов является аммиак, но он токсичен и все же уступает ХФУ по физическим параметрам.

Использование фреонов продолжается и пока далеко даже до стабилизации уровня ХФУ в атмосфере. Так, по данным сети Глобального мониторинга изменений климата, в фоновых условиях - на берегах Тихого и Атлантического океанов и на островах, вдали от промышленных и густонаселенных районов - концентрация фреонов в настоящее время растет со скоростью 5 - 9% в год. Содержание в стратосфере фотохимически активных соединений хлора в настоящее время в 2-3 раза выше по сравнению с уровнем 50-х годов, до начала ускоренного производства фреонов.

Наибольшая озоновая дыра обнаружена над Антарктидой и во многом является следствием метеорологических процессов. Образование озона возможно только при наличии ультрафиолета, а во время Полярной ночи он не производится. Зимой над Антарктикой образуется устойчивый вихрь, препятствующий притоку богатого озоном воздуха со средних широт. Поэтому к весне даже небольшое количество активного хлора способна нанести серьезный ущерб озоновому слою. Такой вихрь практически отсутствует над Арктикой, поэтому в северном полушарии падение концентрации озона значительно меньше. Многие исследователи считают, что на процесс разрушения озона влияют полярные стратосферные облака. Эти высотные облака гораздо чаще наблюдаются над Антарктикой, чем над Арктикой, образуются зимой, когда при отсутствии солнечного света и в условиях метеорологической изоляции Антарктиды температура в стратосфере падает ниже -80 °

Мощным источником уничтожения озона являются азотные удобрения. Попадая в почву, такие удобрения распыляются, при этом некоторое количество молекул попадает в приземного воздуха. Далее происходит целая цепочка процессов: турбулентность в приземном слое воздуха, перенос обогащенного азотными окислами газа в низкие шпроты, обратная горизонтальный перенос газа в более высокие широты уже в стратосфере.

Окислы азота поступают в атмосферу также при сжигании промышленного топлива. По имеющимся оценкам, количество закиси азота, попадает в воздух с дымом работающих на обычном (не ядерном) топливе электростанций, сама по себе достаточно велика и составляет 3-4 мегатонны в год, хотя она и не столь опасна по сравнению с азотистыми удобрениями.

В водородном цикле участвует множество водородовмисних соединений. Водород поступает в атмосферу в виде воды.

Человеческая деятельность также привносит воду в верхние слои атмосферы. При подъемах больших ракет в атмосферу выбрасывается большое количество молекул Н 2 0; происходит выброс воды и при полетах стратосферного авиации.

Водород попадает в атмосферу и в виде метана СНГ Природный источник метана - влажные леса, болота и рисовые поля, где он образуется как результат деятельности анаэробных бактерий.

Американские ученые изобрели, что именно хлорный цикл разрушения озона представляет наибольшую реальную опасность для существования озонового слоя.

Развитие цивилизации приводит к все больших выбросов хлорных соединений в атмосферу, и одну из ведущих ролей в этом процессе играют фреоны (хлорфторвуглеродовмисни соединения, такие как CFC1 3 CF 2 Cl 2). Рост производства фреонов продолжается огромными темпами (это производство холодильной техники, аэрозолей, пенопласте в и т.д.). их поступления в атмосферу связано с технологическими потерями.

Определены два пути восстановления озонового слоя: удаление из атмосферы озоноразрушающих веществ и выработки озона.

Первый путь - удаление катализаторов из атмосферы - пока не имеет реальных вариантов решения. Предполагалось использовать лазерное облучение озоновмисних слоев атмосферы с целью диссоциации молекул фреона. Но медленный распад молекул фреона до сих пор спасает нас от ускоренного разрушения озонового слоя и только небольшая часть энергии лазера будет работать па достижение поставленной цели, основная ее часть будет рассеиваться в космосе.

Второй путь - вымораживание озона в холодильных устройствах на Земле - для этого надо было бы пропустить через них значительную долю атмосферы.

Наиболее реальным является проект, предусматривающий создание электрических разрядов в стратосфере с помощью радиоволн высокой частоты. Разряд создается с помощью неподвижных фазированных антенных решеток, расположенных на земле. Размеры необходимой антенны около сотни метров, управление фазой отдельных элементов позволяет реализовать фокусировки излучения и сканирования на определенной высоте. Энергоснабжение можно обеспечить от АЭС мощностью в десятки мВт, причем КПД радиотехнической части относительно первичного источника может достигать 80%. Механизм образования озона в процессе разряда - плазмохимический и тепловой.

При плазмохимическом механизме молекулы кислорода разрушаются электронами, образующихся в электрическом разряде.

Тепловой механизм восстановления озона может существенно повлиять на сокращение затрат энергии. Существует предположение о возникновении озоновой »дыры» только при t - 80 ° С. Если это так и, предполагая, что такая температура существует только в отдельных местах »дыры», появляется возможность компенсировать дефицит озона только в этих местах. Таким образом, теоретическая возможность восстановления озонового слоя существует.

Вспомните!

Какие глобальные экологические проблемы вам известны?

Приведите примеры экологических проблем вашего региона.

Загрязнение атмосферы. Одной из самых острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение среды. На ранних этапах развития биосферы воздух загрязняли только извержения вулканов и лесные пожары, но как только человек развел свой первый костер, началось антропогенное воздействие на атмосферу. Еще в начале XX в. биосфера справлялась с теми продуктами сгорания угля и жидкого топлива, которые поступали в воздушную среду. Достаточно было отъехать от промышленных предприятий на несколько километров, чтобы почувствовать чистый воздух. Однако в дальнейшем быстрое развитие промышленности и транспорта привело к резкому ухудшению состояния атмосферы.

В настоящее время в атмосферу в результате деятельности человека поступают углекислый газ (СО 2), угарный газ (СО), хлорфторуглеводороды, оксиды серы и азота, метан (СН 4) и другие углеводороды. Источники этих загрязнений – сжигание природного топлива, выжигание лесов, выбросы промышленных предприятий и выхлопные газы автомобилей (рис. 178).

Кислотные дожди. Рядом с медеплавильными заводами в воздухе высока концентрация диоксидов серы, которые вызывают разрушение хлорофилла, недоразвитие пыльцы, засыхание хвои. Растворяясь в капельках атмосферной влаги, диоксиды серы и азота превращаются в соответствующие кислоты и выпадают на землю вместе с дождем. Почва приобретает кислую реакцию, в ней снижается количество минеральных солей. Попадая на листья, кислотные осадки разрушают защитную восковую пленку, что приводит к развитию заболеваний растений. Особенно чувствительны к изменению кислотности мелкие водные животные и икра, поэтому максимальный вред кислотные дожди причиняют водным экосистемам. В наиболее развитых промышленных районах кислотные дожди разрушают поверхность зданий, портят памятники скульптуры и архитектуры.

Парниковый эффект. Рост концентрации в атмосфере углекислого газа и метана создает так называемый парниковый эффект. Эти газы пропускают солнечный свет, но частично задерживают отраженное тепловое излучение от поверхности Земли. За последние 100 лет относительная концентрация углекислого газа в атмосфере повысилась на 20 %, а метана – на 100 %, что привело к повышению температуры в среднем на планете на 0,5 °С. Если в ближайшие годы концентрация этих газов будет увеличиваться с такой же скоростью, к 2050 г. на Земле потеплеет еще на 2–5 °С. Такое потепление может привести к таянию ледников и повышению уровня Мирового океана почти на 1,5 м, что вызовет затопление многих населенных прибрежных районов.

Рис. 178. Загрязнение воздуха: выбросы промышленных предприятий и выхлопные газы автомобильного транспорта

Смог. Вещества, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, под действием солнечного света вступают в сложные химические реакции, образуя ядовитые соединения. Вместе с капельками воды они образуют ядовитый туман – смог, который вредно действует на организм человека и на растения.

Взвеси твердых частиц и капельки жидкостей (дымки и туманы) значительно снижают количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. В зимние месяцы в крупных городах ультрафиолетовое излучение значительно ослабевает.

Озоновые дыры. На высоте более 20 км над поверхностью Земли находится озоновый слой (О 3), который защищает все живое от избыточного ультрафиолетового излучения. Ультрафиолет определенного волнового диапазона полезен для человека, поскольку вызывает образование витамина D. Однако чрезмерное пребывание на солнце может привести к возникновению рака кожи.

Вещества, которые используют в качестве компонентов аэрозолей и хладагентов в холодильниках, – хлорфторуглеводороды – поднимаются в стратосферу, где под действием солнечного излучения разлагаются с выделением хлора и фтора. Образовавшиеся газы вызывают превращение озона в кислород, разрушая защитную оболочку Земли, возникшую около 2 млрд лет назад.

В 1987 г. впервые было обнаружено, что над Антарктидой, над территорией, равной по площади США, озоновый слой практически полностью исчез. В последующие годы истончение озонового слоя регулярно наблюдалось над Арктикой и некоторыми участками суши.

Загрязнение и перерасход природных вод. Пресная вода составляет менее 1 % от всего мирового запаса воды, и человечество растрачивает и загрязняет это бесценное богатство. Рост населения, улучшение бытовых условий, развитие промышленности и орошаемого земледелия привело к тому, что перерасход воды стал одной из глобальных экологических проблем современности.

Целые реки разбираются на орошение и нужды больших городов, а вдоль их русла и в устье гибнут природные сообщества. Забор воды для города Лос-Анджелес практически уничтожил реку Колорадо. То место, где она когда-то впадала в Калифорнийский залив, стало сухим руслом. Разбор воды рек Средней Азии привел к тому, что фактически перестало существовать Аральское море (рис. 179). Соль с его высохшего дна разносится ветром, вызывая засоление почв на многие сотни километров вокруг.

Рис. 179. Уменьшение акватории Аральского моря. Спутниковая съемка, сделанная летом 2002 г. Красной линией показана граница воды по состоянию на 1960 г.

Веками грунтовые воды вымывали в недрах земли полости, своеобразные подземные водохранилища. Многочисленные родники, питающие реки и озера, – это места выхода грунтовых вод на поверхность. Перерасход грунтовых вод уменьшает количество родников и вызывает постепенное опускание поверхности суши, так называемую просадку грунта. Почва проваливается в образовавшиеся подземные пустоты, и если это происходит внезапно, то приводит к катастрофическим последствиям.

Не менее опасное явление – загрязнение водоемов. С полей и пастбищ в воду попадают органические вещества, минеральные удобрения, отходы животноводства, пестициды и гербициды (рис. 180). Канализационные стоки, которые сбрасывают в моря без предварительной очистки, создают угрозу здоровью людей. Из-за аварий танкеров и трубопроводов в океан ежегодно выливается огромное количество нефти – около 5 млн т. Сбросы промышленных предприятий, поверхностные стоки со свалок часто загрязнены тяжелыми металлами и синтетическими органическими веществами. Соли тяжелых металлов (свинца, ртути, меди, цинка, хрома, кадмия и др.) вызывают у человека отравления с тяжелейшими физиологическими и неврологическими последствиями. Многие искусственные органические соединения настолько напоминают природные, что усваиваются организмом, но, включаясь в обмен веществ , полностью нарушают его нормальное функционирование. В результате возникают заболевания почек, печени, бесплодие и многие другие физиологические расстройства. Особенно опасны ядовитые соединения, которые не разлагаются и, проходя через пищевые цепи, накапливаются в организмах.

Рис. 180. Дефекты конечностей древесных лягушек, развитие которых проходило в прудах штата Пенсильвания (США), вызваны воздействием пестицидов

В начале 1970-х гг. в маленьком рыбачьем поселке Минамата в Японии произошла трагедия. Химическое предприятие сбрасывало отходы, содержащие ртуть, в воду. Ртуть оседала на дно, поглощалась бактериями, а затем, постепенно концентрируясь, проходила по уровням пищевой цепи и накапливалась в рыбе. Еще за несколько лет до выяснения причин трагедии люди стали замечать, что в поселке у кошек часто случались судороги, которые приводили к частичному параличу, а позднее к смерти. Сначала думали, что это какая-то специфическая кошачья болезнь, но вскоре подобные симптомы стали появляться у людей. Появились случаи умственной отсталости, психические расстройства и врожденные дефекты. К тому времени, когда выяснили причину (острое ртутное отравление) и ситуацию взяли под контроль, погибло уже более 50 человек и еще 150 стали инвалидами. Ртуть попадала в организм человека с рыбой. Кошки пострадали первыми, потому что питались в основном только рыбой.

Загрязнение и истощение почвы. Плодородная почва – это один из важнейших ресурсов человечества, обеспечивающий производство продуктов питания. Верхний плодородный слой почвы формируется в течение длительного времени, однако разрушиться может очень быстро. Ежегодно вместе с урожаем из почвы изымается огромное количество минеральных соединений – основных компонентов питания растений. Если не вносить удобрения, в течение 50–100 лет может произойти полное истощение почвы.

Самое разрушительное влияние на почву оказывает эрозия. Распахивание степей, уничтожение лесов, избыточный выпас скота делают почву незащищенной, и верхний слой смывается водой (водная эрозия) или уносится ветром (ветровая эрозия). Унесенная с поверхности земли почва засоряет русла рек, вызывая нарушения структуры водных экосистем. При поливном земледелии избыточное орошение в условиях жаркого климата приводит к засолению почв.

Археологи выяснили, что упадок многих древних цивилизаций был вызван не внешними причинами и не войнами, а медленным экологическим самоубийством – неспособностью сохранять свои земельные и водные ресурсы. Потеря почвенного плодородия привела к упадку некогда процветающую цивилизацию майя в Центральной Америке. Северная Африка, когда-то кормившая всю Римскую империю, сегодня представляет собой в основном пустыню.

В настоящее время вся территория нашей планеты в той или иной степени подвержена антропогенному влиянию. Быстрый рост народонаселения требует постоянного расширения производства. Строительство городов и промышленных предприятий, развитие сельского хозяйства и разработка полезных ископаемых привели к тому, что уже практически 20 % суши полностью преобразованы человеком. Истощаются запасы полезных ископаемых, которые относятся к невозобновляемым природным ресурсам. Загрязнение атмосферы и природных вод, эрозия и истощение почв, разрушение природных экосистем может привести человечество к экологической катастрофе. Именно поэтому все большую актуальность приобретают природоохранные мероприятия, направленные на сохранение биосферы.

Вопросы для повторения и задания

1. Что является причиной и каковы последствия загрязнения атмосферы?

2. Как сказывается хозяйственная деятельность человека на структуре и плодородии почвы?

3. К каким последствиям приводит загрязнение вод Мирового океана?

4. Каково прямое влияние человека на растительный и животный мир Земли?

5. Какое воздействие на биогеоценозы и биосферу в целом оказывает расширение сельскохозяйственного производства?

<<< Назад

Вперед >>>