Глобальные последствия антропогенного воздействия на атмосферу – кислотные осадки, парниковый эффект, нарушение озонового слоя

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

I. ВВЕДЕНИЕ 3

II. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ 5

III. ГЛОБАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ 9

3.1.  Кислотные осадки 9

3.2.  Парниковый эффект 12

3.3.  Нарушение озонового экрана 13

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВВЕДЕНИЕ

 

 

Атмосфера является одним  из необходимых условий возникновения  и существования жизни на Земле. Она участвует в формировании климата на планете, регулирует ее тепловой режим, способствует перераспределению  тепла у поверхности. Часть лучистой энергии Солнца поглощает атмосфера, а остальная энергия, достигая поверхности  Земли, частично уходит в почву, водоемы, а частично отражается в атмосферу. Атмосфера предохраняет Землю от резких колебаний температуры. Благодаря  наличию кислорода атмосфера  участвует в обмене и круговороте  веществ в биосфере. В современном  состоянии атмосфера существует сотни миллионов лет, все живое  приспособлено к строго определенному  ее составу. Газовая оболочка защищает живые организмы от губительных  ультрафиолетовых, рентгеновских и  космических лучей. Атмосфера предохраняет Землю от падения метеоритов. В  атмосфере распределяются и рассеиваются солнечные лучи, что создает равномерное  освещение.

Вопрос о воздействии  человека на атмосферу находится  в центре внимания специалистов и  экологов всего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности - «парниковый эффект», нарушение  озонового слоя, выпадение кислотных  дождей, связаны именно с антропогенным  загрязнением атмосферы.

Охрана атмосферного воздуха - ключевая проблема оздоровления окружающей природной среды.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при  вымывании  аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ на поверхности земли и т. д. Однако в современных условиях возможности природных систем самоочищения атмосферы серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Правовое регулирование  отношений в сфере охраны атмосферного воздуха осуществляется ФЗ от 4 мая 1999 г. N 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха», ФЗ от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», Федеральный закон от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения», Федеральный закон от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», а также рядом подзаконных актов - Положениями о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха, о государственном учете вредного воздействия на атмосферный воздух, о Межведомственной комиссии по охране озонового слоя и др. Российская Федерация является участником нескольких международных соглашений по вопросам охраны атмосферы, например, Международной Венской конвенции об охране озонового слоя, Конвенции ООН об изменении климата, Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой.

Важные положения об охране атмосферного воздуха содержатся в  нормативных актах, регулирующих использование  и охрану земель, лесов, вод, недр и  других природных ресурсов, а также  в уголовном, административном, гражданском  и иных отраслях законодательства.

Объектом правовой охраны является атмосферный воздух, то есть воздух во внешней, открытой среде. Охрана воздуха производственных, административных и иных помещений осуществляется нормами трудового и других отраслей законодательства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

 

 

Атмосфера - это газовая оболочка, окружающая Землю. Наличие атмосферы - одно из главнейших условий жизни на планете.

Основными составляющими газами атмосферы являются - азот и кислород. Современный газовый состав атмосферы находится в динамическом равновесии, которое поддерживается совместной деятельностью автотрофных и гетеротрофных организмов и различными глобальными геохимическими явлениями.

Атмосфера выполняет ряд важных экологических функций:

- за  счет наличия кислорода и озона  обеспечивает возможность жизни  на земле (в среднем в сутки  человек потребляет 12 кг воздуха;  без озонового экрана существование  человека продлится всего 7 секунд);

- регулирует  тепловой режим Земли (без атмосферы  суточные колебания находились  бы в пределе 200 ◦ С);

- формирует  климат и погоду;

- защищает  от падающих метеоритов;

- распределяет  потоки света (воздух разбивает  солнечные лучи на миллионы  мелких лучиков, рассеивает их  и создает равномерное освещение);

- является  проводником звуков (без атмосферы  царила бы тишина);

- влияет  на режим рек и почвенно-растительный  покров;

- принимает  участие в формировании ландшафтов.

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  [2,стр.15-27].

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось  мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет  развитие развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

 В основном существуют три  основных источника загрязнения  атмосферы: промышленность, бытовые  котельные, транспорт. Доля каждого  из этих источников в общем  загрязнении воздуха сильно различается  в зависимости от места. Сейчас  общепризнанно, что

наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

 Источники загрязнений - теплоэлектростанции,  которые вместе с дымом выбрасывают  в воздух сернистый и углекислый  газ; металлургические предприятия,  особенно цветной металлургии,  которые выбрасывают в воздух  оксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

- оксид углерода;

- сернистый ангидрид;

            - сероводород и сероуглерод; 

            - оксилы азота;

            - соединения фтора; 

            -  соединения хлора. 

Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые  компоненты аэрозолей в ряде случаев  особенно опасны для организмов, а  у людей вызывают специфические  заболевания [8, стр.44-49]. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 11 куб.км. 0пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.

Основными источниками искусственных  аэрозольных загрязнений воздуха  являются ТЭС, которые потребляют уголь  высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и 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 асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она 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 переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.

Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы  пылью. К атмосферным загрязнителям  относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенны. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими  атмосферными загрязнителями после  возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных  частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие  скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном  слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над  источниками газопылевой эмиссии  существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под  теплым, что препятствует воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Только во второй половине XX века благодаря развитию экологии и  распространению экологических  знаний среди населения стало  очевидным, что человечество является непременной частью биосферы, что  покорение природы, бесконтрольное использование ее ресурсов и загрязнение  окружающей среды – тупик в  развитии цивилизации и в эволюции самого человека. Поэтому важнейшее  условие развития человечества –  бережное отношение к природе, всесторонняя забота о рациональном использовании  и восстановлении ее ресурсов, сохранении благоприятной окружающей среды.

Многие  не понимают тесной взаимосвязи между хозяйственной  деятельностью людей и состоянием окружающей природной среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ГЛОБАЛЬНЫЕ  ПОСЛЕДСТВИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ  НА АТМОСФЕРУ

 

К важнейшим  экологическим последствиям глобального  загрязнения атмосферы относятся:

1. выпадение кислотных осадков;
2. возможное потепление климата («парниковый эффект»);

2)  нарушение озонового слоя;

 Большинство  ученых в мире рассматривают  их как крупнейшие экологические  проблемы современности.

3.1.  Кислотные  осадки

 

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт  Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».  Кислотные  дожди, содержащие растворы серной и  азотной  кислот,  наносят  значительный  ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и  постройки становятся  их жертвами.

При сжигании любого ископаемого  топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов  содержатся диокиси серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть  меньше  или больше.  Особенно  насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли  и мазут.  Миллионы  тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу,  превращают  выпадающие  дожди в слабый раствор кислот.

Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом  воздуха  при высоких температурах, главным образом в двигателях  внутреннего  сгорания  и котельных  установках. Получение  энергии,  увы,  сопровождается  закислением окружающей среды.

Чистая природная, в частности  дождевая, вода в отсутствие загрязнителей тем не менее, имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6),  поскольку в ней легко растворяется углекислый газ с образованием слабой угольной кислоты. Для определения показателя кислотности используют различные рН-метры, в частности дорогостоящие электронные приборы.  Простым способом  определения характера среды является  применение  индикаторов (фенолфталеин,  метилоранж,  лакмус,  а также естественные красители из красной капусты и черной смородины) -  химических  веществ, окраска которых изменяется   в   зависимости   от   рН   среды.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию, т.е. рН=7. Но даже в самом чистом воздухе  всегда  есть диоксид углерода, и  дождевая вода,  растворяя  его,  чуть  подкисляется  (рН 5,6-5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы  и азота,  дождь становится  заметно  кислым.  Уменьшение  рН  на   одну   единицу   означает увеличение кислотности в 10 раз, на две - в 100 раз и т.д.