Шпаргалка по "Экологии"

В настоящее время загрязнение  окружающей среды достигло такого размера, что необходимо принимать срочные  меры. Существует три основных пути решения природоохранных проблем. Первый заключается в создании очистных сооружений, в применении малосернистого топлива, уничтожении и переработке  мусора, строительстве дымовых труб высотой 200-300 м и более, рекультивации  земель и т.д. Второе направление  преодоления загрязнения окружающей среды состоит в разработке и  применении природоохранительной («чистой») технологии производства, разработке оборотных методов водоснабжения  и т.д. Этот путь имеет особое значение, так как он не просто уменьшает, а  предупреждает загрязнение окружающей среды. Третий путь — это глубоко  продуманное, рациональное размещение «грязных» производств, которые  оказывают неблагоприятное воздействие  на окружающую среду.

 

30 Причины «парникового эффекта»  и последствия 

В настоящее время проблема парникового  эффекта является одним из наиболее глобальных экологических вопросов, стоящих перед человечеством. Суть этого явления состоит в том, что солнечное тепло остается у поверхности нашей планеты  в виде оранжерейных газов. Главной  причиной парникового эффекта является попадание в атмосферу промышленных газов.

Парниковый эффект создают углекислый газ, оксид азота, метан, хлорфторуглероды. Все эти газы - результат деятельности человека.

Сжигание топлива, автомобильные  выбросы, лесные пожары, работа промышленных предприятий и повсеместная индустриализация являются причинами кислотных дождей, загрязнения воздуха, разрушения озонового  слоя и его последствий, потепления климата.

С другой стороны, ряд ученых считает, что парниковый эффект всегда был  присущ Земле. Но в настоящее время  его масштабы приобрели угрожающие размеры вследствие смещения орбиты планеты. Последствий же парникового  эффекта гораздо больше:

- Повышенная испаряемость воды  в океанах.

- Увеличение выделения углекислого  газа, метана, а также закиси азота  в результате промышленной деятельности  человека.

- Быстрое таяние ледников, смена  климатических зон, что приводит  к уменьшению отражающей способности  поверхности Земли, ледников и  водоемов.

- Разложение соединений воды  и метана, которые находятся возле  полюсов.

- Замедление течений, в том  числе и Гольфстрима, что может  вызвать резкое похолодание в  Арктике.

- Нарушение структуры экосистемы, сокращение площади тропических  лесов, исчезновение популяций  многих животных, расширение среды  обитания тропических микроорганизмов.

Использование инновационных подходов к организации производства поможет  снизить накопление газов в атмосфере  и, соответственно, влияние парникового  эффекта.

 

 

 31 Причины Образования кислотных дождей

Основная причина выпадения  кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными.

Присутствие в воздухе  заметных количеств, например, аммиака  или ионов кальция приводит к  выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято  называть кислотными, поскольку они  при попадании на почву или  в водоем меняют их кислотность.

Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — с рН = 2,3, в Китае —  с РН = 2,25.

Подкисление природной среды  отрицательно отражается на состоянии экосистем. В этом случае из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы, например свинец, алюминий и др.

В подкисленной воде увеличивается  растворимость алюминия. В озерах это приводит к заболеванию и  гибели рыб, к замедлению развития фитопланктона  и водорослей. Кислотные дожди  разрушают облицовочные материалы (мрамор, известняки др.), значительно  снижают срок службы железобетонных конструкций.

Таким образом, окисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.

Проблема кислотных  осадков

Развитие промышленности, транспорта, освоение новых источников энергии приводят к тому, что количество промышленных выбросов постоянно увеличивается. Это связано главным образом  с использованием горючих ископаемых на тепловых электростанциях, промышленных предприятиях, в двигателях автомобилей  и в системах отопления жилых  домов.

В результате сжигания ископаемого  топлива в атмосферу Земли  поступают соединения азота, серы, хлора, других элементов. Среди них преобладают  оксиды серы — S0₂ и азота — NO_x (N₂0, N0₂). Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную (H₂SO₄) и азотную (HNO₃) кислоты различной концентрации.

В 1883 г. шведский ученый С. Аррениус ввел в обращение два термина  — «кислота» и «основание». Он назвал кислотами вещества, которые  при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н⁺), а основаниями — вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН^-).

Водные растворы могут  иметь рН (показатель кислотности  воды, или показатель степени концентрации ионов водорода) от 0 до 14. Нейтральные растворы имеют рН 7,0, кислая среда характеризуется значениями рН меньше 7,0, щелочная — больше 7,0 (рис. 3).

В среде с рН 6,0 гибнут такие виды рыб, как лосось, форель, плотва и пресноводные креветки. При  рН 5,5 погибают лонные бактерии, которые  разлагают органические вещества и  листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечные одноклеточные водоросли  и простейшие беспозвоночные, которые  составляют основу пищевой цепи водоема. Когда кислотность достигает  рН 4,5, погибает вся рыба, большинство  лягушек и насекомых, выживают только некоторые виды пресноводных беспозвоночных.

Установлено, что на долю техногенных выбросов, связанных  со сжиганием ископаемого угля, приходится около 60-70 % их общего количества, на долю нефтепродуктов — 20-30 %, на остальные производственные процессы — 10 %. 40 % выбросов NO_x составляют выхлопные газы автомобилей.

Последствия кислотных дождей

Атмосферные осадки, характеризующиеся сильнокислой реакцией (обычно рН<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти изменения можно заметить не только вблизи источника их выделения, но и на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные последствия кислотных дождей: обесцвечивание тканей, коррозию металлических поверхностей, разрушение строительных материалов и гибель растительности.

Специалисты утверждают, что  термин «кислотные дожди» недостаточно точен. Для такого типа загрязнителей  лучше подходит выражение «кислотные осадки». Действительно, загрязняющие вещества могут выпадать не только в виде дождя, но и в виде снега, облаков, тумана («влажные осадки»), в  виде газа и пыли («сухие осадки») в  засушливый период.

Несмотря на то что сигнал тревоги прозвучал больше ста лет назад, индустриальные государства долго игнорировали опасность кислотных осадков. Но вот в 60-е гг. XX в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята учеными-экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.

По состоянию на 1985 г. в  Швеции из-за кислотных дождей серьезно пострадал рыбный промысел в 2500 озерах. В 1750 из 5000 озер Южной Норвегии полностью  исчезла рыба. Исследование водоемов Баварии (Германия) показало, что в  последние годы наблюдается резкое сокращение численности, а в отдельных  случаях — и полное исчезновение рыбы. При изучении 17 озер в осенний  период было установлено, что показатель рН воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель рН составил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, а  в остальных озерах обнаружены только отдельные экземпляры озерной и  радужной форели и гольца.

Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Хотя лесные почвы менее восприимчивы к подкислению, нежели водоемы, произрастающая на них  растительность крайне негативно реагирует  на увеличение кислотности. Кислые осадки в виде аэрозолей обволакивают хвою и листву деревьев, проникают в  крону, стекают по стволу, накапливаются  в почве. Прямой ущерб выражается в химическом ожоге растений, снижении прироста, изменении состава подпологовой растительности.

Кислотные осадки разрушают  здания, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут способствовать просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Разрушительному действию кислотных  осадков подвергаются многие памятники  мировой культуры. Так, за 25 веков  мраморные статуи всемирно известного памятника архитектуры Древней  Греции Акрополя постоянно подвергались воздействию ветровой эрозии и дождей. В последнее время действие кислотных  осадков ускорило этот процесс. Кроме  того, это сопровождается и осаждением на памятниках корки сажи в виде двуокиси серы, выделяемой промышленными  предприятиями. Для соединения отдельных  архитектурных элементов древние  греки использовали небольшие стержни  и скобы из железа, покрытые тонким слоем свинца. Тем самым они  были защищены от ржавчины. Во время  реставрационных работ (1896-1933) были использованы стальные детали без всяких мер предосторожности, и вследствие окисления железа под действием  раствора кислот в мраморных структурах образуются обширные трещины. Ржавчина вызывает увеличение объема, и мрамор раскалывается.

 

32 Причины «парникового эффекта»  и последствия 

В настоящее время проблема парникового эффекта является одним  из наиболее глобальных экологических вопросов, стоящих перед человечеством. Суть этого явления состоит в том, что солнечное тепло остается у поверхности нашей планеты в виде оранжерейных газов. Главной причиной парникового эффектаявляется попадание в атмосферу промышленных газов.

Парниковый эффект создают  углекислый газ, оксид азота, метан, хлорфторуглероды. Все эти газы - результат деятельности человека.

Сжигание топлива, автомобильные выбросы, лесные пожары, работа промышленных предприятий и повсеместная индустриализация являются причинами кислотных дождей, загрязнения воздуха, разрушения озонового слоя и его последствий, потепления климата.

С другой стороны, ряд ученых считает, что парниковый эффект всегда был присущ Земле. Но в настоящее  время его масштабы приобрели  угрожающие размеры вследствие смещения орбиты планеты. Последствий же парникового эффекта гораздо больше.

Повышенная испаряемость воды в океанах.

Увеличение выделения  углекислого газа, метана, а также  закиси азота в результате промышленной деятельности человека.

Быстрое таяние ледников, смена  климатических зон, что приводит к уменьшению отражающей способности  поверхности Земли, ледников и водоемов.

Разложение соединений воды и метана, которые находятся возле  полюсов.

Замедление течений, в  том числе и Гольфстрима, что  может вызвать резкое похолодание  в Арктике.

Нарушение структуры экосистемы, сокращение площади тропических лесов, исчезновение популяций многих животных, расширение среды обитания тропических микроорганизмов.

Использование инновационных  подходов к организации производства поможет снизить накопление газов в атмосфере и, соответственно, влияние парникового эффекта.

 

33 Причины истощения озонового  слоя и последствия

Каковы причины разрушения озонового слоя?

Разрушению озонового  слоя могут способствовать антропогенные  и природные факторы (последние  вносят лишь небольшой вклад, как  правило, косвенный).

• Антропогенными факторами являются, в первую очередь, выбросы ХФУ, бромфторуглеродов (БФУ) и хлорфторуглеводородов. Эти вещества активно используются, например, в производстве хладагентов для холодильных установок и кондиционеров, в качестве аэрозольных вытеснителей, пенообразователей и чистящих средств, а также в огнетушителях. Другими источниками веществ, способствующих разрушению озонового слоя, являются выхлопы двигателей самолетов, содержащие оксиды азота (NO_x), водяной пар, не полностью сгоревшие углеводороды, угарный газ (CO), углекислый газ (CO₂) и двуокись серы (SO₂).

• Природные источники включают: крупные пожары и определенные морские биотопы (поставляющие определенные хлорсодержащие соединения, устойчиво переносящие "путешествие" к стратосфере); крупные извержения вулканов, косвенно влияющие на истощение озона (в процессе извержения выбрасывается большое количество мелких твердых частиц и аэрозолей, которые повышают эффективность разрушительного воздействия хлора на озон). Однако аэрозоли способствуют разрушению озонового слоя только тогда, когда в нем присутствуют хлорфторуглероды.

Каковы последствия разрушения озонового слоя?

Разрушение озонового  слоя приводит к проникновению чрезмерного  количества ультрафиолета-В к поверхности  земли, что может иметь следующие  последствия:

• у человека ультрафиолет-В может быть причиной рака кожи, катаракты глаз, солнечных ожогов, конъюнктивита, старения кожи, нарушений иммунной системы;

• в водных экосистемах ультрафиолет-В тормозит развитие фитопланктона (являющегося основой пищевых цепей в океане) и вызывает нарушения на ранних стадиях развития у рыб, креветок, крабов, земноводных и других морских животных;