Что вызывает искусственный подогрев планеты
Перейти к содержимому

Что вызывает искусственный подогрев планеты

  • автор:

 

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Искусственный подогрев планеты связан с энергией, расходуемой человеком в различных сферах его деятельности. Теплота, выделяемая в результате человеческой деятельности, составляет всего 0 02 % энергии, получаемой от Солнца, но и она, по мнению некоторых исследователей, вызвала повышение температуры на 0 1 С. Если расход энергии будет расти теми же темпами ( он удваивается каждые 10 — 12 лет), то через 50 — 60 лет температура в приземном слое атмосферы заметно повысится.  [46]

Объем септической камеры зависит от температуры брожения осадка, которая в свою очередь зависит от температуры протекающих по осадочным желобам сточных вод. Чем выше эта температура, тем интенсивнее происходит процесс брожения и тем меньше требуемый объем септических камер. Искусственный подогрев осадка в септической камере двухъярусных отстойников нецелесообразен, так как в этом случае пришлось бы подогревать все количество сточных вод, пропускаемое отстойником.  [48]

Приток воздуха в помещение котельной при естественной вентиляции осуществляется через жалюзийные решетки таким образом, чтобы воздух поступал за котлы или в другие места, которые удалены от рабочих мест. При отсутствии искусственного подогрева поступающего в котельную воздуха он должен прогреваться до поступления в рабочую зону, в которой находится обслуживающий.  [49]

Метантенк представляет собой закрытый резервуар, предназначенный для анаэробной переработки осадков, а также избыточного ила аэротенков. Интенсификация распада органической части осадка достигается здесь искусственным подогревом и перемешиванием осадка.  [51]

1. Какие изменения в природе называют антропогенными и почему? Какие вы знаете формы воздействия человека на биосферу?
2. Назовите виды чрезвычайных ситуаций экологического характера.
3. Назовите источники загрязнения окружающей среды и дайте им характеристику.
4. Какие природные факторы влияют на загрязнение окружающей среды?
5. Какие функции выполняет воздух? Какие искусственные и естественные факторы загрязнения воздушной среды вы знаете? Что представляет собой воздух? Назовите основ- ной источник загрязнения атмосферы в крупных городах.
6. Какое влияние на изменение климата оказывает хозяйственная деятельность человека?
7. Какие газы относят к парниковым? В чем заключается «парниковый эффект»?
8. Что вызывает искусственный подогрев планеты?
9. Как влияет мелкодисперсная пыль на изменение теплового баланса в атмосфере?
10. Какое значение имеет озон для биологической жизни на Земле?

На этот вопрос еще никто не ответил. Напишите свой ответ или воспользуйтесь поиском:

Что такое глобальное потепление: как жарко может стать на Земле?

В далеком прошлом Земля была намного жарче, чем сегодня, а значит глобальное потепление может серьезно накалить планету. В последнее время на ней и так становится все теплее. В ноябре 2015 года британцы получили самые жаркие ноябрьские деньки из всех, что были в Великобритании с начала ведения записей. Вскоре после этого последовали новости от Всемирной метеорологической организации: 2015 год, вероятнее всего, станет самым жарким годом с начала ведения записей.

Глобальное потепление

Мировые температуры стали на 1 градус по Цельсию выше доиндустриального уровня. Это половина от политически согласованного верхнего предела в 2 градуса, который был установлен мировыми лидерами в 2009 году. Все идет к тому, что температура мира будет становиться все выше и выше. Насколько жаркой может стать Земля? Существует ли какой-нибудь предел потепления, к которому могут привести действия людей?

Изменения климата Земля переживала и раньше. Планета прошла через бесчисленное количество температурных колебаний за свою 4,6-миллиардолетнюю историю, от «земли-снежка» до палящей тропической жары. И несмотря на все эти изменения, Земля всегда возвращается примерно в тот же диапазон температур. Потому что у нее есть механизмы для управления собственной температурой.

Один из них — парниковый эффект. Парниковые газы в воздухе, в основном диоксид углерода, метан и водяной пар, улавливают излучение Солнца и действуют как тепловое одеяло вокруг планеты. Без парникового эффекта средняя температура на Земле составляла бы -18 градусов по Цельсию, и планета была бы покрыта льдом. Известная нам жизнь вряд ли смогла бы выжить. Парниковый эффект, безусловно, хорошая вещь, но, как и со всеми хорошими вещами, его может быть чересчур много.

Люди были здесь относительно недолго, но успели стать самым важным фактором изменения климата на планете. Сжигая ископаемое топливо и вырубая деревья, мы выпускаем все больше и больше углекислого газа в атмосферу, и это приводит к росту температуры.

В период между 2000 и 2010 годом наши темпы выбросов умножились в четыре раза по сравнению с предыдущим десятилетием, и пока нет никаких признаков, что эта тенденция повернется вспять. Вопрос в том, как сильно эти парниковые газы нагреют планету в ближайшие десять и сто лет?

Чтобы спрогнозировать состояние планеты в будущем, ученые строят компьютерные модели, имитирующие то, что произойдет с климатом Земли. Эти модели очень сложные, но в большей степени полагаются на базовую физику, вроде поведения воздуха и воды. Совмещая техногенные и природные изменения, эти модели могут оценить, как изменится климат при выбросе определенного количества парниковых газов.

Эти прогнозы были оформлены в доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, IPCC) в последний раз в 2013-2014 годах. Из них следует, что если наши выбросы парниковых газов будут увеличиваться в таком же темпе, как за последние 50 лет, к концу века мир будет как минимум на 4 градуса по Цельсию теплее, чем был до промышленной революции.

Но к концу столетия потепление не прекратится.

Согласно моделям, мы достигнем уровня на 7 градусов выше доиндустриального к 2200 году, но при условии, что мы прекратим выпускать парниковые газы, температура стабилизируется. Но учитывая сложность земного климата (а это комплексная система), в этом никто не может быть уверен. По мере потепления климата, некоторые процессы могут запустить еще большее потепление.

К примеру, в более теплом мире снег и лед растают, обнажив темную землю, которая будет поглощать солнечное тепло, а не отражать его. С поверхности будет испаряться больше воды, и этот дополнительный парниковый газ в виде водяного пара будет удерживать еще больше тепла.

Океаны замедляют изменение климата, поскольку в них растворятся углекислый газ из воздуха. Но более теплые океаны смогут удержать меньше углекислого газа, а значит он будет больше оставаться в атмосфере.

Эти последствия относительно хорошо понятны, но другие сложнее отследить: к примеру, как изменение облачного покрова повлияет на климат или что будет, когда взлетит метан, замкнутый в вечной мерзлоте на полюсах. Климатические модели могут делать прогнозы лишь на основе того, что нам известно, поэтому если температуры поднимутся выше ожиданий людей, их прогнозы будут менее надежны.

Таким образом, вместо того чтобы пытаться предсказать, как будет меняться климат, мы можем применить другой подход: взглянуть, что происходило в прошлом.

Примерно 55 миллионов лет назад Земля пережила одно из самых быстрых повышений температуры в своей истории.

Во время «палеоцен-эоценового теплового максимума» средняя температура на поверхности моря доходила до 10 градусов по Цельсию, по сравнению с -2 сегодня. То были времена, когда пальмовые деревья росли далеко на севере от полярного круга, а на полюсах совершенно не было льда. Некоторые виды процветали в изнуряющей жаре, другие же были уничтожены.

Очевидно, основным двигателем были парниковые газы. Огромное количество метана вышло из морского дна в атмосферу планеты, усугубив парниковый эффект. Правда, не совсем понятно, как это произошло. Выдвигались варианты с вулканическими извержениями или столкновением кометы, но, скорее всего, Земля уже постепенно нагревалась по другой причине. Достигнув определенной температуры, хранилища метана под морским дном стали нестабильными.

Этот период демонстрирует очевидные параллели с современным миром. В частности, импульс парниковых газов, который запустил потепление, тогда был примерно эквивалентен тому, что могли бы выпустить люди, если бы сожгли все извлекаемого ископаемое топливо. Эти газы нагрели бы планеты минимум на 5, а может, и на 8 градусов за пару тысяч лет.

Это предел или же планета может быть еще жарче, чем во время ПЭТМ?

Существует теоретический механизм, который может серьезно перегреть Землю: нарастающий парниковый эффект.

Мы уже видели, что нагрев планеты выпускает больше парниковых газов, вызывая еще большее потепление. В теории, этот самоподпитывающийся механизм может стать неостановимым, нагрев планету на сотни градусов.

На Земле такого никогда не было: а если бы было, то не было бы нас. Но ученые считают, что это произошло с ближайшей к нам планетой Венерой 3-4 миллиарда лет назад.

Венера ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому начинала с температуры повыше. Температура на ее поверхности поднялась настолько, что вся жидкая вода испарилась в воздух. Этот водяной пар уловил еще больше тепла, а отсутствие воды на поверхности означало, что негде было удерживать диоксид углерода.

Это привело к экстремальным парниковым условиям. В конце концов все пары воды были потеряны в космосе, и Венера осталась с атмосферой, на 96% состоящей из диоксида углерода. Теперь на этой планете средняя температура 462 градуса. Это достаточно горячо, чтобы расплавить свинец; Венера является самой горячей планетой в Солнечной системе, обходя по этому параметру даже Меркурий, который ближе к Солнцу и буквально «отполирован» его жестоким воздействием.

Все идет к тому, что Землю может постичь подобная катастрофа через пару миллиардов лет.

По мере старения Солнца, оно медленно выжигает свое топливо и становится красным гигантом. Однажды оно станет таким ярким, что Земля уже не сможет рассеивать лишнее тепло в космос. Поверхностная температура планеты вырастет, вскипятит океаны и запустит парниковый эффект, который положит конец любой известной жизни и превратит Землю в выпечку под толстым саваном двуокиси углерода.

Впрочем, это произойдет не скоро, поэтому эта проблема не первостепенная. Вопрос в том, сможем ли мы самостоятельно запустить нарастающий парниковый эффект?

В 2013 году было опубликовано исследование, которое показало, что это возможно, если мы высвободим поистине ошеломляющее количество углекислого газа. Сейчас этого газа в воздухе 400 частей на миллион (до промышленной революции было 280 чнм). Чтобы запустить нарастающий парниковый эффект, нам придется поднять этот показатель до 30 000 чнм.

Мы могли бы в 10 раз увеличить объем углекислого газа, если бы сожгли все известное ископаемое топливо. Существуют и другие источники парниковых газов, вроде метана на дне морском, который убежал во время ПЭТМ, так что исключать этот вариант не стоит. Но кажется очень маловероятным, что мы волей или неволей превратим планету в Венеру.

Также это не означает, что подогрев планеты будет безопасным для нас. Подъем температуры даже на пару градусов вызовет нежелательные эффекты. Отдельные части планеты и без того слишком жаркие, чтобы люди могли там жить.

В самом горячем месте на Земле сегодня, вроде калифорнийской Долины Смерти, температура может превышать 50 градусов по Цельсию. Такая жара опасна, но при должных мерах с ней можно жить. Потому что воздух сухой и мы можем остужать себя за счет пота.

Если воздух будет одновременно горячим и влажным, как в тропических джунглях, с температурой будет сложнее справиться. Влажность воздуха означает, что пар медленнее испаряется, а значит сложнее остыть.

Лучший способ оценить сочетание тепла и влажности — измерить «температуру по влажному термометру». Это температура, которую покажет термометр, если обернуть его во влажную ткань и направить на него поток воздуха из вентилятора. Если вы потеете, это самая низкая температура, до которой вы могли бы охладить свою кожу.

Люди должны поддерживать температуру тела в 37 градусов. Чтобы убедиться, что мы всегда можем остыть, поддерживаем температуру кожи близкой к 35 градусам. Это означает, что температура влажного термометра в 35 градусов или выше, если бы ее поддерживали дольше, чем пару часов, была бы фатальной. Даже если бы мы могли ее пережить, нам пришлось бы сидеть неподвижно.

Даже в самых жарких тропических лесах максимальная зарегистрированная температура по влажному термометру никогда не превышала 31 градус. Это потому что жаркий и влажный воздух нестабилен. Он поднимается, а его место занимает воздух похолоднее, что становится причиной тропических ливней.

Но это может измениться.

Воздух может подниматься, только если воздух вокруг него холоднее и плотнее. Поэтому если изменение климата нагреет тропики, этот воздух будет еще жарче и влажнее, прежде чем начнет подниматься. Исследование, опубликованное в 2010 году, показало, что с каждым повышением средней глобальной температуры на 1 градус максимальная температура влажного термометра будет подниматься на 0,75 градуса.

Это, в свою очередь, приводит к пугающим выводам. Подъем глобальной температуры на 7 градусов, с которым мы можем столкнуться уже к 2200 году, превратит некоторые части земного шара в совершенно непригодные для жизни людей. Повышение же на 12 градусов сделает половину Земли необитаемой.

Конечно, мы могли бы попытаться адаптироваться, устанавливая множество оборудования для кондиционирования воздуха. Но, помимо дороговизны этой затеи, это также заточит людей в тюрьме внутри зданий на дни или недели.

Даже если не доводить все до крайности, согласно текущей тенденции Земля станет на 4 градуса теплее к концу этого века, чем была до промышленной революции, и на 3 градуса теплее, чем сейчас. Это не убьет нас непосредственно и не сделает части планеты необитаемыми, но все равно создаст огромное потрясение.

20 000 лет назад Земля была на 4 градуса холоднее, чем сейчас. Этот период известен как «последний ледниковый максимум». Льды покрывали большую часть Канады и северной Европы, включая все Британские острова.

С тех пор Земля нагрелась на 4 градуса. Этого было достаточно, чтобы счистить льды с Европы и Северной Америки. Таяние льда привело к повышению уровня моря на десятки метров и утопило много мелких островов. Когда вы это понимаете, нетрудно представить, к чему могло бы привести очередное потепление на 4 градуса.

Текст книги "Основы безопасности жизнедеятельности. 8 класс"

Жизнь на Земле развивается по строгим законам природы. Биологические виды (в том числе и человек) могут существовать и нормально развиваться только в определенных условиях, к которым они адаптировались в результате тысячелетий эволюции. Чтобы существовать, человеческое общество вынуждено вступать в определенные отношения с природой, обусловленные его трудовой деятельностью, т. е. заниматься природопользованием.

Нарушение законов природопользования может иметь опасные и даже трагические последствия для живущего и будущих поколений людей. Чтобы этого не произошло, их необходимо знать, как природа взаимодействует с человеческим обществом. Этим занимается новая наука – экология. Она изучает закономерности взаимодействия человека (общества) и окружающей среды, а также разрабатывает практические меры по охране среды обитания человека.

Экологическая ситуация в нашей стране, да и во многих других странах земного шара в последние годы резко обострилась из-за существенных антропогенных изменений в природе. А эти изменения состояния суши (почвы, недр, ландшафта), атмосферы (воздушной среды), гидросферы (водной среды) могут приводить и иногда уже приводят к чрезвычайным ситуациям экологического характера (см. схему).

Виды чрезвычайных ситуаций экологического характера

Антропогенные изменения в природе – изменения, происходящие в природе в результате хозяйственной деятельности человека или непосредственного общения людей с окружающей природной средой.

Все антропогенные изменения в природе можно разделить на две категории:

преднамеренные преобразования – освоение земель под сельскохозяйственные угодья, сооружение водохранилищ, строительство городов, промышленных предприятий, осушение болот и т. п.;

попутные изменения – изменения газового состава атмосферы, загрязнение окружающей среды, образование фотохимических туманов (смогов), ускорение коррозии металлов.

Воздействие человека сказывается, по существу, на всех ресурсах и компонентах биосферы (почвенном покрове, гидросфере, атмосфере, животном и растительном мире, литосфере). Даже труднодоступные районы земного шара – Арктика, Антарктика, высокогорья, глубины океанов, околоземное пространство – оказались в той или иной мере затронутыми хозяйственной деятельностью человека.

Можно выделить четыре главные формы воздействия человека на биосферу:

• изменение структуры земной поверхности (распашка целинных земель, вырубка лесов, осушение болот, создание искусственных водоемов и другие изменения поверхностных вод);

• изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящих в нее веществ (добыча ископаемых, создание отвалов выработанных пород, выбросы различных веществ в атмосферу и гидросферу, изменение влагооборота);

• изменение энергетического, в частности теплового, баланса регионов и планеты в целом;

• изменения, вносимые в биологическое разнообразие мира (истребление некоторых организмов, создание новых пород животных и растений, перемещение организмов в новые места).

Антропогенные факторы, которые оказывают нежелательное воздействие и на самого человека, и на окружающую его природную среду, называют загрязняющими. Их подразделяют на механические, физические (энергетические), химические и биологические (схема 15).

Схема 15. Классификация источников загрязнения окружающей среды

Основной урон окружающей нас природной среде наносят выбросы вредных веществ в атмосферу, сброс сточных вод и накопление твердых отходов.

Чаще всего загрязнения окружающей среды бывают токсичными.

Токсичность (ядовитость) – это способность некоторых химических элементов и соединений оказывать вредное воздействие на организм. Количественная характеристика токсичности – токсодоза.

В токсикологии приняты следующие основные категории доз и концентраций:

• максимально допустимые – переносимые организмом без вреда для себя даже при длительном воздействии вредного вещества;

• минимально действующие – вызывающие легкие симптомы поражения;

 

• смертельные – вызывающие летальный исход с вероятностью 90 %.

Абсолютно недопустимо использование особо токсических веществ, так как это может привести к невосполнимым потерям в живой природе. По этому поводу можно привести яркий, поучительный пример.

В 50-х гг. нашего столетия был создан химический препарат ДДТ для уничтожения сельскохозяйственных вредителей (насекомых). Результаты превзошли самые смелые ожидания. Повысился урожай зерна и другой сельскохозяйственной продукции. ДДТ стали использовать во всех странах и в большом количестве, не задумываясь об отдаленных последствиях. И они наступили через несколько лет. Первыми удивление и тревогу высказали ученые, которые проводили испытания на Южном полюсе Земли. Этот препарат они обнаружили в воде, снеге и в китовом жире. Как он попал туда, догадаться не трудно. Глобальные процессы в атмосфере, перемещение огромных воздушных масс на значительные расстояния – в этом причина загрязнения.

Самый большой источник загрязнения окружающей среды – промышленность. Однако и природные процессы, катаклизмы, явления вносят ощутимую лепту в загрязнение природы. Здесь нужно упомянуть извержения вулканов, активность которых в последнее время заметно усилилась. В атмосферу Земли и на ее поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. В воздух, в воду и на почву попадают хлористый, фтористый и сернистый водород, окись и двуокись углерода и многое другое. Их количество бывает настолько велико, что порой возникает опасность экологической катастрофы. Происходит загрязнение (или заражение) воздуха, воды, почвы, гибнет животный и растительный мир (см. схему 16).

Схема 16. Классификация загрязнений по воздействию на компоненты окружающей среды

Среда обитания становится непригодной для жизни человека.

Уместно сказать, что загрязнение происходит буквально в считанные минуты или часы, а на восстановление и очищение природы требуются годы, даже десятилетия.

Экологические последствия хозяйственной деятельности человека необычайно разнообразны и уже породили много серьезных экологических проблем (схема 17).

Схема 17. Экологические последствия хозяйственной деятельности человека

Один из основных показателей благополучия общества, в том числе и экологического, – состояние здоровья населения. В 1994 г. средняя продолжительность жизни у мужчин в нашей стране уменьшилась до 57 лет (в промышленно развитых странах она на 15–20 лет больше). В России ослабленных и больных людей примерно в 1,5 раза больше, чем здоровых, каждый девятый ребенок рождается с дефектами, каждый девятый житель – инвалид. Из всех выпускников школ только четверть здоровы. С 1992 г. уменьшается численность населения (количество умерших превышает численность новорожденных).

В зонах острой экологической ситуации находятся 15 % наиболее густонаселенной территории России. Более 50 млн городских жителей проживают в условиях, когда уровень загрязнения воздуха многократно превышает допустимые нормы. Около 50 % питьевых источников сегодня не отвечают установленным требованиям. Более 75 % огромной, все нарастающей массы отходов имеют ту или иную степень токсичности. Примерно 40 % жителей крупных промышленных городов проживают в условиях акустического дискомфорта.

К людям пришло понимание того, что воздух, вода и почва Земли – единый, целостный организм. Изменения в одной из составляющих приводят к изменению в других средах. Процессы эти взаимосвязаны и взаимозависимы.

Рассмотрим состояние каждого элемента среды обитания человека.

6.2. Изменение состава атмосферы (воздушной среды)

Атмосфера – важный элемент окружающей среды для всех биологических форм жизни на Земле. Воздух – это та среда, с которой человек сталкивается с первых минут жизни.

По отношению к человеку воздух выполняет множество разнообразных функций: содержит необходимый для его жизни кислород; растворяет в себе все газообразные продукты обмена и жизнедеятельности человека, в том числе и в сфере производства; воздействует на процессы терморегуляции организма с внешней средой.

Ясная, безоблачная погода обеспечивает человеку большое количество и хорошее качество солнечной радиации, часто определяя его поведение в эти дни. Солнечная энергия способствовала зарождению жизни на Земле, но вместе с тем она может быть и губительной для растительного и животного мира. Ультрафиолетовое излучение при длительном воздействии убивает все живое. Солнце может высушивать реки, озера и другие водоемы, превращая некогда плодородные земли в пустыню. Однако постоянная облачность, проливные дожди, снег и ветер, формирующиеся в атмосфере Земли, тоже негативно отражаются на живой природе.

Изменения состава и свойств воздушной среды часто неблагоприятно воздействуют на здоровье человека. Вспомним о разнообразных химических веществах, загрязняющих атмосферу, и о большом числе микроорганизмов, многие из которых, попадая в организм человека, вызывают инфекционные заболевания (грипп, дифтерию, скарлатину, корь и др.), передающиеся от человека к человеку по воздуху.

Изменение климата и прозрачности атмосферы. Атмосфера Земли – важный фактор климатообразования (под климатом, как вы знаете, принято понимать многолетний режим погоды, присущий той или иной местности в соответствии с ее географическими условиями).

Хозяйственная деятельность человека влияет на различные компоненты климата, которые, в свою очередь, в большей или меньшей степени влияют на состояние человека и окружающей среды.

Так, полезащитное лесоразведение способствует уменьшению скорости ветра, сокращению испарения, задержанию снега, а это увеличивает влажность нижних слоев атмосферы и почвы. При осушении болот уменьшается влажность и повышается температура в окружающей среде. Водохранилища, наоборот, увеличивают количество воды в грунте и водяного пара в тропосфере, которые аккумулируют тепло, уменьшают годовую и суточную амплитуду температуры. Такое же влияние оказывает искусственное орошение.

В последние десятилетия серьезное опасение вызывает проблема потепления климата, причиной которого стал так называемый парниковый эффект.

Парниковый эффект обусловлен увеличением содержания в приземном слое атмосферы диоксида углерода (углекислого газа), метана, озона и фторхлоруглеводородных соединений технического происхождения. Все эти газы называют парниковыми. Они препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Смесь пыли и газов действует как полиэтиленовая пленка над парником: хорошо пропускает солнечный свет, идущий к поверхности Земли, но задерживает рассеиваемое Землей тепло.

Искусственный подогрев планеты связан не только с парниковым эффектом, но и с энергией, расходуемой человеком в различных сферах его деятельности. Теплота, выделяемая в результате его хозяйственной деятельности, составляет 0,02 % энергии, получаемой Землей от Солнца. Но она, по мнению ученых, уже вызвала повышение температуры окружающей среды в среднем на 0,1 °C. Если потребление энергии будет расти такими же темпами, как сейчас, через 60 лет температура в приземном слое атмосферы может заметно повыситься.

Еще один важный фактор, влияющий на процесс изменения теплового баланса в атмосфере, – изменения, происходящие в стратосфере. На высоте 15–20 км существует слой аэрозолей, который называется стратосферным слоем. Иногда вследствие природных процессов этот слой усиливается (например, при извержении вулканов выбросы из их кратеров достигают высоты 20 км). Более плотный слой аэрозоля сильнее отражает солнечный свет, что ведет к понижению температуры в нижних слоях атмосферы.

В качестве реальных мер по борьбе с изменением климата необходимо рассматривать в первую очередь повышение эффективности использования горючего, разработку и внедрение солнечных и других бестопливных источников энергии, прекращение сведения лесов, особенно тропических, организацию и поддержку мер по расширению лесонасаждений.

Разрушение озонового экрана. Огромное значение для жизни на Земле имеет ультрафиолетовое излучение. Если бы ультрафиолетовое излучение солнечной энергии не ослаблялось атмосферой, оно было бы губительно для всего живого.

Химический состав воздуха в местах, отдаленных от промышленных центров, более или менее постоянен. Он представляет собой механическую смесь газов: 78,09 % азота, 20,95 % кислорода, 0,03 % диоксида углерода. Остальные газы составляют очень незначительную величину, не более 1 %. Это водород, гелий, аргон, неон, криптон, ксенон, озон и, конечно, водяные пары.

Об озоне необходимо сказать отдельно. Слово «озон» произошло от греческого ozon – «пахнущий». Это бесцветный газ, который является сильным окислителем. Используют его для обеззараживания воды и воздуха.

Озоновый слой атмосферы предохраняет все живое на Земле от действия ультрафиолетового излучения Солнца.

Хозяйственная деятельность человека привела к появлению факторов, разрушающих озоновый слой Земли. В нем были обнаружены оксиды азота, источниками которых являются реактивная авиация, космические ракеты, азотистые удобрения, применяемые в сельском хозяйстве.

Наибольшую опасность для озонового слоя (экрана) представляет поступление в атмосферу хлорсодержащих веществ. К ним относятся в первую очередь хлорфторуглероды, так называемые фреоны. Их применяют в холодильниках, кондиционерах, тепловых насосах как хладагенты; в производстве пористых пластмасс; для очистки компьютерных микросхем; как носители в аэрозольных баллонах и стерилизующие растворы в медицине.

Почему же фреоны опасны для окружающей среды? Дело в том, что некоторые из них разрушают озоновый слой Земли и приводят к образованию в атмосфере так называемых озоновых дыр. Если их количество и размеры будут увеличиваться, то это неизбежно приведет к гибели многих живых организмов.

Слова «озоновая дыра» звучат сегодня как сигнал общепланетарной тревоги. Гипотеза о связи хлорфторуглеродов с процессом разрушения озонового экрана появилась в 1970 г. В США и некоторых других странах запретили их производство и использование, в остальных же странах выпуск продукции с содержанием фреонов продолжал расти. Осенью 1985 г. при проведении спутниковых наблюдений была обнаружена «озоновая дыра» над Южным полюсом, площадь которой равнялась примерно территории США.

В 1989 г. ученые обнаружили «озоновую дыру» и над Арктикой. В связи с этим была принята международная Конвенция об охране озонового слоя Земли. Суть конвенции заключается в том, что правительства многих стран договорились сократить производство и потребление фреоносодержащих веществ. Россия является участником этой конвенции.

Кислотные осадки. Кислотными называют любые осадки (дожди, туманы, снег), кислотность которых выше нормальной.

В настоящее время считают, что кислотные осадки на 2/3 обусловлены выбросами диоксида серы и на 1/3 – выбросами оксидов азота. Диоксид серы поступает в основном (примерно 88 %) от тепловых электростанций и промышленных энергетических объектов, оставшиеся 12 % образуются при производстве серной кислоты, переработке сульфидных руд. Оксиды азота поступают в атмосферу от тепловых электростанций и промышленных энергетических объектов (51 %) и с выхлопными газами автомобилей (44 %); на остальные источники приходится всего около 5 %.

Попадая в атмосферу, эти газы взаимодействуют с влагой, образуя кислоты. Особенно опасны выбросы диоксида серы, который растворяется в каплях атмосферной влаги, образуя раствор серной кислоты.

Дальность переноса диоксида серы обычно 300–400 км. Но ее обнаруживают и в осадках, выпадающих даже на удалении 1000–1500 км от источников выброса.

Кислотные осадки стали серьезной угрозой для существования лесов. В Германии под угрозой гибели находится не менее 20 % лесов. В России площадь существенного закисления от дождей и снега достигла 46 млн га.

Кислотные осадки увеличивают кислотность почв, вредно влияют на состояние озер, рек и других водоемов. Они служат причиной гибели лесов, в первую очередь елово-пихтовых и дубовых, и разрушения плодородного слоя почвы.

Очень опасным становится подкисление океанических мелководий, ведущее к невозможности размножения многих морских беспозвоночных животных. Это грозит разрывом пищевых цепей и нарушением экологического равновесия в Мировом океане.

Ученые подсчитали, что сокращение кислотных осадков на 50 % позволило бы приостановить дальнейшее подкисление окружающей среды. Поскольку большую часть кислых газов выбрасывают в атмосферу энергетические установки, необходимо сосредоточить внимание на экономии энергии, переходе с угля на другие виды топлива, содержащие меньше серы, на разработке и внедрении эффективных систем очистки газовых выбросов.

Выбросы вредных веществ. Широкое развитие химической промышленности, увеличение объемов авиационных и автомобильных перевозок, выбросов в атмосферу неочищенных газов тепловыми электростанциями, металлургическими предприятиями, небрежное обращение с огнем в лесах, приводящее к возникновению лесных пожаров, наносят непоправимый урон среде обитания человека.

Выбросы вредных веществ чаще всего происходят в процессе горения. Основные компоненты выбросов на сегодня – твердые взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, оксид азота и углеводороды. На них приходится около 98 % всех выбросов в атмосферу.

В последние годы в крупных городах России серьезными источниками загрязнения атмосферы стали автомобильный транспорт, химические, нефтеперерабатывающие и металлургические предприятия.

Для улучшения экологической обстановки в таких городах целесообразно вывести некоторые вредные производства за их границы, установить на предприятиях оборудование по очистке выбросов, а автомобили обеспечить эффективными нейтрализаторами отработанных газов. Очень важно расширять экологическое образование и просвещение населения, так как примеров экологической безграмотности очень много. Приведем только один.

Часто вдоль дорог (даже вдоль многополосных трасс федерального значения) люди устраивают свои огороды, где выращивают различные овощи, фрукты, ягоды. Выхлопы автомобилей осаждаются на расстоянии 800–900 м по обеим сторонам дорог. Исследования показывают, что на земле и в растительности на этом расстоянии содержание вредных для здоровья человека веществ превышает все гигиенические нормы. Можно ли употреблять такую растительность в пищу? Конечно, нельзя. Однако садоводческая деятельность в этих местах не уменьшается, а напротив, увеличивается. Люди по незнанию сами сокращают себе жизнь и наносят ущерб здоровью.

Наиболее подвержена влиянию вредных компонентов атмосферного воздуха дыхательная система. Значительный ущерб наносится также сердечно-сосудистой и иммунной системам организма.

Любая деятельность человека, связанная с возможным загрязнением воздушной среды, должна соответствовать гигиеническим нормативам безопасного труда и быть строго регламентирована. Любые выбросы в атмосферу должны осуществляться только через системы очистки. Для этого необходимо наладить постоянный гигиенический контроль, так называемый мониторинг атмосферы.

6.3. Изменение состояния гидросферы (водной среды)

Вода занимает особое место в жизни всех живых существ на Земле. Без нее жизнь невозможна. Она входит в состав любого организма, от одноклеточного до высокоорганизованного. Тело взрослого человека примерно на 65 % состоит из воды, а кровь и лимфа – более чем на 90 %.

Вода в организме любого биологического существа выполняет очень много функций: в ней растворяются химические вещества, получаемые из пищи; в воде проходят все известные биологические реакции; испаряясь через легкие и кожу, она регулирует тепловой режим; с водой выводятся вредные вещества. Без воды невозможно приготовить пищу, ее используют для водных процедур и уборки территории и помещений. Без воды невозможна производственная и сельскохозяйственная деятельность.

Известны три агрегатных состояния воды: жидкое, твердое и газообразное. Особое значение для жизнедеятельности человека имеет жидкая форма воды. Абсолютно чистая в химическом отношении вода (т. е. без каких-либо примесей химических веществ и взвешенных частиц) в природе не встречается. Проходя через атмосферу, вода и снег поглощают из нее химические вещества, пылевые частицы и микроорганизмы. Оседая на поверхности Земли, вода стекает в различные водоемы: реки, озера, моря. На своем пути она дополнительно вбирает в себя различные вещества. Получается своеобразный химический раствор, состав которого очень сложен.

Для человека важны физико-химические качества воды: мутность, цветность (окраска), запах и вкус. Они определяют ее органолептические свойства (от слова «орган» и греческого leptikos – выбирающий), т. е. свойства, которые выявляются и оцениваются при помощи органов чувств.

Доброкачественная питьевая вода должна отвечать всем требованиям органолептики. Она должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха, иметь приятный вкус и не содержать микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания. Наиболее благоприятная температура питьевой воды 7—12 °C.

Водой покрыто более 71 % всей поверхности Земли. Однако бо́льшая ее часть сосредоточена в океанах и морях, содержит значительное количество минеральных солей и других веществ и без соответствующей очистки мало пригодна для использования в производстве, сельском хозяйстве и в быту.

Пресная вода – это вода рек и озер. Ее не так много, и распределена она неравномерно: есть территории, где воды достаточно, а в некоторых местностях ее не хватает. В России особого недостатка воды нет, однако это не означает, что ее можно использовать бесконтрольно: естественные запасы воды не безграничны.

Главные потребители пресной воды – население, промышленность и сельское хозяйство.

Вследствие антропогенного воздействия пресная природная вода также обычно загрязнена различными веществами. Можно выделить следующие проявления и причины ухудшения качества пресных природных вод под влиянием хозяйственной деятельности людей:

• загрязнение пресных вод серной и азотной кислотами из атмосферы, увеличение содержания в них сульфатов и нитратов;

• увеличение содержания кальция, магния, кремния в подземных и речных водах вследствие вымывания и растворения этих веществ подкисленными дождевыми водами;

• увеличение содержания тяжелых металлов, прежде всего свинца, кадмия, ртути, мышьяка и цинка;

• увеличение содержания в поверхностных и подземных водах солей в результате их поступления со сточными водами, из атмосферы и за счет смыва твердых отходов;

• увеличение содержания органических соединений, прежде всего биологически стойких (пестицидов, продуктов их распада и других токсичных, канцерогенных и мутагенных веществ);

• уменьшение содержания кислорода, прежде всего в результате увеличившегося расхода воды на окислительные процессы;

• уменьшение содержания прозрачности воды в водоемах (в загрязненных водах размножаются вирусы и бактерии – возбудители инфекционных заболеваний);

• загрязнение радиоактивными изотопами.

Развитие промышленности и расширение сельскохозяйственной деятельности, увеличивающие загрязнение вод рек и озер химическими отходами, сделали очень острой проблему сохранения водных ресурсов и организации контроля за их использованием и очисткой.

В течение последних десятилетий создано огромное количество водохранилищ, в результате чего оказались затопленными плодородные земли. Из-за регулирования стоков рек уменьшилась скорость их течения (в Волге – в 12 раз, в Москве-реке – в 16 раз и т. д.). Следствием этого стало зарастание мелководий. Строительством дамбы на р. Неве защитили Санкт-Петербург от наводнений, вызываемых нагонными ветрами, но при этом возникла острая проблема питьевой воды. Перераспределение значительной части речных стоков привело к возникновению многих других экологических проблем.

На качество воды, ее состав и свойства негативно влияют сточные воды.

Сточные воды – это воды, использованные на хозяйственные, технические или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, стекающие с территорий населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения осадков или поливки улиц.

Они представляют особую опасность для здоровья населения, так как, кроме прочего, часто являются источником распространения тяжелых инфекционных заболеваний (брюшного тифа, холеры, дизентерии, болезни Боткина, полиомиелита и др.) – Помимо опасных микроорганизмов такая вода может содержать яйца и личинки глистов.

Сточные воды подразделяют на бытовые, атмосферные, или ливневые, и производственные.

Бытовые сточные воды образуются в результате жизнедеятельности человека, имеют сравнительно постоянный состав, содержат около 60 % органических и около 40 % минеральных веществ и обычно направляются на городские (районные) станции очистки.

Атмосферные сточные воды образуются в результате стока осадков с тех или иных территорий непосредственно в водные объекты или в системы ливневой канализации. Состав этих вод может быть чрезвычайно разнообразным. В них могут присутствовать твердые частицы (песок, камень, стружка, пыль, сажа, остатки растений и пр.), нефтепродукты (масла, бензин, керосин и пр.), удобрения и др. В некоторых водотоках атмосферные сточные воды составляют около 30 % и более всех поступающих в них сточных вод.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в различных технологических процессах. При этом около 90 % забранной на производственные нужды воды возвращается обратно в водоемы с различной степенью загрязнения. Основные загрязняющие вещества – механические взвеси (песок, окалина, металлическая стружка, пыль, флюсы, волокна хлопчатника и пр.), минеральные масла и другие нефтепродукты, неорганические кислоты и их соли, щелочи и неорганические соли тяжелых металлов.

Уровень загрязнения воды ежегодно увеличивается. Из года в год специалисты отмечают отрицательную динамику санитарного состояния водных объектов в местах питьевых водозаборов. Все большее количество проб из числа исследованных не отвечает гигиеническим нормам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям.

Среди веществ, загрязняющих подземные воды, преобладают нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота.

Ухудшается состояние поверхностных вод. В России природные воды оказались наиболее подверженными деградации, так как в них поступает огромное количество загрязняющих веществ от промышленных и сельскохозяйственных комплексов, расположенных в верховьях и средних течениях больших рек.

Вода – один из самых важных элементов среды обитания человека. Ее значение в нашей жизни невозможно переоценить. Самоочищение же воды происходит очень медленно и трудно. Вот почему сохранение естественных источников воды в первозданном виде, защита их от всевозможных загрязнений – одна из приоритетных задач экологии в наше время. Задача эта имеет прямое отношение к выживанию человека.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *