Атмосфера та охорона повітряного середовища від забруднення

Зміст
Вступ
1.Будова і склад атмосфери
2.Антропогенне забруднення атмосфери
3.Охорона повітряного середовища від забруднення
4.Антропогенні зміни клімату Землі
5. Руйнуванняозонового шару Землі та шляхи його захисту
5.1 Озоносфера
5.2 Сучасний станозонового екрану
5.3 Фактори руйнуванняозону
5.4 Шляхи збереження озоновогоекрану Землі
6.Антропогенне забруднення навколоземного космічного простору
Висновки
Література

Вступ
Тема курсової роботи «Атмосфера та охорона повітряногосередовища від забруднення».
Маса атмосфери нашої планети дуже мала — всього лише однамільйонна маси Землі. Проте її роль у природних процесах біосфери величезна. Наявністьнавколо земної кулі атмосфери визначає загальний тепловий режим поверхні нашоїпланети, захищає її від шкідливих космічного та ультрафіолетовоговипромінювань. Циркуляція атмосфери впливає на місцеві кліматичні умови, ачерез них — на режим річок, ґрунтово-рослинний покрив і на процеси рельєфоутворення.Аналіз спостережень із штучних супутників і даних, одержаних за допомогоюгеофізичних ракет, показала, що верхня межа атмосфери проходить не на висоті1000-1300 км, як вважали раніше, а на висоті 2000-3000 км.
Основні фізичні характеристики атмосфери — температура, тискі густина. Значення цих величин неоднакові в різних ділянках атмосфери і безперервнозмінюються.
Метароботи – розглянути будову і склад, антропогенні забруднення атмосфери, таохорону повітряного середовища від забруднення, а для цього потрібнодоторкнутися до теми антропогенних змін клімату на Землі, зробити висновки.

1. Будова і склад атмосфери
Міжнародним геофізичним і геодезичним союзом у 1951 р.прийнятий поділ атмосфери на шари за температурною ознакою (табл. 1).
Під час вивчення електричних властивостей високих шаріватмосфери ці шари (мезосфера, термосфера, екзосфера) називають іоносферою. Іоносфера- область складних внутрішньоатомних і внутрішньомолекулярних процесів.
Таблиця 1. Будова атмосфериНазва шару Середня висота (в км) Тропосфера 0-11 Стратосфера 11-40 Мезосфера 10-80 Термосфера 80-300 Екзосфера 300 і більше
Найнижчийі найбільш вивчений шар — тропосфера — майже зовсім прозорий щодо сонячноїкороткохвильової радіації, але водяна пара, яка знаходиться в ній, тавуглекислий газ сильно поглинають двохвильову радіацію поверхні землі. Томутропосфера нагрівається від поверхні землі, що викликає закономірне зниженнятемператури з висотою (6-6,5°С на кілометр) і вертикальне переміщення повітря,а отже, утворення хмарності та опадів. Висота тропосфери в різних широтахнеоднакова (7-10 км над полюсами та до 16-18 км над екватором).
Другий шар атмосфери — стратосферу — характеризує відсутністьзвичайної хмарності та вертикальних переміщень повітря, проте горизонтальніпереміщення повітря — вітри — досягають у ній значно більших швидкостей, ніж утропосфері.
Температура стратосфери постійна, але має різні значення надрізними широтами (над середніми широтами ~ -60, -65°С). Стабільністьтемператури зберігається до висоти 35-40 км, далі швидко зростає, досягаючи вмезосфері на висоті приблизно 50-60 км максимуму, близько 0°С. Потім температуразнову знижується і в нижній межі термосфери сягає -60, а інколи і -90°С.
Такий розподіл температури обумовлений наявністю в атмосферіозону, розсіяний шар якого тягнеться від поверхні землі до висоти приблизно в60 км. Вміст озону в атмосфері дуже маленький — кілька мільйонних частоквідсотка.
У наступних шарах атмосфери — термосфері та екзосфері — температураз висотою знову зростає, що, мабуть, пояснюється іонізацією молекул газуультрафіолетовим і корпускулярним випромінюванням Сонця. На висоті 200 км температурадорівнює 800-1000°С, на висоті 400 км вона досягає 1500°С і далі продовжуєзбільшуватися до 2000-3000°С.
Великі швидкості молекул газів зовнішньої частини атмосфери(екзосфери) — причина розсіювання, хоча й повільного, молекул повітря в міжпланетнийпростір, причому швидше розсіюються молекули легких газів — водню і гелію.
Сучаснийгазовий склад атмосфери — результат тривалого історичного розвитку Землі. Вінявляє собою газову суміш двох основних компонентів — азоту (78,09%) та кисню(20,95%). У нормі в ньому знаходяться також аргон (0,93%), вуглекислий газ(0,03%) і незначна кількість інертних газів (неон, гелій, криптон, ксенон),аміаку, метану, озону, двооксидів сірки та інших газів. Поряд із газами ватмосфері знаходяться тверді частки, які надходять з поверхні Землі (наприклад,продукти згорання, вулканічної діяльності, частки ґрунту) та з космосу(космічний пил), а також різні продукти рослинного, тваринного чи мікробногопоходження. Крім цього, важливу роль в атмосфері відіграє водяна пара.
Найбільше значення для різних екосистем мають три гази, яківходять до складу атмосфери: кисень, вуглекислий газ і азот. Ці гази берутьучасть в основних біогеохімічних циклах. Кисень відіграє дуже велику роль ужитті більшості живих організмів нашої планети. Він потрібний усім для дихання.Кисень не завжди входив до складу земної атмосфери. Він з'явився в результатіжиттєдіяльності організмів, здатних до фотосинтезу. Під дією ультрафіолетовихпроменів він перетворювався в озон. По мірі накопичення озону утворивсяозоновий шар у верхніх шарах атмосфери.
Озоновий шар, як екран, надійно захищає поверхню Землі відультрафіолетової радіації, згубної для живих організмів.
Сучасна атмосфера містить приблизно двадцяту частину кисню,що є на нашій планеті. Головні запаси кисню зосереджені в карбонатах, органічнихречовинах і окислах заліза, частина кисню розчинена у воді. В атмосферісклалася приблизна рівновага між виробництвом кисню у процесі фотосинтезу тайого споживанням живими організмами. Але останнім часом з'явилась небезпека, щов результаті людської діяльності запаси кисню в атмосфері можуть зменшуватися.Особливу небезпеку становить руйнування озонового шару, яке спостерігаєтьсявпродовж останніх років. Більшість учених пов'язує це певною мірою з діяльністюлюдини.
Кругообіг кисню в біосфері надзвичайно складний, оскільки зним вступає в реакцію велика кількість органічних і неорганічних речовин, а такожводень, у сполученні з яким кисень утворює воду.
Вуглекислий газ (діоксид вуглецю) використовується в процесі фотосинтезудля створення органічних речовин. Завдяки саме цьому процесу замикаєтьсякругообіг вуглецю в біосфері. Як і кисень, вуглець входить до складу ґрунтів,рослин, тварин, бере участь у різноманітних механізмах кругообігу речовин уприроді. Вміст вуглекислого газу в повітрі, який ми вдихаємо, приблизнооднаковий у різних районах планети. Виняток становлять великі міста, в якихвміст цього газу в повітрі буває більшим від норми.
Деякіколивання вмісту вуглекислого газу в повітрі тієї чи іншої місцевості залежатьвід часу доби, пори року, біомаси рослинності. У той же час, дослідженняпоказують, що з початку минулого століття середній вміст вуглекислого газу ватмосфері, хоча й повільно, але постійно збільшується. Цей процес пов'язаний здіяльністю людини.
Азот — незамінний біогенний елемент, оскільки він входить доскладу білків і нуклеїнових кислот. Атмосфера — невичерпний резервуар азоту,але головна частина живих організмів не може безпосередньо використовувати цейазот: він повинен бути попередньо зв'язаний у вигляді хімічних сполук.
Частково азот потрапляє з атмосфери в екосистеми у виглядіоксиду азоту, який утворюється під дією електричних розрядів під час грози.Проте головна частина азоту потрапляє у воду та ґрунт у результаті йогобіологічної фіксації. Існує кілька видів бактерій і синьо-зелених водоростей,які здатні фіксувати азот атмосфери.
У результаті їх діяльності, а також внаслідок розкладанняорганічних залишків у ґрунті азот перетворюється в доступну для засвоєннярослинами форму.
Кругообіг азоту тісно пов'язаний з кругообігом вуглецю. Незважаючи на те, що кругообіг азоту складніший, ніж кругообіг вуглецю, він, якправило, відбувається швидше.
Інші складові частини повітря не беруть участі вбіогеохімічних циклах, але присутність в атмосфері великої кількостізабруднювачів антропогенного походження може привести до серйозних порушень цихциклів та газового складу атмосфери.
 

 
2. Антропогенне забруднення атмосфери
Різні негативні зміни атмосфери Землі пов'язані головнимчином із змінами концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря.
Існує два головних джерела забруднення атмосфери: природне іантропогенне. Природне джерело — це вулкани, пилові бурі, лісові пожежі,процеси розкладання рослин і тварин.
До основних антропогенних джерел забруднення відносятьпідприємства паливно-енергетичного комплексу, транспорт, різні машинобудівельніпідприємства. Розглянемо найважливіші з них.
Теплові електростанції. Забруднюють атмосферувикидами, що містять сірчистий ангідрид, двоокис сірки, окисли азоту, сажу, якає носієм смолистих речовин, пил і золу, що містять солі важких металів.
Комбінатичорної металургії, що включають доменне, сталеплавильне, прокатне виробництва;гірничорудні цехи, агломераційні фабрики, заводи коксохімічні та по переробцівідходів основних виробництв, теплоенергетичні установки. Викиди в атмосферумістять оксид вуглецю, сірчистий ангідрид, пил, окисли азоту, сірководень,аміак, сірковуглець, аерозолі хрому і марганцю, бензол, фенол, піридин,нафталан.
Кольорова металургія — забруднює атмосферу сполуками фтору, кольоровихі важких металів (часто у вигляді аерозолів), парами ртуті, сірчистимангідридом, окислами азоту, окислом вуглецю, поліметалічним пилом, смолистимиречовинами, вуглеводнями, що містять бенз(а)пірен.
Машинобудування і металообробка. Викиди в атмосферупідприємств цього профілю містять аерозолі сполук кольорових і важких металів,зокрема парів ртуті, з парами органічних розчинників.
Нафтопереробна і нафтохімічна промисловість. Є джерелом такихзабруднювачів атмосфери: сірководню, сірчистого ангідриду, окису вуглецю,аміаку, вуглеводнів, у тому числі бенз(а)пірену.
Підприємства неорганічної хімії. Викиди в атмосферумістять окисли сірки й азоту, сірководень, аміак, сполуки фосфору, вільнийхлор, оксид вуглецю.
Підприємства органічної хімії. Викиди в атмосферувеликої кількості органічних речовин, що мають складний хімічний склад, соляноїкислоти, сполук важких металів, сажі й пилу.
Підприємства по виробництву будівельних матеріалів. Забруднюютьатмосферу пилом, що містить сполуки важких металів, фтору, двоокису кремнію,азбесту, гіпсу, тонкодисперсним скляним пилом.
Хімічне забруднення атмосфери автотранспортом. Важливим фактором,який визначає географію хімічного забруднення середовища, є автотранспорт.Причому географічні закономірності поширення забруднювачів, які від ньогонадходять, дуже складні і визначаються не тільки конфігурацією мережіавтомагістралей та інтенсивністю переміщення ними автотранспорту, але й великоюкількістю перехресть, де транспорт працює на перемінних режимах. Кількістьмоторизованого транспорту в усьому світі складає 630 млн. одиниць і вонаймовірно подвоїться в наступні 20 або 30 років. Наприклад, у США знаходиться вкористуванні 40 млн. автомобілів, у Франції — 24 млн., у тому числі тільки вПарижі та його передмістях — 3,2 млн. У Західній Європі в середньому на дважителя припадає один автомобіль.
Забрудненнянавколишнього середовища автотранспортом — одне за найбільш небезпечних дляздоров'я людини, бо вихлопні гази надходять у приземний шар повітря, звідкиутруднене їх розсіювання; до того ж будинки жилих кварталів, які знаходятьсяпоряд з автомагістралями, є свого роду екраном для вловлювання забруднювачів.
У складі відпрацьованих газів автомобілів найбільшу питомувагу за об'ємом мають — монооксид вуглецю (0,5-10%), оксиди азоту (до 0,8%),неспалені вуглеводні (0,2-3,0%), альдегіди (до 0,2%) та сажа. В абсолютних величинахна 1000 л палива карбюраторний двигун викидає з вихлопними та картернимигазами: 200 кг монооксиду вуглецю, 25 кг вуглеводнів, 20 кг оксидів азоту, 1 кгсажі, 1 кг сірчистих сполук.
Екологічний ефект впливу на здоров'я людини забруднення,пов'язаного з автотранспортом, залежить як від складу забруднювачів, так іекспонованості населення. Останнє визначається не просто шириною завантаженихавтомагістралей, але й близькістю до них жилих будинків. Обстеження 5226 дітейу віці 1-5 років, проведене в Ньюарці (США), показало, що в 10,8% дітей, якіживуть уздовж доріг з інтенсивним автомобільним рухом, вміст свинцю в кровідосягав 60 мкг% і більше (при нормі 40 мкг %). У 30 м від цих доріг підвищенийпорівняно з нормою вміст свинцю відмічався у 8,1% дітей, а на відстані 60 м-тільки в 4,7%.
Вважається, що через вихлопні гази щорічно помирають тисячілюдей (в одній Великобританії, за підрахунками, щорічно помирає 11000 чоловік),а збитки, які завдаються навколишньому середовищу, складають мільярди доларів.
За іншими підрахунками, від 15 до 18 млн. дітей у країнах, щорозвиваються, страждають через високий вміст свинцю у крові. В Індії,наприклад, установили, що між розумовими здібностями дітей і кількістю свинцю,який вони поглинають з повітрям, існує зв'язок. Розумові здібності знижуються,оскільки свинець при тривалому впливі отруює і руйнує мозок. Джерелом свинцю єетилований бензин.
Крім свинцю, в атмосферне повітря з вихлопними газаминадходять такі отруйні речовини, як чадний газ (монооксид вуглецю), оксидиазоту й сірки, бенз(а)пірен, озон. Вони викликають захворювання верхніхдихальних шляхів, серцево-судинної системи, різні онкопатології. Всерединімашини рівень забрудненості в три рази вищий, ніж ззовні. Тривале вдиханняпарів бензину викликає рак легенів.
Смоги.Окремовзяті речовини, що забруднюють повітря, менш небезпечні, ніж їхні суміші.Хімічні реакції, що відбуваються безпосередньо в повітрі приводять довиникнення димних туманів — смогів (від англ. Smoke — дим і fog — туман). Смогивиникають за певних умов: по-перше при великій кількості пилу й газів, щовикидаються в повітря міста; по-друге, при тривалому існуванні антициклональнихумов погоди, при яких забруднювачі накопичуються в приземному шарі атмосфери.
Смоги бувають кількох типів. Найбільш вивчений і відомийвологий смог. Він звичайний для країн з морським кліматом, де часто буваютьтумани і висока відносна вологість повітря. Це сприяє змішуванню забруднюючихречовин, їх взаємодії в хімічних реакціях. При антициклонах над містами йпромисловими центрами отруйні гази і пил можуть накопичитись у100-200-метровому шарі повітря. Тоді й виникає отруйний густий брудно-жовтийтуман — вологий смог. Від вологого смогу відрізняються за походженням і властивостямифотохімічний смог, або, як його називають, смог лос-анджелеського типу. Повітряв Лос-Анджелесі (США) сухе, і тому смог тут утворює не туман, а синювату димку.Для його виникнення необхідне сонячне світло, яке викликає складне фотохімічнеперетворення суміші вуглеців і оксидів азоту, які надходили в повітря відавтомобільних викидів, у речовини, більш токсичні від вихідних атмосфернихзабруднень. Однією з таких речовин є озон. Він виділяється в результаті розпадудвоокису азоту під дією олефінів з неповністю згорілого автомобільного палива.У високих концентраціях озон небезпечний для здоров'я людини. Фотохімічнийтуман різко знижує видимість, супроводжується неприємним запахом, у людейвиникає запалення очей, слизових оболонок носа і горла, загострюються легеневізахворювання. Фотохімічний туман пошкоджує рослини, викликає корозію металів,розтріскування синтетичних виробів та ін.
Третій вид смогу — льодяний смог, або смог аляскінськоготипу. Він виникає в Арктиці і Субарктиці при низьких температурах антициклонів.У цьому випадку викиди навіть невеликої кількості забруднюючих речовин з топокприводять до виникнення густого туману, що складається з найдрібнішіхкристаликів льоду і сірчаної кислоти.
Тривалість смогів — від одного до кількох днів, алеінтенсивність забруднення може бути настільки великою, що нерідко викликаєжертви серед населення. Так, при одному з найбільш значних смогів 5-7 грудня1952 р. в Лондоні, коли концентрація сірчистого газу різко зросла, досягнувши2-4 мг/м3, кількість померлих збільшилась на 4 тис. чоловік упорівнянні з середньою кількістю смертельних випадків.
Кислотні дощі. Оксиди азоту і сірки, потрапляючи в атмосферу в результатіроботи ТЕЦ і автомобільних двигунів, вступають у реакцію з водою, щознаходиться в атмосфері, і утворюють крапельки азотної і сірчаної кислоти. Увигляді кислотного туману вони переносяться вітрами і випадають на землюкислотним дощем.
Кислотнідощі завдають величезних збитків. Урожайність більшості сільськогосподарськихкультур знижується на 3-8% у результаті пошкодження листя кислотами. Кисліопади сприяють вимиванню з ґрунту кальцію, магнію, калію, що викликає йогодеградацію. У водоймах гинуть цінні види риб; засихають ліси (як результат, угірських районах збільшується кількість гірських осипів і селів); різкоприскорюється процес руйнування будівель, пам'ятників архітектури та ін.
Негативний вплив викликає вдихання людьми повітря,забрудненого кислотним туманом.
Діоксид сірки і меншою мірою діоксид азоту через високурозчинність добре поглинаються верхніми дихальними шляхами — до 80-95%. При ротовомудиханні ступінь затримки менша.
Діоксид сірки швидко розчиняється в крові і розноситьсякровоносною системою. Він викликає як гіпертрофію (потовщення і збільшення),так і гіперплазію (зміну загальної кількості клітин в епітелії) органів.
Діоксид сірки викликає бронхоспазм, активізуєслизовідділен-ня, змінює фагоцитоз. Тривалий вплив діоксиду сірки збільшуєкількість захворювань на рак.
Дія діоксиду азоту дещо відрізняється від дії діоксиду сірки.Проникаючи в легені, він розчиняється в кровоносній системі, але, будучисильним окислювачем, безпосередньо вражає легеневі тканини. У бронхах іальвеолах патологічні зміни проявляються уже в концентраціях, які реальноспостерігаються в містах. Симптоми нагадують емфізему (розширення) легень. Особливочутливі до діоксиду азоту тонкі лусочкові клітини, які здійснюють газообмін, івійчасті клітини у верхній частині дихального тракту, спостерігаєтьсяскорочення їх кількості і активності. Діоксид азоту викликає не тільки змінуклітин і тканин, але й знижує бактеріальний захист легень.
Радіоактивнезабруднення атмосфери — це забруднення атмосферного повітря радіоактивнимидомішками природного і антропогенного походження. Природне забрудненнявідбувається внаслідок виділення в атмосферу радіоактивних ізотопів, якіутворюються в земній корі, внаслідок розпаду радіонуклідів природнихрадіоактивних елементів. Джерела антропогенного забруднення — ядерні вибухи,атомна енергетика і промисловість. Радіоактивні речовини потрапляють устратосферу, де повітряні течії розносять їх на значні відстані. В атмосферівони концентруються в основному на аерозолях. Разом з ними вони поширюються і врезультаті самоочищення атмосфери поступово вимиваються опадами абогравітаційно осаджуються на землі.
 

 
3. Охорона повітряного середовища від забруднення
Промислові викиди негативно впливають на здоров'я людей,руйнують матеріали і обладнання, знижують продуктивність лісового і сільськогогосподарства. Чи є шляхи охорони повітря від локального забруднення в районахскупчення міст і промислових підприємств? Так, вони є, і їх багато.
Перш за все, це перехід на безвідходні і маловідходні технології.Вони включають у себе комплекс заходів по зниженню втрат при виробництвісировини, палива й енергії; повторне використання відходів у даному чи іншомутехнічному процесі або безпечне повернення їх в навколишнє середовище.Створення таких технологій пов'язане з розробкою принципово нових засобіввиробництва, повною перебудовою традиційної технології і т.п.
Одним з основних напрямів у розвитку безвідходної і маловідходноїтехнологій є утилізація викидів, комплексне використання сировини і матеріалів,створення виробництва із замкненим циклом, без викидів в атмосферу та скиданнязі стічними водами особливо шкідливих речовин. Для очищення викидівспоруджуються різні очисні споруди — фільтри-уловлювачі для газоподібнихречовин і пилу. Багато з пристроїв для очищення викидів від токсичних газівзасновані на абсорбційному чи адсорбційному принципі. Якби всі хімічніпідприємства збирали відходи виробництва, вони б одержали багато тисяч тоннтаких цінних речовин, як азотна і сірчана кислоти, сірчаний ангідрид, фтор ібагато інших. Деяких побічних продуктів (наприклад, сірки) можна зібратистільки, що не треба було б їх видобувати в рудниках. У виробництві кольоровихметалів, наприклад, використовується в середньому 1% руди, все інше йде увідходи.
До ефективних заходів оздоровлення повітряного басейнуналежать винесення виробництв із найбільш шкідливими викидами за межі міст,ліквідація дрібних котелень і створення централізованих котелень із високимитрубами, широке використання газового, низькосірчистого і малозольного видівпалива.
У містобудівництві планування проводять із використанняммоделювання атмосферної дифузії, забруднень повітря і повітряних течій в аеродинамічнихтрубах, що дозволить оптимально розмістити житлові будинки від джерелзабруднення.
Для зменшеннявпливу вихлопних газів від автомобілів вживається багато заходів. У 1960-тіроки в США на автомобілях установили пристрої, які знижують викид шкідливихречовин. Щоб відфільтрувати шкідливі речовини, сьогодні широко використовуютьгазові нейтралізатори, при яких двигун не повинен працювати на етилованомубензині. Але зростання кількості автомашин в усьому світі та обмеженевикористання нейтралізаторів у країнах, що розвиваються, гальмують вирішенняцієї проблеми. Мережа державної екологічної служби повинна відстежувати іприводити кількість викидів шкідливих речовин із вихлопними газами увідповідність з нормами.
Повільна їзда — один із способів скоротити викиди вихлопнихгазів. У деяких країнах, коли рівень забруднення стає дуже високим, від водіїввимагається знизити швидкість або навіть взагалі забороняється їздити. Багатоміст, у тому числі Афіни й Рим, вжили заходів, що обмежують рух за певних умов.
У деяких містах, щоб скоротити вуличний рух, знижені ціни напроїзд в автобусі. В інших водіям, які за символічну плату залишають машину настоянці, їздити на автобусі дозволяється безплатно. Є міста, де цілі дорожні смугивідведені тільки для автобусів і таксі, щоб не дати цим видам транспорту більшусвободу руху.
У Нідерландах активно пропагується зручний вид транспорту — велосипед. У кількох німецьких містах велосипедистам дозволяється їхати вулицеюз одностороннім рухом у протилежному напрямі.
Перспективним напрямом є розробка екологічно чистих видівавтомобільного транспорту. Запропоновано електромобілі, автомобілі на сонячнихбатареях, на водневому паливі та ін. Більшість із них ще недосконалі та доситьдорогі. Дослідження тривають, і очікується подальший прогрес.
Ефективним заходом природного очищення повітря в місцях йогозабруднення є зелені насадження. Наведемо кілька переконливих фактів. Одингектар міських зелених насаджень поглинає за 1 год. 8 кг вуглекислого газу,тобто стільки, скільки його виділяє за той самий час 200 чоловік. За підрахунками,1 га 20-річних соснових насаджень (при щорічному прирості деревини 5 м3)поглинає за рік 9,35 т вуглекислого газу і виділяє 7,25 т кисню. Ще ефективнішідубові насадження: у них за рік на 1 га поглинається 18 т вуглекислого газу івиділяється 13,98 т кисню.
Листя багатьох дерев і кущів поглинає різні шкідливі гази, наних осідає 70% пилу й аерозолів.
При забрудненні повітря випарами бензину, гасу та іншихлегкозаймистих речовин краще висаджувати березу карельську, вербу плакучу, кленгостролистий, дуб зимовий — вони зменшують окислюваність повітря. А такірослини, як тополя пірамідальна, слива декоративна, айва, навпаки, підвищуютьокислюваність повітря. Айва є досить ефективною в районах із задимленимповітрям. Там же будуть корисними насадження білої акації, тополі канадської,шовковиці білої та ін.
Дляоцінки стану атмосфери проводиться контроль забруднення. Одиницями вимірюванняє одиниці концентрації домішок, які містяться в повітрі. В основному визначаютьвагову концентрацію в міліграмах на кубічний метр.
Основним критерієм якості повітря є гранично допустимаконцентрація (ГДК) домішок в атмосфері — максимальна концентрація домішок, якапри тривалому або періодичному впливі не позначається на здоров'ї людини і нанавколишньому середовищі в цілому. ВООЗ визначила чотири рівні забрудненняповітря: відсутність впливу; подразнення; хронічні захворювання; гострізахворювання. При встановленні ГДК приймають найнижчий рівень забруднення.
Гранично допустимий викид в атмосферу (ГДВ) — науково-технічнийнорматив, який встановлюється за умови, що вміст забруднюючих речовин уприземному шарі повітря від джерела або їх сукупності не перевищував нормативівякості повітря для населення, а також для рослинного і тваринного світу.
Прогноз забруднення атмосфери здійснюється з метою визначенняочікуваного рівня забруднення повітря. Для цього використовують результатитеоретичних і експериментальних досліджень закономірностей поширення домішоквід різних джерел залежно від метеорологічних факторів.
Для отримання інформації про стан повітряного басейнустворена мережа пунктів і станцій контролю. Регулярно проводиться інвентаризаціявикидів — облік основних джерел забруднення атмосфери, кількості й складувикидів.
Контроль забруднення атмосфери проводять за допомогоюдистанційного зондування. При цьому використовують спектроскопічну і лазерну апаратуру,яку встановлюють на автомашинах, літаках та супутниках.
Для визначення і реєстрації концентрації окремих домішок ватмосферному повітрі, використовують автоматичні газоаналізатори. Вони дозволяютьотримувати безперервні за часом характеристики забруднення повітря і виявлятимаксимальні концентрації, які не фіксуються при періодичних відбираннях пробповітря.
Велике значення має супутникова інформація. За результатамианалізів знімків, отриманих із космосу визначають характер атмосферних метеорологічнихпроцесів, вивчають склад, концентрацію і напрям поширення забруднюючих домішокв атмосфері на великих відстанях. Космічні фотографії дозволяють визначати ідеякі наслідки забруднення повітря — площі забрудненого снігу, зони ураженнярослинності.
Дляспостереження за глобальним збільшенням фонового забруднення атмосфери створенамережа регіональних і глобальних станцій — глобальна система моніторингу.
 

 
4. Антропогенні зміни клімату Землі
У формуванні загального обличчя планети провідна рольналежить клімату. Клімат — це характерна для даної місцевості багаторічнасукупність умов погоди. Основними кліматоутворюючими факторами є сонячна радіація,циркуляція атмосфери і підстилаюча поверхня. Тип клімату залежить від режимутемператури і опадів. Іноді виділяють типи клімату окремих географічних зон.Поряд із природними факторами на глобальні кліматичні умови впливає йантропогенний фактор.
Вперше цей вплив став проявлятися тисячі років тому, коли узв'язку з розвитком землеробства в засушливих районах почало широко застосовуватисяштучне зрошування. Поширення землеробства в лісовій зоні також призводило додеяких змін клімату внаслідок вирубування лісів на великих ділянках.
У подальшому на кліматичних умовах позначалась побудова міст,створення водоймищ й здійснення різних меліоративних заходів, а також лісонасаджень.
/>
Рис. 1. Парниковий ефект (нормальні умови)

Таблиця2. Динаміказмін клімату під впливом різних антропогенних факторівОсновні антропогенні фактори Найважливіші зміни Викиди пиловидних відходів в Зниження надходження сонячної радіації, атмосферу наземними об'єктами зменшення кількості ясних днів за рахунок і засобами повітряного збільшення хмарності, збільшення опадів; у транспорту результаті — зменшення температури атмосфери Викидання вуглекислого газу в Зменшення тепловіддачі Землі в космічний атмосферу простір внаслідок парникового ефекту, що призводить до підвищення температури атмосфери Виробництво всіх видів енергії Нагрівання атмосфери, порушення теплового балансу Землі Опалення приміщень у Місцеве підвищення температури (на 6-7°С населених пунктах взимку) Вирубування лісів на великих Осушення місцевого клімату, підсилення площах вітрів у приземному шарі атмосфери, зменшення кількості опадів Створення водосховищ із Вирівнювання річної амплітуди температури, великою масою води утворення місцевих регулярних вітрів, зменшення кількості опадів і збільшення кількості ясних днів Осушення території Зниження вологості повітря, підвищення його температури Зрошення Підвищення вологості повітря, зниження його температури
Слід зазначити, що зміни клімату в основному обмежувалисьзмінами метеорологічних умов лише в нижньому шарі повітря в тих районах, де здійснювалисявищезгадані господарські заходи.
У наш час у зв'язку з швидким розвитком промисловості тазростанням енергоозброєння виникли перспективи зміни клімату на всій планеті.
Динаміка змін клімату під впливом різних антропогеннихфакторів відображена в таблиці 2.
Найбільш істотними змінами глобального клімату Землі євиникнення парникового ефекту і як його наслідок — глобальне потеплінняклімату.
Парниковий ефект атмосфери — це захисна діяатмосфери в процесі променистого теплообміну Землі з космічним простором. Ефектґрунтується на здатності атмосфери пропускати короткохвильові видимі променіСонця до земної поверхні і нагрівати її. У результаті нагрівання Землявипромінює довгохвильові інфрачервоні невидимі для людського ока промені,більша частина яких затримується атмосферою і нагріває її. Нагріта таким чиноматмосфера надсилає до Землі зустрічне випромінювання, компенсуючи значною міроювтрату тепла земною поверхнею (рис. 1). Таким чином, парниковий ефект існував уприроді незалежно від діяльності людини і без нього життя на Землі було бнеможливе.
Але в останні 50 років посилився антропогенний вплив на земнуатмосферу. У результаті цього відбулося подсилення парникового ефекту та глобальнепотепління клімату на Землі (рис. 2)./> />

Рис. 2. Парниковий ефект (порушені умови)
Розглянемо антропогенні фактори виникнення парниковогоефекту.
Основною причиною є експоненціальне зростання самогонаселення на земній кулі. Для отримання нового життєвого простору здійснюєтьсямасове знищення тропічних лісів, які є потужним продуцентом кисню і поглиначемвуглекислого газу з атмосфери. Щорічно у світі знищується від 16 до 20 млн. гатропічних лісів. Сьогодні наявна фітомаса планети здатна абсорбувати лише 60%від загальної кількості відходів так званих парникових газів.
Вкрита лісом площа України становить 9,4 млн. га. ЛісиУкраїни здатні створити близько 100 млн. т органічних речовин на рік і вилучитиз атмосфери понад 180 млн. т вуглекислого газу та виділити 130 млн. т кисню. їхпотужність складає 40% від потреби (щорічні викиди вуглекислого газу в Україністановлять 430 млн. т на рік).
До основних парникових газів належать вуглекислий газ С02,метан СН4 і оксид азоту N20. Ці гази найбільш активнопоглинають інфрачервоне випромінювання. До них належить ще цілий ряд меншпоширених газів.
Основнимиджерелами викидів вуглекислого газу в атмосферу є спалювання твердого тарідкого палива. Далі йдуть — випалювання лісів, виробництво цементу, спалюванняфакелів природного газу при добуванні нафти. У світі зараз функціонує понад 1300великих ТЕС, які щоденно спалюють 4,5 млрд. т вугілля. Півсотні держав світудобувають і використовують його як джерело енергії й тепла для промислових такомунальних потреб. Очікується зростання валового видобутку вугілля, головнимчином у Китаї, Індії, Бразилії, які володіють стратегічними його запасами. ЛишеКНР добуває сьогодні 1 млрд. т вугілля на рік.
При спалюванні вугілля утворюється більше вуглекислого газуна 1 одиницю енергії, ніж при згоранні нафти і природного газу. На 1 тонну спаленоговугілля припадає 2,5 тонни вуглекислого газу, пилу, твердих відходів (шлак,зола). Крім цього, в атмосферу потрапляє чимало оксидів сірки й азоту, що єпричиною випадання кислотних дощів.
Щороку спалюється 3,2 млрд. т нафти і нафтопродуктів. Ватмосферу викидається величезна кількість оксидів вуглецю, азоту, сірки, які,окрім теплового ефекту, викликають кислотні дощі та токсично діють на живіорганізми.
Найбільші джерела викидів метану — рисові поля, домашняхудоба, анаеробна ферментація сміття, добування вугілля і транспортуванняприродного газу.
Від вирубування і спалювання лісів, розчищення землі підпасовища і ріллю в атмосферу надходить додатково 1-2 млрд. т вуглекислого газу;близько 5-6 млрд. т — внаслідок спалювання викопного органічного топлива.Додатковий вуглекислий газ накопичується в атмосфері швидше, ніж поглинаєтьсяшляхом біологічних процесів, підсилюючи природний парниковий ефект.
Частки деяких держав у глобальних викидах вуглекислого газутакі: СІЛА — 22%, Росія і Китай — по 11%, Німеччина і Японія — по 5%.
Спеціалістами встановлено, що в 1980 р. в 1 м3повітря знаходилось 280 см3 вуглекислого газу, у 1990 р. — 355 см3,а в кінці XXI сторіччя його вміст склав до 500 см3.
Наслідком парникового ефекту є глобальне потепління кліматуЗемлі. За останні 100 років 1998 рік був найбільш теплим. За деякими оцінками,у порівнянні з періодом з 1961 по 1990 рік середня температура Землі зросла на0,58 градуси за Цельсієм. Кліматологи розцінили це як різке її підвищення.Також відмічено, що після 1990 року впродовж семи років спостерігалася рекордновисока температура, а десять найбільш теплих років зафіксовані з 1983 року.Минулі два сторіччя, імовірно, були найбільш спекотними за останні 1200 років.У 1998 році в центральній частині Росії від жари загинуло більше ста чоловік івиникли пожежі на значних площах.
Згіднозвіту Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО), 2010 рік зайнявп'яте-шосте місце за середньою температурою за всю історію спостережень з 1860p. Середньорічна температура в 2000 р. на 0,6°С перевищувала аналогічнийпоказник початку століття і на 0,32°С — середню температуру за 1961-1990 pp.
Потепління клімату на планеті відбувається нерівномірно -увисоких широтах зміни температури майже в 3,5 рази більші, ніж біля екватора іяскравіше виражені взимку (у бореальних областях зменшилася кількість морознихзим). У Північній півкулі середнє зростання температури на 0,3°С більше, ніж уПівденній, над континентами воно досягає 1,6°С, а над океаном -0,8°С. Врезультаті цього в багатьох районах клімат став нестабільним, в окремих місцяхнавіть похолодало. У деяких районах Азії і Африки частішими і тривалішими сталипосухи. У ефекта Ель-Ніньо змінилися навіть характеристики: період активності(від 11 до 4-5 років), масштаби (у 1977-1998 pp. його протяжність досягала 7000км при ширині 1200 км) і варіювання температур (від 1 до 9°С).
Якщо людство не вживе заходів щодо скорочення викидівпарникових газів (тільки концентрація вуглекислого газу в атмосфері збільшиласяв порівнянні з доіндустріальною епохою на 28%), то до середини кінця нинішньогостоліття середня глобальна температура приземної атмосфери підвищиться на1,5-5,8°С.
При глобальному потеплінні зміниться характер температур — сезонний і регіональний. Найбільші зміни температур будуть спостерігатисявзимку у високих широтах. Влітку температурні зміни тут будуть майже вдвічі меншими,ніж узимку. У зоні між екватором і шестидесятою паралеллю температурні змінибудуть незначними.
По мірі потепління клімату більш інтенсивне проникненнятеплого вологого повітря в напрямі полюсу може привести до збільшення кількостіопадів у цих широтах.
Парниковий ефект може привести до розтавання морських льодівАрктики. Морські льоди Арктики є складовою частиною загальної кліматичноїсистеми Землі і їх зникнення буде супроводжуватися різким підвищеннямтемператури нижніх шарів повітря в холодну пору року. Температура підлідноїводи в районі Північного полюса зросла майже на два градуси, що викликалопідтавання льоду знизу. За останні 10 років товщина льодового покриву вПівнічному льодовитому океані скоротилася на 40%. За різними прогнозами до 2100р. внаслідок розтавання льодів рівень моря підніметься майже на метр.
Наступнийнаслідок — підвищення рівня світового океану в результаті розтавання невеликихльодовиків і теплового розширення океанічних вод. Це може викликати механічнеруйнування західної частини Антарктиди. Оскільки ця частина буде розтавати вокеані, то це, звичайно, викличе підняття рівня води. Найбільші прибережніміста — Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Лондон, Венеція, Шанхай, Санкт-Петербург — будуть затоплені. Значну частину своєї території можуть втратити Голландія іБангладеш. За прогнозами рівень води в океані до 2030 р. підвищиться на 20 см,а до кінця третього тисячоліття — на 65 см.
З часом у води Індійського океану почнуть сповзати гігантськіайсберги. На думку спеціалістів, це викличе появу припливних хвиль надзвичайноїруйнівної сили. Під ударом виявляться Мальдиви, Шрі-Ланка і узбережжя Індії.
Як стверджують спеціалісти, Алтайські гори і Кавказ заостанні 150 років втратили майже 70% свого льодовикового покриття. Вже заразрозтало кілька тисяч квадратних кілометрів льодовиків в Антарктиді. Цілийкаскад повеней влітку і восени 1997 р. в Євразії (найбільша за 1000 роківповінь на Одері) пов'язують із розтаванням Арктичної «полярної шапки» планети інадходженням в активний обіг величезних мас води.
В останні 25 років відзначена різка активізація підвищеннярівня Чорного моря — в 1,8-3,6 рази. Передбачається, що зростання його рівнявідбуватиметься в геометричній прогресії і в перші десять років XXI сторіччявін може досягнути 24-115 мм/рік, що розцінюється як катастрофа.
Затоплення територій викличе масову міграцію населення зприморських регіонів. За даними ООН у XXI сторіччі з цієї причини очікуєтьсяміграція 75 млн. чоловік.
Прогнозується різке підвищення зимової температури в полярнихобластях по мірі відступання межі морського льоду до полюсу. Збільшення площівідкритої водної поверхні і зменшення товщини морського льоду викличе,імовірно, трикратне підвищення температури нижнього шару атмосфери в полярнихобластях порівняно з середньоглобальним потеплінням.
Збільшення нагрівання земної поверхні приведе до більшінтенсивного випаровування і відповідно до збільшення середньо-глобальноїкількості опадів, хоча в окремих регіонах можливе зменшення кількості опадів.Збільшиться частота посух в Європі, Північній Америці і континентальній Азії. ВУкраїні загостриться проблема гарантованого водопостачання ряду районів.
Глобальне потепління може викликати літнє висихання інагрівання ґрунту в континентальних районах у зоні середніх широт. Це висиханняґрунту пов'язане, головним чином, з більш раннім розтаванням снігів і випаданнямопадів, а також із більш раннім зменшенням вологості ґрунту в період переходувід весни до літа.
Зменшенняконцентрації озону у верхній стратосфері призведе до зменшення поглинанняультрафіолетового випромінювання Сонця і відповідно до зменшення її нагрівання.Підвищення концентрації в стратосфері вуглекислого газу та інших парниковихгазів, які поглинають променисту енергію, підсилить випромінювання тепла ізстратосфери. Зниження нагрівання в поєднанні зі збільшенням охолодження приведедо значного зниження температури верхньої атмосфери.
Глобальне потепління завдасть значної шкоди морськимекосистемам. Затоплення прибережного мілководдя викличе скорочення виловуморепродуктів, бо загинуть цінні види риб, збідніє видова різноманітність флориі фауни, порушиться гідрохімічний і гідробіологічний режим вод.
Перегрівання планети призведе до розвитку непередбаченихподій. На одних територіях будуть переважати урагани, вітри, смерчі, суховії,ерозія ґрунту та інші екологічні лиха, на інших — повені, зливи, затопленнянаселених пунктів, сільськогосподарських угідь тощо.
Наслідком глобального потепління області «Гренландія-СередняАзія» є ослаблення теплої течії Гольфстріму і можлива її заміна на холоднутечію з півночі. З «грілки» для Західної Європи і кліматичного стабілізаторадля Північної Америки ця течія перетвориться в «холодильник» для країн цьогорегіону. Найбільше постраждають Франція, Англія і США. Деякі вчені вважають, щознаменита тепла течія Гольфстрім уже припинила своє існування.
Зміни клімату негативно вплинуть на здоров'я людей — черезпідсилення теплового стресу в південних районах і внаслідок поширення багатьохвидів захворювань.
Негативний вплив парникових газів на клімат Землі очевидний ітому виникає необхідність розробки ефективних заходів боротьби з забрудненнямиатмосфери.
Найбільш доступним заходом зв'язування вуглекислого газу єлісонасадження. Розроблена американськими експертами програма лісорозведенняпередбачає щорічне висаджування одного мільярда дерев протягом кількох років,що дозволить у найближчі два десятиріччя знизити вміст вуглекислого газу ватмосфері США на 5%. При щорічному висаджуванні 20 млрд. дерев із повітряногопростору США можна буде видаляти 67% щорічних викидів вуглекислого газу. Нареалізацію цього проекту необхідно 30-50 років. Аналогічні заходи булирозроблені в Бразилії. Але їх масштаби не відповідають сучасним потребам.Експерти ООН встановили, що на місце кожних 10 зрубаних дерев висаджуєтьсятільки одне нове.
Розв'язання проблеми запобігання змінам клімату повинневключати комплекс технічних, адміністративних і економічних заходів.
Технічнізаходи передбачають, у першу чергу, впровадження ефективних шляхів виробництваі використання енергії:
— зниження споживання палива з високим вмістом вуглецю(наприклад, перехід з вугілля на газ);
— вдосконалення технології спалювання вугілля;
— впровадження технології високоефективного виробництваенергії (газові турбіни та ін.);
— використання невикопних джерел енергії (введення відновнихекологічно чистих джерел);
— розробка технологій поглинання вуглекислого газу затмосфери.
Серед технічних заходів — лісонасадження і збільшенняпродуктивності лісів.
Економічні заходи передбачають застосування податків та іншихекономічних стимулів для скорочення викидів парникових газів, а також видачудержавними органами ліцензій на виробництво енергії на конкурсній основі,виходячи з екологічності запропонованих проектів.
Серед інших економічних заходів — податкові пільги,низькопроцентні кредити і прямі державні субсидії, які заохочують використаннявисокоекологічних технологій.
Адміністративні заходи — встановлення гранично допустимихконцентрацій вуглекислого газу у викидах.
У1992 р. була підписана Конвенція ООН про зміну клімату, мета якої полягає втому, щоб досягти стабілізації парникових газів в атмосфері на рівні, який недопускає небезпечного антропогенного впливу на кліматичну систему.

5. Руйнування озонового шару Землі та шляхи його захисту
 
5.1 Озоносфера
Наша планета оточена газовою оболонкою — атмосферою. Однією знайважливіших частин атмосфери, яка впливає на все живе на Землі, є озоносфера.
Озоносфера — це шар повітря, насичений озоном, якийзнаходиться на висоті від 10 до 50 км, причому його максимум концентраційзнаходиться приблизно у 20 км над Землею. Якби вдалося зібрати озон з усієїатмосфери біля поверхні Землі, то за умови, що тиск дорівнює 1 атм., утворивсяб шар товщиною 3 мм, який покрив би всю планету.
Озонє продуктом дії ультрафіолетових променів на молекули кисню (02). Урезультаті деякі з них розпадаються на вільні атоми, а ті у свою чергу можутьприєднуватися до інших молекул кисню з утворенням озону (03). Веськисень не перетворюється в озон, тому що вільні атоми кисню реагують змолекулами озону і дають дві молекули кисню.
Головною властивістю озону є здатність поглинатиультрафіолетове випромінювання Сонця, яке спроможне зруйнувати все живе.Озоновий шар важливий для кожного з нас саме тому, що його смуги поглинанняприпадають на дуже важливий діапазон хвиль сонячного випромінювання. Відомо, щоозон поглинає ультрафіолетове випромінювання Сонця з довжинами хвиль, меншиминіж 300 нм. Найбільше озон поглинає сонячне ультрафіолетове випромінювання здовжиною 253,65 нм. Це означає, що шар озону товщиною 3 мм (або 300 одиницьДобсона — міри сумарного озону, якою користуються в озонометрії) може зменшитиінтенсивність випромінювання на цій довжині хвилі в таку кількість разів, щодорівнює одиниці з 40 нулями.
Також озон поглинає і більш довгі хвилі, від 440 до 850 нм.Це вже видиме світло.
Крім того частина енергії Землі, що випромінюється вінфрачервоному діапазоні, затримується озоном та залишається в межах земноїатмосфери. В іншому разі Земля б охолоджувалася внаслідок тепловоговипромінювання в космічний простір.
Головна функція озону полягає в захисті людини та всієїбіосфери Землі від жорсткого ультрафіолетового випромінювання з довжинами хвильвід 250 до 320 нм. Це якраз те випромінювання (нижче 280 нм), яке здатнеефективно поглинатися нуклеїновими кислотами. Якщо б це випромінювання не затримувалосяозоновим екраном і досягало поверхні Землі, то основа життя — нуклеїновікислоти — під його впливом руйнувалася. Саме цим озоновий шар захищає білки,які поглинають приблизно те саме випромінювання, включаючи трохи більші довжинихвиль, що й озон.
Засвоїм впливом на живі організми жорсткий ультрафіолет наближується доіонізуючого випромінювання, проте через більшу, ніж у випромінювання, довжинухвилі він не здатний проникати глибоко в тканини, саме чому й уражує лишеповерхневі органи. Жорсткий ультрафіолет може викликати рак шкіри, особливозлоякісну меланому, катаракту та імунодефіцит. Жорсткий ультрафіолет викликаєзвичайні опіки шкіри та роговиці ока. Вже зараз у світі помітне збільшеннякількості захворювань на рак шкіри, однак багато інших факторів (наприклад,популярність загару) не дозволяє однозначно стверджувати, що в цьому винне лишезменшення вмісту озону. Жорсткий ультрафіолет погано поглинається водою і томунебезпечний для морських екосистем. Дослідження показали, що планктон, якийживе в приповерхневому шарі, при збільшенні інтенсивності жорсткогоультрафіолету може серйозно постраждати чи навіть загинути повністю. Планктонзнаходиться в основі харчових ланцюгів практично всіх морських екосистем, томубез перебільшення можна сказати, що практично все життя в приповерхневих шарахморів та океанів може зникнути. Рослини менш чутливі до жорсткогоультрафіолету, але при збільшенні дози можуть постраждати й вони.
Отже ми впевнилися, що озоносфера відіграє значну роль віснуванні життя на Землі як захисник від жорсткого ультрафіолету. Далі мирозглянемо, чому ж питання про захист озонового шару Землі від руйнування є справдіважливим, таким, що його не можна залишати без уваги.
 
5.2Сучасний стан озонового екрану
 
Перші озонові діри були відмічені в 1985 р. в Антарктиді.Останнім часом зафіксована поява озонових дір не лише над полярними, але йіншими, у тому числі густонаселеними районами Землі. Щороку вся Земля втрачаєприблизно 0,5% озонового шару. Але за останні 10-15 років його втрата складалаблизько 7%, і цей процес й надалі посилюється.
У першій половині 1997 р. вперше виникла величезна за своїмимасштабами озонова діра площею близько 30 млн. км над усією Арктикою, включаючипівніч Європи, Канади, Гренландію, Балтійське море, північні області Сибіру досамого Уралу й Байкалу. Щомісячне зменшення озону весною досягало тут 30-40%.Нічого подібного раніше наша планета не знала. Над південною півкулею заостанні 5 років озонова діра збільшилася у 2 рази, досягнувши площі 22 млн. км.Така сама ситуація повторилася і в 1998 році. За даними Всесвітньоїметеорологічної організації навесні 1994 року вміст озону в повітряномупросторі над Північною Європою був на 10% меншим від середньої багаторічноїнорми, а в 1996 р. над Арктикою він не досягав норми більш як на 40%. У цьому жроці над Британськими островами у лютому-березні втрата озону наблизилася до50%.
Великі озонові діри спостерігалися в останні роки й надРосією. За офіційним повідомленням Роскомгідромета, в другій декаді березня1997 року одна з них знаходилась над Ленінградською, Псковською, Новгородськоюобластями, інша -над Східним Сибіром, Якутією та центром Красноярського краю. В«європейській» дірі вміст стратосферного озону був знижений на 20-30% тавідповідав збільшенню інтенсивності потоку ультрафіолетового випромінювання на40%. У «сибірській» дірі вміст озону зменшився на 35%. Це були одні знайбільших зафіксованих озонових дір.
 
5.3Фактори руйнування озону
Загальновизнаноїгіпотези руйнування озону в стратосфері поки що немає. На сьогоднішній деньіснує три гіпотези пояснення цього процесу. Автори першої з них вбачаютьпричину в сонячній активності, прибічники другої все пояснюють наявністю ватмосфері домішок антропогенного походження. За третьою гіпотезою відповідьтреба шукати в механізмах циркуляційних процесів у стратосфері. Короткорозглянемо кожну з цих гіпотез.
1 гіпотеза.Наша атмосфера в основному складається зазоту і кисню. Під впливом сонячної активності вони вступають в реакцію міжсобою і утворюють нові сполуки — окисли азоту. Накопичуючись, вони опускаютьсянижче, проникають у шар озоносфери і вступають у реакцію з озоном, руйнуючийого. Особливо швидко цей процес відбувається в період максимальної сонячноїактивності. Про достовірність цієї гіпотези можна говорити тільки тоді, коли будутьпроведені спостереження за станом озону протягом декількох циклів сонячноїактивності (цикл триває в середньому 11 років). Треба враховувати і той факт,що після закінчення астрономічного циклу руйнування озону може тривати. Цепояснюється тим, що окисли азоту переміщуються з верхніх шарів у нижні доситьповільно.
2 гіпотеза.У 1974 році вчені-хіміки Пауль Крутцен(Німеччина), Шервуд Роуланд і Маріо Моліна (США) висунули гіпотезу про те, щоруйнування озону викликають синтезовані людиною хімічні речовини — хлорфторвуглеці (ХФВ), або фреони. Проведені дослідження підтвердили висунутугіпотезу і цим вченим у 1996 році була присуджена Нобелівська премія з хімічноїекології.
Фреони — це група хімічних речовин, які вже більше 60 роківвикористовуються як холодоагенти в холодильних установках і кондиціонерах, якпропеленти в аерозольних сумішах, піноутворюючі агенти у вогнегасниках, розчинники,пестициди, при виготовленні полістиролових одноразових стаканчиків і т.д.Щорічно виробництво фреонів у світі становило 1,2-1,4 млн. тонн.
Учені встановили, що молекули фреонів потрапляють устратосферу і там під дією ультрафіолетових променів розпадаються накомпоненти, зокрема атомний хлор. Хлор вступає в реакцію з озоном і руйнуєйого. Один атом хлору може знищити 100 тисяч молекул озону. Дуже важливо, щохлор при руйнуванні озону діє як каталізатор: у ході хімічного процесу його кількістьне зменшується. Потрапляючи в атмосферу, молекули фреонів здатні зберігатисятам 75-100 років (здійснюючи при цьому міграції над планетою).
Чималунебезпеку для стратосферного озону становлять викиди водяної пари та окислівазоту з двигунів надзвукових транспортних літаків та ракет. Швидкість утворенняокислів азоту тим більша, чим вища температура, тобто чим більша потужністьдвигуна літака чи ракети. Найбільш шкідливими для озону є викиди військовихлітаків, кількість яких становить десятки тисяч. Вони літають переважно нависотах озонового шару. Ракети небезпечні тим, що працюють на твердомухлоратному паливі і завдають серйозної локальної шкоди озоновому шару в районізапуску.
На процес руйнування озону впливає і виділення в атмосферузакису азоту в результаті денітрифікації зв'язаного азоту ґрунтовимибактеріями. Надмірне і неконтрольоване внесення мінеральних добрив збільшуєкількість закису азоту. Частина закису азоту під впливом бактерій розпадаєтьсядо молекулярного азоту, а інша частина в атмосфері перетворюється на окислиазоту, які й руйнують озон.
Потужним джерелом руйнування озону є ядерні вибухи. Тепловаенергія, що виділяється при цьому, нагріває атмосферу і прискорює такі перетворенняхімічних речовин, які при нормальних умовах або не відбуваються, абоздійснюються дуже повільно. Такими речовинами, зокрема, є окисли азоту.
Процеси руйнування озону підсилюються парниковим ефектом.
Природним джерелом надходження хлору в атмосферу є вулканічнівикиди.
3 гіпотеза. Ця гіпотеза пояснює, чому озонова діраз'являється саме навесні. Особливості температурного режиму над Антарктидоютакі, що в період полярної зими сюди не потрапляють повітряні потоки з середніхі екваторіальних широт Південної півкулі. Циркулюють узимку лише замкненівихори. Тобто надходження «свіжого повітря», у тому числі й озону, немає. А зтим озоном, який є в цих вихорах, відбувається таке: після закінчення зимисонце стає більш активним, стимулюючи у верхній атмосфері фотохімічні процеси.Кристалики льоду, які накопичилися (наприклад, у результаті вулканічнихвикидів), під дією Сонця випаровуються і починають реагувати з озоном,утворюючи озонову діру. Потім, коли минає період замкнених полярних вихорів ідо Антарктиди надходять свіжі маси повітря, збагачені озоном, діра затягується.
Крім кристаликів льоду фотохімічного розпаду можуть зазнаватидомішки антропогенного походження — фреони. У Північній півкулі розташованавелика кількість найбільш розвинених у промисловому відношенні країн, томунадходження різних газів в атмосферу має бути більшим, ніж у Південній. Масафреонів та інших антропогенних домішок збирається в стратосфері, а повітряніпотоки відносять їх до полюсу. Там вони потрапляють в потужний потік циркуляціїполярного вихору, де залишаються всю зиму, а з настанням весни сонячні променіперетворюють їх у фактор руйнування озону.
 

 
5.4Шляхи збереження озонового екрану Землі
 
У1987 р. уряди 56 країн підписали Монреальський протокол, за яким вонизобов'язалися в найближче десятиріччя вдвічі скоротити виробництвофторхлорвуглеців та інших речовин, що руйнують озоновий шар. До 1996 рокупромислово розвинені країни повністю припинили виробництво фреонів, а такожруйнуючих озон галонів і тетрахлориду вуглецю. Але країни, що розвиваються,зроблять це лише до 2012 року. Наступним етапом повинна стати заборонаметилбромідів та гідрофреонів. Рівень виробництва перших з 1996 р. бувзаморожений у промислово розвинених країнах, гідрофреони повністю знімаються звиробництва до 2030 року. Країни, що розвиваються, досі ще не взялизобов'язання щодо контролю над цими хімічними речовинами.
З моменту підписання Монреальського протоколу завдякиузгодженим зусиллям міжнародного співтовариства за ці роки виробництво таспоживання речовин, що є найбільш небезпечними для озонового шару, скоротилосябільш ніж удвічі. Було зупинено збільшення вмісту в атмосфері речовин, щоруйнують озон.
У промисловості ряду країн СНД уже вжито достатньо ефективнихзаходів із охорони озонового шару. Наприклад, серед нині діючих міжнароднихпрограм захисту озонового шару можна назвати спільний російсько-американськийпроект «Метеор-3-Томс». З космодрому Плесецьк (Росія) було виведено на орбітуметеорологічний супутник «Метеор-4», на якому, крім штатноїнауково-дослідницької апаратури було встановлено спектрометр «Томе», створенийу НАСА (США) для вивчення та складання глобальних карт розподілу озону надпланетою, а також для стеження за його мінливістю. Вчені вважають, що вже внайближчі роки почнеться відновлення озонового шару.
Світові виробники холодильної техніки відмовилися від фреоніві перейшли на використання озонобезпечних речовин-холодоагентів:пропан-бутанову суміш, спінювач із циклопентаном.
Російськіфізики запропонували організувати глобальне очищення атмосфери від фреонів,впливаючи на неї мікрохвильовими розрядами. Створені оригінальні проекти штучногоотримання озону в стратосфері.

6. Антропогенне забруднення навколоземного космічногопростору
Сьогоднірозвиток цивілізації неможливий без широкомасштабного використання космічноїтехніки. Але освоєння навколоземного космічного простору супроводжуєтьсяантропогенним впливом різного виду, що неминуче приводить до тих же проблем,які з затратами великих сил і засобів доводиться вирішувати людству на Землі — проблем раціонального використання і охорони природного середовища.
Навколоземний космічний простір (НКП) — це середовище, яке єзовнішньою газовою оболонкою, що оточує Землю. Вона захищає все живе відсмертоносної радіації і є важливою ланкою в складному ланцюзі сонячно-земнихзв'язків, що визначають умови життя на Землі. НКП знаходиться на висотіприблизно 100 км і вище і включає в себе верхню атмосферу, іоносферу,плазмосферу, радіаційні пояси і внутрішню частину магнітосфери.
Головна специфіка дослідження і освоєння НКП складається знеобхідності використання дуже потужних технічних засобів — космічних ракет. Заїх допомогою вивчається найбільш слабке з усіх природних середовищ: кількістьречовини в НКП на багато порядків менша, а енергетика процесів набагатослабкіша, ніж у приземній атмосфері та в літосфері. Саме це протиріччя — найбільш потужні технічні засоби у найбільш слабкому з відомих нам природнихсередовищ — і створює головну екологічну небезпеку антропогенного впливу наНКП.
За певних умов антропогенні впливи можуть виконувати рольсвоєрідного «пускового механізму», стимулюючи розвиток круп-номасштабних нестійкостейв НКП, і тим самим багатократно підсилювати ефекти впливу.
Зараз накопичено багато даних, які свідчать про помітнілокальні і крупномасштабні зміни характеристик і властивостей НКП у результатідії антропогенного фактора.
Виділяють основні типи антропогенного впливу на НКП:
— викид хімічних речовин у результаті роботи ракетнихдвигунів;
— забруднення твердими фрагментами, «космічним сміттям»(відпрацьованими супутниками, елементами з'єднувальних частин та ін.);
— електромагнітне випромінювання від радіо- та іншихпромислових систем зв'язку;
— проникнення забруднюючих речовин з приземної атмосфери;
— радіоктивне забруднення і важке випромінювання ядернихенергетичних установок, що використовуються на космічних апаратах;
— енергетична та динамічна реакція в результаті польотівракет;
— біологічне забруднення НКП.
Якбачимо, антропогенні впливи на НКП різноманітні за фізичною природою, обсягамиі формами впливу. Для охорони НКП від антропогенного забруднення необхіднорозробляти методи і технічні засоби контролю за локальним і крупномасштабнимантропогенним впливом, науково-технічні основи нормування гранично допустимихвпливів на НКП, розробляти рекомендації щодо запобігання, зниження та усуненнянаслідків антропогенного впливу на навколоземне середовище.

Висновки
Вкурсовій роботі ми розглянули проблеми які хвилюють людство – охоронаповітряного середовища, а саме антропогенні зміни клімату Землі посередствомдії людства на озоновий шар Землі та шляхи і методи його захисту.

 
Література
 
1.Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: Теорія тапрактикум. — К.: Лібра, 2002.
2.Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. Основи загальної екології. — К.:Либідь, 2003.
3.Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Практикум із загальної екології. -К.: Либідь,2007.
4.Голубець М.А., Кучерявий В.П., Генсірук С.А. та ін. Конспект лекцій з курсу«Екологія і охорона природи». — К.: УМК ВО, 2010.
5.Джигирей B.C., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишньогосередовища. — Львів: Афіша, 2001.
6.Злобін Ю.А. Основи екології. — К.: Либідь, 2008.
7. Злобін Ю.А., КочубейН.В. Загальна екологія. — Суми: ВТД «Університетська книга», 2003.
8.Кучерявий В.П. Екологія. — Львів: Світ, 2000.
9.Мороз С.А. Історія розвитку біосфери Землі: У 2 кн. — К.: Заповіт, 1996.
10.Серебряков В.В. Основи екології. — К.: Знання-Прес, 2001.
11.Царенко О.М., Злобін Ю.А. Навколишнє середовище та економіка природокористування.- К.: Вища школа, 2009.