ПЛАН:
Введение
1. Атмосфера — внешняя оболочка биосферы
2. Загрязнение атмосферы
3. Экологические последствия загрязнения атмосферы7
3.1 Парниковый эффект
3.2Нарушение озонового слоя
3Кислотные дожди
Заключение
Список использованных источников
Введение
Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.
В настоящее время из всех форм деградации природной среды России именно загрязненность атмосферы вредными веществами является наиболее опасной. Особенности экологической обстановки в отдельных регионах Российской Федерации и возникающие экологические проблемы обусловлены местными природными условиями и характером воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского хозяйства. Степень загрязнения воздуха зависит, как правило, от степени урбанизированности и промышленного развития территории (специфика предприятий, их мощность, размещение, применяемые технологии), а также от климатических условий, которые определяют потенциал загрязнения атмосферы.
Атмосфера оказывает интенсивное воздействие не только на человека и биосферу, но и на гидросферу, почвенно-растительный покров, геологическую среду, здания, сооружения и другие техногенные объекты. Поэтому охрана атмосферного воздуха и озонового слоя является наиболее приоритетной проблемой экологии и ей уделяется пристальное внимание во всех развитых странах.
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце дошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию.
Особенно резко возросла нагрузка на окружающую среду во второй половине 20 века. Во взаимоотношениях между обществом и природой произошел качественный скачёк, когда в результате резкого увеличения численности населения, интенсивной индустриализации и урбанизации нашей планеты хозяйственные нагрузки начали повсеместно превышать способность экологических систем к самоочищению и регенерации. Вследствие этого нарушился естественный круговорот веществ в биосфере, под угрозой оказалось здоровье нынешнего и будущего поколений людей.
/>1. Атмосфера –внешняя оболочка биосферы.
Масса атмосферы нашей планетыничтожна — всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природныхпроцессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного то шара атмосферы определяетобщий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредныхкосмического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказываетвлияние на местные климатические условия, а через них — на режим рек,почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.
Современный газовый состав атмосферы- результат длительного исторического развития земного шара. Он представляетсобой в основном газовую смесь двух компонентов — азота (78,09%) и кислорода(20,95%). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93%), углекислый газ(0,03%) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон,ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду сгазами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли(например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и изкосмоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животногоили микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водянойпар.
Наибольшее значение для различныхэкосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислыйгаз и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.
Кислород играет важнейшую роль в жизнибольшинства живых организмов нашей планете. Он необходим всем для дыхания.Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результатежизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовыхлучей он превращался в озон. По мере накопления озона произошло образованиеозонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран, надежнозащищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живыхорганизмов.
Современная.атмосфера содержит едвали двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей планете. Главные.запасыкислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислахжелеза, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилосьприблизительное равновесие между производством кислорода в процессефотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее времяпоявилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасыкислорода в атмосфере могут уменьшиться. Особую опасность представляетразрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинствоученых связывают это с деятельностью человека.
Круговорот кислорода в биосференеобычайно сложен, так как с ним вступает в реакцию большое количествоорганических и неорганических веществ, а также водород, соединяясь с которымкислород образует воду.
Углекислый газ (диоксид углерода) используется впроцессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаряэтому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород,углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразныхмеханизмах круговорота веществ в природе. Содержание углекислого газа ввоздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты.Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа ввоздухе бывает выше нормы.
Некоторые колебания содержанияуглекислого газа в воздухе местности зависят от времени суток, сезона года,биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с началавека среднее содержание углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянноувеличивается. Ученые связывают этот процесс главным образом с деятельностьючеловека.
Азот — незаменимый биогенный элемент,поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера — неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не можетнепосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан ввиде химических соединений.
Частично азот поступает из атмосферыв экосистемы в виде оксида азота, образующегося под действием электрическихразрядов во время гроз. Однако основная часть азота поступает в воду и почву врезультате его биологической фиксации. Существует несколько видов бактерий исине-зеленых водорослей (к счастью, весьма многочисленных), которые способныфиксировать азот атмосферы. В результате их деятельности, а также благодаряразложению органических остатков в почве растения-автотрофы получаютвозможность усваивать необходимый азот.
Круговорот азота тесно связан скруговоротом углерода. Несмотря на то что круговорот азота сложнее, чемкруговорот углерода, он, как правило, происходит быстрее.
Другие составные части воздуха неучаствуют в биохимических циклах, но наличие большого количества загрязнителейв атмосфере может привести к серьезным нарушениям этих циклов.
2. Загрязнениеатмосферы.
Загрязнение атмосферы. Различные негативные измененияатмосферы Земли связаны главным образом с изменением концентрациивторостепенных компонентов атмосферного воздуха.
Существует два главных источниказагрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. Естественный источник — это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессыразложения растений и животных.
К основным антропогеннымисточникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетическогокомплекса, транспорт, различные машиностроительные предприятия.
Помимо газообразных загрязняющихвеществ, в атмосферу поступает большое количество твердых частиц. Это пыль,копоть и сажа. Большую опасность таит загрязнение природной среды тяжелымиметаллами. Свинец, кадмий, ртуть, медь, никель, цинк, хром, ванадий сталипрактически постоянными компонентами воздуха промышленных центров. Особенноостро стоит проблема загрязнения воздуха свинцом.
Глобальное загрязнение атмосферноговоздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно на зеленомпокрове нашей планеты. Одним из самых наглядных показателей состояния биосферыслужат леса их самочувствие.
Кислотные дожди, вызываемые главнымобразом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред леснымбиоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных дождей вбольшей степени, чем широколиственные.
Только на территории нашей страныобщая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн га.Значительным фактором деградации лесов в последние годы является загрязнениеокружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭСпоражено 2,1 млн га лесных массивов.
Особенно сильно страдают зеленыенасаждения в промышленных городах, атмосфера которых содержит большоеколичество загрязняющих веществ.
Воздушная экологическая проблемаистощения озонового слоя, в том числе появление озоновых дыр над Антарктидойи Арктикой, связана с чрезмерным применением фреонов в производстве и быту.
Хозяйственная деятельность человека,приобретая все более глобальный характер, начинает оказывать весьма ощутимоевлияние на процессы, происходящие в биосфере. Вы уже узнали о некоторыхрезультатах деятельности человека и их влиянии на биосферу. К счастью, до определенногоуровня биосфера способна к саморегуляции, что позволяет свести к минимумунегативные последствия деятельности человека. Но существует предел, когдабиосфера уже не в состоянии поддерживать равновесие. Начинаются необратимыепроцессы, приводящие к экологическим катастрофам. С ними человечество ужестолкнулось в ряде регионов планеты.
3. Экологические последствиязагрязнения атмосферы
К важнейшим экологическимпоследствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:
1) возможное потепление климата(«парниковый эффект»);
2) нарушение озонового слоя;
3) выпадение кислотных дождей.
Большинство ученых в мирерассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.
3.1 Парниковый эффект
В настоящее время, наблюдаемоеизменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовойтемпературы, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученыхсвязывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» —диоксида углерода (СО2), метана (СН4), хлорфторуглеродов(фреонов), озона (О3), оксидов азота и др. (см. таблицу 9).
Таблица 9
Антропогенные загрязнители атмосферы исвязанные с ними изменения (В.А. Вронский, 1996)
/>
Примечание. (+) — усиление эффекта;(-) — снижение эффекта
Парниковые газы, и в первую очередьСО2, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхностиЗемли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы.Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, сдругой — почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.
В связи со сжиганием человеком всебольшего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодноболее 9 млрд. т. условного топлива) — концентрация СО2 в атмосферепостоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленномпроизводстве и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1—1,5%в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных горных выработок,сжигание биомассы, выделения крупным рогатым скотом и др.). В меньшей степенирастет содержание в атмосфере и оксида азота (на 0,3% ежегодно).
Следствием увеличения концентрацийэтих газов, создающих «парниковый эффект» является рост средней глобальнойтемпературы воздуха у земной поверхности. За последние 100 лет наиболее теплымибыли 1980, 1981, 1983, 1987 и 1988 гг. В 1988 г. среднегодовая температураоказалась на 0,4 градуса выше, чем в 1950—1980 гг. Расчеты некоторых ученыхпоказывают, что в 2005 г. она будет на 1,3 °С больше, чем в 1950—1980 гг. Вдокладе, подготовленном под эгидой ООН международной группой по проблемамклиматических изменений, утверждается, что к 2100 г. температура на Землеувеличится на 2—4 градуса. Масштабы потепления за этот относительно короткийсрок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледниковогопериода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первуюочередь, это связано с предполагаемым повышением уровня Мирового океана,вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.д. Моделируя экологические последствия повышения уровня океана всего лишь на0,5—2,0 м к концу XXI в., ученые установили, что это неизбежно приведет кнарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем30 странах, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширныхтерриторий и к другим неблагоприятным последствиям.
Однако ряд ученых видят впредполагаемом глобальном потеплении климата и положительные экологическиепоследствия. Повышение концентрации СО2 в атмосфере и связанное сним увеличение фотосинтеза, а также возрастание увлажнения климата могут, по ихмнению, привести к увеличению продуктивности как естественных фитоценозов(лесов, лугов, саванн и др.), так и агроценозов (культурных растений, садов,виноградников и др.).
По вопросу о степени влиянияпарниковых газов на глобальное потепление климата также нет единства вомнениях. Так, в отчете Межправительственной группы экспертов по проблемеизменения климата (1992) отмечается, что наблюдающееся в последнее столетиепотепление климата на 0,3—0,6 °С могло быть обусловлено преимущественноприродной изменчивостью ряда климатических факторов.
На международной конференции вТоронто (Канада) в 1985 г. перед энергетикой всего мира поставлена задачасократить к 2010 г. на 20% промышленные выбросы углерода в атмосферу. Ноочевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь присочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики —максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем ивсей биосферы Земли.
3.2 Нарушение озонового слоя
Озоновый слой (озоносфера)охватываетвесь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальнойконцентрацией озона на высоте 20—25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянноменяется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области.Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до50%) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры». С тех поррезультаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слояпрактически на всей планете. Так, например, в России за последние десять летконцентрация озонового слоя снизилась на 4—6% в зимнее время и на 3 % — влетнее. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезнаяугроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озонаослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткогоультрафиолетового излучения (УФ-радиация). Живые организмы весьма уязвимы дляультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно,чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайнопоэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги,наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др. Так, например, помнению ряда ученых-экологов, к 2030 г. в России при сохранении нынешних темповистощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек.Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.),подавление иммунной системы и т. д. Установлено также, что растения подвлиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют своюспособность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрывутрофических цепей биоты водных экосистем, и т. д. Наука еще до конца неустановила, каковы же основные процессы, нарушающие озоновый слой.Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновыхдыр». Последнее, по мнению большинства ученых, более вероятно и связано сповышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широкоприменяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители,распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоныразлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулыозона. По данным международной экологической организации «Гринпис», основнымипоставщиками хлорфторуглеродов (фреонов) являются США— 30,85%, Япония — 12,42%,Великобритания — 8,62% и Россия — 8,0%. США пробили в озоновом слое «дыру»площадью 7 млн. км2, Япония — 3 млн. км2, что в семь разбольше, чем площадь самой Японии. В последнее время в США и в ряде западныхстран построены заводы по производству новых видов хладореагентов(гидрохлорфторуглеродово) с низким потенциалом разрушения озонового слоя. Согласнопротоколу Монреальской конференции (1990 г.), пересмотренному затем в Лондоне(1991 г.) и Копенгагене (1992 г.), предусматривалось снижение выбросовхлорфторуглерода к 1998 г. на 50%. Согласно ст. 56 Закона Российской Федерацииоб охране окружающей природной среды, в соответствии с международнымисоглашениями, все организации и предприятия обязаны сократить и в последующемполностью прекратить производство и использование озоноразрушающих веществ.
Ряд ученых продолжают настаивать наестественном происхождении «озоновой дыры». Причины ее возникновения одни видятв естественной изменчивости озоносферы, циклической активности Солнца, другиесвязывают эти процессы с рифтогенезом и дегазацией Земли.
3.3 Кислотные дожди
Одна из важнейших экологическихпроблем, с которой связывают окисление природной среды, — кислотныедожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксидасеры и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют сернуюи азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (числорН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностьюрН=3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе —рН=2,3. Суммарные мировые антропогенные выбросы двух главных загрязнителейвоздуха — виновников подкисления атмосферной влаги — SO2 и NO составляютежегодно — более 255 млн. т. По данным Росгидромета, ежегодно натерритории России выпадает не менее 4.22 млн.т серы, 4.0 млн.т. азота(нитратного и аммонийного) в виде кислотных соединений, содержащихся ватмосферных осадках. Как видно из рисунка 10, наибольшие нагрузки серынаблюдаются в густонаселенных и индустриальных регионах страны.
/>
Рисунок 10. Среднегодовое выпадениесульфатов кг серы/кв. км (2006 г.) [по материалам сайта www.sci.aha.ru]
Высокие уровни выпадений серы(550-750 кг/кв. км в год) и суммы соединений азота (370-720 кг/кв. км в год) ввиде больших по площади ареалов (несколько тыс. кв. км) наблюдаются вгустонаселенных и промышленных регионах страны. Исключением из этого правилаявляется ситуация вокруг г. Норильска, след загрязнений от которого превышаетпо площади и мощности выпадения в зоне осаждения загрязнений в районе Москвы,на Урале.
На территории большинства субъектовФедерации выпадение серы и нитратного азота от собственных источников непревышает 25% от их суммарных выпадений. Вклад собственных источников по серепревышает этот порог в Мурманской (70%), Свердловской (64%), Челябинской (50%),Тульской и Рязанской (по 40%) областях и в Красноярском крае (43%).
В целом, на Европейской территориистраны лишь 34% выпадений серы имеет российское происхождение. Из оставшейсячасти 39% поступает от европейских стран, а 27% из прочих источников. При этомнаибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды вносят Украина(367 тыс. тонн), Польша (86 тыс. т), Германия, Белоруссия и Эстония.
Особенно опасной ситуацияпредставляется в зоне гумидного климата (от Рязанской области и севернее вЕвропейской части и всюду на Урале), так как эти регионы отличаютсяестественной повышенной кислотностью природных вод, которая благодаря этимвыбросам еще более возрастает. В свою очередь, это ведет к падениюпродуктивности водоемов и росту заболеваемости зубов и кишечного тракта улюдей.
На огромной территории природнаясреда закисляется, что весьма негативно отражается на состоянии всех экосистем.Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются разрушению даже при меньшемуровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для человека. «Озера иреки, лишенные рыбы, гибнущие леса — вот печальные последствия индустриализациипланеты». Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающиепод их влиянием процессы. Под действием кислотных осадков из почвывыщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества,но и токсичные тяжелые и легкие металлы — свинец, кадмий, алюминий и др.Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваютсярастениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативнымпоследствиям.
Воздействие кислотных дождейснижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, чтоприводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.
Ярким примером негативноговоздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер.В нашей стране площадь значительного закисления от выпадениякислотных осадков достигает несколько десятков миллионов гектаров. Отмечены ичастные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность осадковнаблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и другихзагрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, атакже фрагментарно на побережье Таймыра и Якутии.
Заключение
Охрана природы — задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями.
Однако воздействиечеловека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Только во второй половине XX века благодаряразвитию экологии и распространению экологических знаний среди населения стало очевидным,что человечество является непременной частью биосферы, что покорение природы, бесконтрольноеиспользование ее ресурсов и загрязнение окружающей среды – тупик в развитии цивилизациии в эволюции самого человека. Поэтому важнейшее условие развития человечества –бережное отношение к природе, всесторонняя забота о рациональном использовании ивосстановлении ее ресурсов, сохранении благоприятной окружающей среды.
Однако многиене понимают тесной взаимосвязи между хозяйственной деятельностью людей и состояниемокружающей природной среды.
Широкое эколого-природоохранноепросвещение должно помочь людям в усвоении таких экологических знаний и этическихнорм и ценностей, отношений и образа жизни, которые необходимы для устойчивого развитияприроды и общества. Чтобы в корне улучшить положение,понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная идейственная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае,если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знанияо взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методыуменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
Список используемойлитературы
1. Акимова Т. А., Хаскин В. В. Экология.М.: Юнити, 2000.
2. Безуглая Э.Ю., Завадская Е.К. Влияние загрязнения атмосферы на здоровье населения. СПб.: Гидрометеоиздат, 1998. С. 171–199.
3. Гальперин М. В. Экология и основы природопользования. М.: Форум-Инфра-м, 2003.
4. Данилов-Данильян В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. М.: МНЭПУ, 1997.
5. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие / Ред. Э.Ю.Безуглая и М.Е.Берлянд. – Ленинград, Гидрометеоиздат, 1983.
6. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003.
7. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. М.: Финансы и статистика, 1999.
8. Уорк K., Уорнер С., Загрязнение воздуха. Источники и контроль, пер. с англ., М. 1980.
9. Экологическое состояние территории России: Учебное пособие для студентов высш. пед. Учебных заведений / В. П. Бондарев, Л.Д. Долгушин, Б.С. Залогин и др.; Под ред. С.А. Ушакова, Я.Г. Каца – 2-е изд. М.: Академия, 2004.
10. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Изд. 6-е. СПб., 2005, 290 с.
11. Ежегодник состояния загрязнения атмосферы в городах на территории России. 2004.– М.: Метеоагентство, 2006, 216 с.