С ОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОХРАНА АТМОСФЕРЫ Выполнили Тюлюкина Алёна Кожевни к ова Ольга Дьякова Александра

А ТМОСФЕРА Жизнь на Земле возможна до тех пор, пока существует земная атмосфера – газовая оболочка, защищающая живые организмы от вредного воздействия космических излучений и резких колебаний температуры. Атмосферным воздухом дышат все аэробные организмы. Если без пищи человек может прожить несколько недель, без воды – несколько суток, то смерть от удушья наступает через 4-5 минут.

С ТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ. Т РОПОСФЕРА. Атмосфера – воздушная оболочка Земли имеет слоистое строение. До высоты км над экватором и км над полюсами воздух более плотный. Этот слой, в котором находится 4/5 всей массы воздуха, называется тропосферой. Нижняя часть тропосферы входит в состав биосферы, в ней существуют живые организмы. Даже современные самолёты не поднимаются выше тропосферы. Состояние тропосферы определяет погоду. При удалении от поверхности Земли в тропосфере происходит понижение температуры на 6°С на каждый км.

С ТРОЕНИЕ АТМОСФЕРЫ На высоте км плавное понижение температуры прекращается, и здесь она остаётся почти постоянной °. Этот небольшой слой называется тропопаузой. Следующий слой – стратосфера – занимает высоту км от земной поверхности. В ней сосредоточена остальная часть воздуха. Температура в стратосфере повышается при удалении от Земли на 1-2° на каждый км, и в стратопаузе, на высоте км, доходит до нуля. Далее на высоте км располагается слой мезосферы. При удалении от Земли температура в нём понижается на 2-3°на каждый км и на высоте 80 км, в мезопаузе, достигает °. Слои термосферы и экзосферы(наружная сфера) занимают высоты км и км.

С ОСТАВ ВОЗДУХА Наибольшее значение для всех живых организмов имеет относительно постоянный состав атмосферного воздуха. В нём содержится азота (N2) 78,3%, кислорода (О2) – 20,95%, диоксида углерода (СО2) – 0,03%, аргона (Ar) – 0,93% от объёма сухого воздуха, небольшое количество других инертных газов. Пары воды составляют 3-4% от всего объёма воздуха.

П АРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ Некоторое увеличение СО2 в атмосфере положительно сказывается на продуктивности растений. Например, насыщение углекислым газом воздуха теплиц повышает урожайность овощей за счёт интенсификации процессов фотосинтеза. Однако общее увеличение содержания СО2 в атмосфере приводит к сложным глобальным явлениям. Углекислый газ свободно пропускает коротковолновое солнечное излучение, но задерживает тепловые лучи, идущие от нагретой земной поверхности. Это явление получило название парникового эффекта.

Противоположный эффект даёт запыление и задымление атмосферы. Механические частицы отражают солнечные лучи, увеличивают отражательную способность (альбедо) Земли, уменьшают её нагревание. Преобладание этих процессов может привести к увеличению ледниковых шапок на полюсах, резкому похолоданию и наступлению ледникового периода. В настоящее время проводятся исследования теплового баланса Земли, чтобы найти пути управления им.

З АГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Загрязнение атмосферы принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение естественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

П РИЧИНЫ И ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ Стремительный рост численности человечества и его научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздействия была несравненно меньше мощного круговорота веществ в природе, то теперь масштабы естественных и антропогенных процессов стали сопоставимыми, а соотношение между ними продолжает изменяться с ускорением в сторону возрастания мощности антропогенного влияния на биосферу.

И СТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Природные источники загрязнения: Извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется со временем. Главный природный процесс загрязнения приземной атмосферы вулканическая и флюидная активность Земли. Крупные извержения вулканов приводят к глобальному и долговременному загрязнению атмосферы, о чем свидетельствуют летописи и современные наблюдательные данные (извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это обусловлено тем, что в высокие слои атмосферы мгновенно выбрасываются огромные количества газов, которые на большой высоте подхватываются движущимися с высокой скоростью воздушными потоками и быстро разносятся по всему земному шару. Продолжительность загрязненного состояния атмосферы после крупных вулканических извержений достигает нескольких лет.

А НТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ : Обусловлены хозяйственной деятельностью человека. К ним следует отнести: 1. Сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд т. углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет ( гг.) содержание СО2 увеличилось на 18 % (с 0,027 до 0,032 %). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. При таких темпах к 2000 г. количество углекислого газа в атмосфере составит не менее 0,05 %. 2. Работа тепловых электростанций, когда при сжигании высокосернистых углей в результате выделения сернистого газа и мазута образуются кислотные дожди. 3. Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фтороуглеводородами из аэрозолей, которые могут привести к повреждению озонового слоя атмосферы (озоносферы).

А НТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ : 4. Производственная деятельность. 5. Загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке и загрузке, от котельных, электростанций, шахтных стволов, карьеров при сжигании мусора). 6. Выбросы предприятиями различных газов. 7. Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, сопровождающееся образованием оксидов азота, которые вызывают смог. 8. Вентиляционные выбросы (шахтные стволы).

О ЗОНОВЫЙ СЛОЙ З ЕМЛИ Озоновый слой Земли – это слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 – 8 (на полюсах), 17 – 18 (на экваторе) и 50 км над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для всего живого на Земле. Его концентрация на высоте 20 – 22 км от поверхности Земли, где она достигает максимума, ничтожно мала. Эта естественная защитная пленка очень тонка: в тропиках ее толщина составляет всего 2 мм, у полюсов она вдвое больше.

Ф РЕОНЫ Главную опасность для атмосферного озона составляет группа химических веществ, объединенных термином «хлорфторуглероды» (ХФУ), называемых также фреонами. В течение полувека эти химикаты, впервые полученные в 1928 г., считались чудо - веществами. Они нетоксичны, инертны, чрезвычайно стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. И поэтому сфера применения ХФУ динамично расширялась. В массовых масштабах их начали использовать в изготовлении холодильников. Затем они стали применяться в системах кондиционирования воздуха, а с началом всемирного аэрозольного бума получили самое широкое распространение. Фреоны оказались очень эффективны при промывке деталей в электронной промышленности, а также нашли широкое применение в производстве пенополиуретанов.

П ОСЛЕДСТВИЯ РАЗРУШЕНИЯ ОЗОНОВОГО СЛОЯ Последствия разрушения озонового слоя можно проиллюстрировать примерами. Так, 1%-ное сокращение озонового слоя вызывает 4%-ный скачок в распространении рака кожи. Вызывая рак кожи и ее старение, ультрафиолетовые лучи одновременно подавляют иммунную систему, что приводит к возникновению инфекционных, вирусных, паразитарных и других заболеваний, к которым относятся корь, ветряная оспа, малярия, лишай, туберкулез, проказа и др. Десятки миллионов жителей планеты полностью или частично потеряли зрение из-за катаракты – болезни, которая возникает в результате повышенной солнечной радиации.

Р АДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ Наиболее опасное загрязнение атмосферы – радиоактивное. В настоящее время оно обусловлено в основном глобально распределенными изотопами – продуктами испытания ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей. Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ из четвертого блока Чернобыльской АЭС в апреле – мае 1986 г. Если при взрыве атомной бомбы над Хиросимой (Япония) в атмосферу было выброшено 740 г. Радионуклидов, то в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. Суммарный выброс радиоактивных веществ в атмосферу составил 77 кг.

МЕРЫ ПО OXPAHE АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Основные пути снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение.

МЕРЫ ПО OXPAHE АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов. Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и при- были предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского комбината обеспечивает санитарную очистку и по- лучение дополнительно многих тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружения- ми улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами одного алюминиевого завода 98% ранее терявшегося фтора, что дает 300 тыс. долларов прибыли в год.

МЕРЫ ПО OXPAHE АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Безотходная технология эффективна в том случае, если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. Цикличное безотходное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, это будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды. Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения переход на использование новых экологически безопасных источников энергии. Например, строительство станций, использующих энергию приливов и отливов, использование гелиоустановок и ветряных двигателей.

МЕРЫ ПО OXPAHE АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В качестве частных решений защиты воздуха от выхлопных газов автомобилей можно указать на установку фильтров и дожигающих устройств, замену добавок, содержащих свинец, организацию движения транспорта, которая уменьшит и исключит частую смену режимов работы двигателей (дорожные развязки, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т.д.). Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутреннего сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили.

МЕРЫ ПО OXPAHE АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Для поддержания чистоты воздуха большое значение имеет панировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоя- щей из зеленых насаждений. Необходимо учитывать направление основных ветров (розу ветров), рельеф местности и наличие водоемов, располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны лучше размещать вдали от жилых кварталов или за пределами города. Озеленение городов и промышленных центров: зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72% взвешенных частиц пыли и до 60% диоксида серы. Поэтому в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз меньше, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в значительной мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей.