Экология воздушного бассейна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако её роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает её от вредных космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние 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 представляет собой 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, аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. воздух биосфера смог климат

Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли и из космоса, а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар.

Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.

Со второй половины XIX в. в связи с интенсивным развитием промышленности и сельского хозяйства, ростом городов начал изменяться пылевой и газовый состав атмосферы. Изменения, вызванные деятельностью человека в естественном составе атмосферы, являются загрязнениями воздуха.

Сведение лесов и распашка обширных земель, выдувание почв, лесные и степные пожары - все это сопровождалось ростом запыленности воздуха. С конца XIX в. по настоящее время количество пыли в атмосфере возросло почти в 20 раз. Особенно быстро увеличивалась запыленность воздуха последние десятилетия.

Большая часть пыли в атмосфере в настоящее время связана с выдуванием пахотных земель. Поэтому меры по борьбе с дефляцией важнее не только для сохранения почвенного плодородия, но одновременно они решают также проблемы охраны воздуха.

При сжигании топлива в атмосферу попадает большое количество зольных веществ. Помимо золы, воздух загрязняется разнообразными твердыми частицами промышленного происхождения. Например, миллионы тонн пыли образуются при производстве цемента, на металлургических заводах, при электросварке, при износе трущихся металлических деталей и конструкций и т.д. Распыляется в воздухе асфальт и бетон дорог, резина покрышек автомобилей. Химизация сельского хозяйства сопровождается попаданием в атмосферу все большего количества химических веществ.

С каждым годом увеличивается газовое загрязнение воздуха. Уголь, нефтепродукты, газ при сжигании выделяют большое количество сернистых соединений. Сернистый газ с водой воздуха образует капельки серной кислоты. Растворы серной и других кислот могут долго держаться в воздухе в виде плавающих капелек тумана или выпадать вместе с дождем. Такие дожди называют кислыми. Они разъедают металлы, краски, синтетические соединения, ткани, губительно действуют на почву, растения и животных.

Огромное количество газов выбрасывают в атмосферу автомобили. Из их выхлопных труб в атмосферу попадают сотни миллионов тонн окиси углерода, соединений азота, углеводородов и других веществ.

В результате деятельности человека в больших размерах изменяется количественное соотношение газов атмосферы. Нарастающими темпами увеличивается концентрация углекислого газа и уменьшается содержание кислорода. Чем больше сжигается в топках минерального топлива, тем быстрее идут эти процессы. В течение последних ста лет за счет сжигания топлива человек добавил в атмосферу 400 млрд. тонн углекислого газа. Лесные и степные пожары вызванные человеком, также увеличили его содержание. С другой стороны сократились площади лесов, являющиеся основными поглотителями газа. Все это привело к тому, что поступление углекислого газа в атмосферу стало превышать его потребление растениями и другими живыми организмами.

Повешение концентрации углекислого газа в атмосфере усиливает "тепличный эффект", создаваемый этим газом. Углекислый газ препятствует оттоку значительной части тепла, излучаемого земной поверхностью. Увеличение концентрации газа в атмосфере сопровождается повышением средних температур воздуха у земной поверхности. Некоторые ученые предполагают, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере приведет к более интенсивному росту растений, а это, в свою очередь,- к очищению атмосферы от его избытков. Однако значительно больше ученых придерживаются иной точки зрения: увеличение содержания углекислого газа в атмосфере неизбежно приведет к повышению температура воздуха на нашей планете. Это, в свою очередь, вызовет усиление таяния полярных льдов, поднятие уровня Мирового океана, частичное затопление суши, смещение природных зон и ряд других последствий. Остается дискуссионным лишь вопрос о том, как скоро это произойдет и сколь существенно это скажется на жизни людей.

До середины XIX столетия содержание кислорода в атмосфере оставалось постоянным. Затраты кислорода на окисление органических остатков в природе компенсировались фотосинтезом. Ныне это равновесие нарушено. Развитие энергетики, при которой сжигается топливо, ряд промышленных процессов требуют все большего количества кислорода. Особенно много кислорода потребляют развитые промышленные страны.

За весь период человеческой деятельности безвозвратно израсходовано на процессы горения 273 млрд. тонн кислорода. Однако это привело к уменьшению концентрации кислорода всего лишь на 0,02%, так как его содержание в атмосфере очень велико. Следовательно, несмотря на постоянный рост его потребления, кислородное голодание в обозримой перспективе человечеству не грозит.

В последние время возникла новая проблема, связанная с необходимостью сохранения озонового экрана - слоя озона, сконцентрированного на высоте 20-25 км от поверхности Земли. Озоновый экран поглощает значительную часть коротковолновой солнечной радиации, губительно действующей при большом количестве на живые организмы. Недавно было обнаружено, что периодически над Антарктидой возникает "озоновая дыра". Причины этого явления пока не ясны, но некоторые ученые связывают их с загрязнением атмосферы рядом химических веществ, производимых человеком.

Отдельно взятые вещества, загрязняющие воздух, менее опасны, чем их смеси. Химические реакции, протекающие непосредственно в воздухе, приводят к возникновению дымных туманов - смогов. Смоги, возникают при определенных условиях: во-первых, при большом количестве пыли и газов, выбрасываемых в воздух города; во-вторых, при длительном существовании антициклонных условий погоды, когда загрязнители скапливаются приземном слое атмосферы.

Смоги, бывают нескольких типов. Наиболее изучен и известен влажный смог. Он обычен для стран с морским климатом, где очень часты туманы и высока относительная влажность воздуха. Это способствует смешиванию загрязняющих веществ, их взаимодействию в химических реакциях. Тогда и возникает в 100-200-метровом слое воздуха ядовитый густой грязно-желтый туман - влажный смог.

Сухой смог отличается от влажного смога своими свойствами. Воздух сухой, поэтому смог здесь образует не туман, а синеватую дымку.

Третий вид смога - ледяной смог. Он возникает в Арктике и Субарктике при низких температурах в антициклоне. В этом случае выбросы даже небольшого количества загрязняющих веществ из топок приводят к возникновению густого тумана, состоящего из мельчайших кристалликов льда и серной кислоты. Смоги разных типов характерны для многих крупных городов мира, в том числе и для ряда городов нашей страны, где существуют физико-географические условия, благоприятные для возникновения смога.

Одним из способов борьбы с загрязнением воздуха заключается в удалении загрязняющих веществ как можно дальше от места выброса. Для этого строят высокие трубы на заводах и тепловых станциях. Трубы выбрасывают сажу, золу и газы в струи воздуха, которые переносят их на большие расстояния от места выброса и рассеивают в больших объемах воздуха. Но в связи с ростом объемов выброса этот способ перестает эффективно защищать атмосферу от загрязнений. Поэтому в настоящее время, помимо труб, во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистительных сооружений - фильтров, которые уменьшают выбросы в атмосферу. Но даже самые совершенные очистные установки не могут полностью уловить загрязняющие вещества, и какая-то их часть поступает в воздух. Наиболее полное решение проблемы загрязнения воздуха достигается только при организации безотходного производства. Постепенно появляется все большее число заводов, работающих по замкнутому циклу. Для организации такого безотходного производства необходимо формирование территориально - производственных комплексов, где выбросы одного предприятия могут служить сырьем для другого.

Все перечисленные меры не решают проблему сохранения газового состава атмосферы. С каждым годом количество сжигаемого топлива растет, а вместе с этим, увеличивается концентрация углекислого газа в атмосфере и снижается концентрация кислорода. Выход заключается в новых способах производства энергии.

Значительная доля загрязнения атмосферы от автотранспорта. Одно из решений этой проблемы заключается в создании электромобиля или автомобиля, работающего на водородном топливе. У такого автомобиля в качестве отходов образуется чистая вода.

В охране воздуха городов и населенных пунктов важная роль принадлежит зеленым насаждениям и зеленым зонам, расположенным вокруг городов и предприятий. Эти насаждения очищают воздух от пыли, улучшают его газовый состав, уменьшают силу городских шумов.

Значительный вклад в решение проблем охраны воздуха вносят географические науки. При строительстве предприятий, городов, населенных пунктов приходится учитывать господствующие направления ветров, характер рельефа, местные особенности климата, почвенного и растительного покрова и т. д. Данные метеорологии, климатологии, физической географии позволяют предусмотреть направления переноса загрязняющих веществ от мест выброса в атмосфере, определить время и степень их концентрации и развеивания.

Проблема охраны воздуха в городах страны остается весьма острой, концентрация вредных веществ в воздухе нередко превышает допустимые нормы в 10 и более раз. Это требует принятия более строгих мер с целью неукоснительного соблюдения принятого в стране закона "Об охране атмосферного воздуха"

Размещено на Allbest.ru