Воздействие человека на атмосферу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Моноисточниковый реферат

В статье «Воздействие человека на атмосферу», помещённой в журнале «Химия и жизнь» №11, 1972 г, стр. 22-26 рассматриваются проблемы окружающей среды.

Автор статьи - известный Академик А. П. Виноградов;

В своей статье Виноградов А. П. рассматривает важную область взаимодействия человечества с окружающей средой .

Автор останавливается на следующих вопросах:

1. возникают ли в биосфере под влиянием человеческой деятельности ситуации, ведущие к нарушению природных равновесий;

2. сказывается ли человеческая деятельность на поведении атмосферы и, следовательно, на изменении климата Земли.

Сущность проблемы сводится к тому, что из-за стремительного роста индустрии, интенсификации сельского хозяйства и урбанизации атмосфера Земли все больше загрязняется пылью, СО2, СО, H2S, SO3, NО3, что прямо угрожает здоровью людей.

Статья состоит из 5 частей, начинается с того, что влияние человека на природу началось уже тогда, когда люди стали выжигать и истреблять леса, обрабатывать пашню и приручать диких животных. С развитием цивилизации это влияние резко возрастало. Сейчас биосферу пронизали новые, не привычные ей потоки огромных масс вещества и новые каналы перемещения энергии. Например, параллельно росту населения Земли, которое удваивается примерно за 35 лет, быстрыми темпами растет продукция промышленности и сельского хозяйства. Естественно, что это отражается на свойствах биосферы.

Заканчивается выводами академика о том, что для выяснения возможных критических изменений атмосферы нужны глобальные наблюдения, например над запыленностью атмосферы и нижней стратосферы, над динамикой концентрации СО2 и другими факторами, находящимися под влиянием хозяйственной деятельности людей. Это позволит более четко определить влияние человека на воздушный бассейн планеты и прояснит картину внеземных, космических воздействий на климат, которые, по мнению многих ученых, и ответственны за изменение климата Земли.

В начале статьи определяются главные вопросы - воздействие человека на атмосферу? Говорится о том, что влияние человека на природу становится все глубже, все многограннее. Это стало не только научной, но и государственной проблемой.

Далее дается общая характеристика проблемы, состоящая из 4 частей:

1. КИСЛОРОДА ХВАТИТ НАДОЛГО;

2. ТЕПЕРЬ О СO2;

3. НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АТМОСФЕРНОМ АЗОТЕ;

4. ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ;

5. ПЫЛЬ, ЛЕТАЮЩАЯ В ВОЗДУХЕ

В основной части излагается научное описание воздействия человека на атмосферу.

Автор приводит цифры, подтверждающие состояние окружающей среды.

Автор подводит итог, что для выяснения возможных критических изменений атмосферы нужны глобальные наблюдения, например над запыленностью атмосферы и нижней стратосферы, над динамикой концентрации СО2 и другими факторами, находящимися под влиянием хозяйственной деятельности людей. Это позволит более четко определить влияние человека на воздушный бассейн планеты и прояснит картину внеземных, космических воздействий на климат, которые, по мнению многих ученых, и ответственны за изменение климата Земли.

В итоге можно только подчеркнуть глобальную проблему атмосферы, связанную с влияние человека на неё.

Безусловной заслугой автора является сама тема статьи, область, в которой необходимость научных прогнозов стоит на повестке дня.

Достоинством работы является изложение статьи в доступной форме для всех возрастов.

Так же к достоинствам относятся цифры, приведённые в статье, которые наглядно подтверждают состояние атмосферы.

Недостатком работы является отсутствие иллюстраций.

Аннотация

Журнал «Химия и жизнь» №11, статья «Воздействие человека на атмосферу», 1972 г, стр. 22-26

Статья посвящена вопросам, окружающей среды, рассматривает важную область взаимодействия человечества с окружающей средой, область, в которой необходимость научных прогнозов стоит на повестке дня. Автор раскрывает Сущность проблемы, которая сводится к тому, что из-за стремительного роста индустрии, интенсификации сельского хозяйства и урбанизации атмосфера Земли все больше загрязняется пылью, СО2, СО, H2S, SO3, NО3, что прямо угрожает здоровью людей.

Особое внимание автор уделяет таким вопросам, как: Возникают ли в биосфере под влиянием человеческой деятельности ситуации, ведущие к нарушению природных равновесий? Сказывается ли человеческая деятельность на поведении атмосферы и, следовательно, на изменении климата Земли.

На основе анализа «взаимодействие человека на атмосферу» автор подводит итог: для выяснения возможных критических изменений атмосферы нужны глобальные наблюдения, например над запыленностью атмосферы и нижней стратосферы, над динамикой концентрации СО2 и другими факторами, находящимися под влиянием хозяйственной деятельности людей. Это позволит более четко определить влияние человека на воздушный бассейн планеты и прояснит картину внеземных, космических воздействий на климат, которые, по мнению многих ученых, и ответственны за изменение климата Земли.

Конспект

Влияние человека на природу становится все глубже, все многограннее. Это стало не только научной, но и государственной проблемой.

Влияние человека на природу началось уже тогда, когда люди стали выжигать и истреблять леса, обрабатывать пашню и приручать диких животных.

Параллельно росту населения Земли, которое удваивается примерно за 35 лет, быстрыми темпами растет продукция промышленности и сельского хозяйства. Естественно, что это отражается на свойствах биосферы.

КИСЛОРОДА ХВАТИТ НАДОЛГО

В наше время единственный источник кислорода атмосферы - фотосинтез зеленых растений. Все другие земные процессы, освобождающие О2, ничтожно малы.

С каждым годом все больше кислорода тратится на сжигание горючих ископаемых: лишь за последние двадцать лет сгорело 70% нефти от всего ее количества, добытого за все время эксплуатации человеком земных недр (33·109 тонн); угля соответственно было сожжено 37% (125·109 тонн), а горючий газ практически весь был добыт за последние 20 лет (примерно 1·109 тонн). Для сжигания всего этого топлива потребовалось около (250-300)·109 тонн кислорода. Иными словами, человек израсходовал на сжигание лишь 0,02% кислорода атмосферы. Это ничтожно мало по сравнению с природными процессами, поглощающими кислород,- окислением железа, серы Вывод о том, что человечеству кислорода хватит надолго, подтверждают и систематические измерения концентрации кислорода в воздухе, которые начались в 1910 году. Точность этих измерений весьма высока, ошибка составляет лишь ±0,006.

ТЕПЕРЬ О СO2

биосфера влияние человеческий атмосфера

В атмосфере углекислоту мало - 0,03% объемных, или 0,04 весовых процента, то есть примерно 2,3·1012 тонн. Поставляют СО2 в атмосферу вулканы и горячие источники, ее выдыхают животные и растения, и, наконец, человек сжигает горючие ископаемые. Атмосфера все время обменивается газами с океанической водой. А океаны в свою очередь содержат в 60 раз больше СО2, чем атмосфера.

СО2 работает в атмосфере подобно стеклу в оранжерее, пропуская солнечную радиацию, но не пропуская обратно тепловое инфракрасное излучение. Тем самым углекислый газ создает тепличный эффект.

Оптимальное усвоение СО2 растениями происходит при его концентрациях на порядок выше, чем нынешнее содержание газа в атмосфере. Во многих лабораторных опытах показано, что увеличение концентрации углекислоты в среде вызывало ее усиленное поглощение растениями. Это немаловажный фактор в общей системе глобальных равновесий, в которых участвует СO2.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АТМОСФЕРНОМ АЗОТЕ

Ныне в ученых кругах дискутируется вопрос о влиянии NO и других окислов азота, выбрасываемых самолетными двигателями при полетах на высоте 20-25 километров, на структуру озонового экрана, сдерживающего проникновение вредного для жизни ультрафиолета. Дело в том, что NO может разрушать озон по реакции NO + O3 = NO3 + О2.

Промышленность все шире использует азот атмосферы, получая NH4+ и NО3- и их производные.

Устойчивой формой азота в биосфере являются нитраты. При достижении природного равновесия образуется NО3-, который и накапливается теперь в водах. Выходит, что человек усиливает процесс нитрификации, невольно создает новые резервы NО3- в биосфере.

ПЫЛЬ, ЛЕТАЮЩАЯ В ВОЗДУХЕ

Пыль попадает в атмосферу из разных источников: и из развеваемых песков и почв, площадь которых неумолимо растет из-за уничтожения человеком лесов, и при взрывном вулканизме, и через трубы заводов и фабрик. Загрязняют воздух и агрохимическая обработка почвы (распыление удобрений и пестицидов самолетами), и лесные пожары, и многое другое. Можно еще напомнить, что ежегодно на Землю падает не меньше 1·104 тонн космической пыли.

Многие миллионы тонн пыли ежегодно поднимаются в небо.

Пыль, оседая на горных льдах, способствует таянию ледников. И наоборот, летая в атмосфере, пыль создает экран для солнечной радиации, влияет на отражательную способность - альбедо Земли. А изменение альбедо земного шара всего на ±5% меняет глобальную температуру на ±4° С.

Запыление атмосферы все растет, особенно в индустриальных центрах. И пыль может оказаться одним из главных факторов, влияющих на климат. Не надо забывать и о губительном влиянии пыли на здоровье человека.

ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Энергетическая мощность мира удваивается через десять лет. И все же индустриальное тепло пока составляет ничтожные доли процента от солнечного тепла: Земля ежегодно получает от Солнца 1560000·1012 квт-ч. Ожидается, что в 1980 году при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива выделится 85,8·1012 квт-ч, а гидроэнергетические и атомные станции мира дадут 3,79·1012 квт-ч. Это будет лишь сотая часть процента от солнечного тепла, приходящего на нашу планету. Однако локально термическое загрязнение неблагоприятно сказывается уже в наши дни.

Текст

Воздействие человека на атмосферу

Академик А. П. Виноградов Химия и Жизнь №11, 1972 г, с. 22-26

Влияние человека на природу становится все глубже, все многограннее. Это стало не только научной, но и государственной проблемой. В нашей стране бережное отношение к природе вошло составной частью в народнохозяйственные планы. Заботой о природе, о здоровье советских людей проникнуто недавнее Постановление Верховного Совета СССР "О мерах по дальнейшему улучшению охраны природы и рациональному использованию природных ресурсов". В нем говорится: "...Программа развития экономики Советского Союза в целом и отраслей хозяйства в отдельности должна осуществляться на основе глубоких комплексных исследований, сопровождаться научными прогнозами возможных последствий и обязательной системой мероприятий, исключающих вредное воздействие на окружающую природную среду. Наш долг - сохранить и умножить для поколений, которые будут жить в коммунистическом обществе, все богатства и красоту природы".

КИСЛОРОДА ХВАТИТ НАДОЛГО

Масса атмосферы внушительна - примерно 5·1015 тонн, на долю кислорода приходится 1,5·1015 тонн (вместе с растворенным в морской воде). В наше время единственный источник кислорода атмосферы - фотосинтез зеленых растений. Все другие земные процессы, освобождающие О2, ничтожно малы. За огромный период развития жизни на Земле установилось своеобразное равновесие между выделением кислорода растениями и его связыванием в геохимических и биохимических процессах. Кислород биосферы полностью обновляется примерно за 2000 лет.

С каждым годом все больше кислорода тратится на сжигание горючих ископаемых: лишь за последние двадцать лет сгорело 70% нефти от всего ее количества, добытого за все время эксплуатации человеком земных недр (33·109 тонн); угля соответственно было сожжено 37% (125·109 тонн), а горючий газ практически весь был добыт за последние 20 лет (примерно 1·109 тонн). Для сжигания всего этого топлива потребовалось около (250-300)·109 тонн кислорода. Иными словами, человек израсходовал на сжигание лишь 0,02% кислорода атмосферы. Это ничтожно мало по сравнению с природными процессами, поглощающими кислород,- окислением железа, серы, марганца и органического материала. Выходит, что при современных темпах роста добычи горючих ископаемых и сохранении нынешнего растительного покрова кислорода атмосферы хватит на многие сотни тысяч лет. (Кстати, убывание запасов самих горючих ископаемых почувствуется скоро - примерно в 2200 году.)

Вывод о том, что человечеству кислорода хватит надолго, подтверждают и систематические измерения концентрации кислорода в воздухе, которые начались в 1910 году. Точность этих измерений весьма высока, ошибка составляет лишь ±0,006%. Так вот, эти данные говорят о том, что за последние пятьдесят лет содержание кислорода практически не изменилось, его концентрация в атмосфере прежняя - 20,9488±0,0017%. Это совсем не означает, однако, что нам не надо заботиться о сохранении растительного покрова Земли, всемерном расширении лесов - поставщиков кислорода.

ТЕПЕРЬ О СO2

В атмосфере углекислоту мало - 0,03% объемных, или 0,04 весовых процента, то есть примерно 2,3·1012 тонн. Поставляют СО2 в атмосферу вулканы и горячие источники, ее выдыхают животные и растения, и, наконец, человек сжигает горючие ископаемые. Атмосфера все время обменивается газами с океанической водой. А океаны в свою очередь содержат в 60 раз больше СО2, чем атмосфера. Примерно 1·1011 тонн СО2 непрерывно путешествуют между атмосферой и океаном.

В океанической воде СО2 образует угольную кислоту; при ее диссоциации возникает карбонат-бикарбонатная буферная система, которая и регулирует рН океана. Из-за того, что растворимость СО2 в холодных водах высоких широт лучше, чем в теплых тропических водах, океан действует как насос. Он поглощает углекислый газ в холодных областях и отдает его в атмосферу в тропиках, куда СО2 приносится глубинными холодными течениями. Поэтому парциальное давление СО2 в атмосфере тропиков несколько выше, чем в высоких широтах.

Хорошо известно, что углекислый газ поглощает солнечные лучи в области 13-17 микрон, то есть в инфракрасном спектре. Поэтому СО2 работает в атмосфере подобно стеклу в оранжерее, пропуская солнечную радиацию, но не пропуская обратно тепловое инфракрасное излучение. Тем самым углекислый газ создает тепличный эффект. Недаром еще в прошлом веке утверждали, что углекислый газ регулирует глобальную температуру.

Наблюдения за концентрацией углекислого газа в атмосфере были начаты в середине прошлого столетия. Благодаря этому удалось рассчитать, что за последние сто лет количество СО2 в атмосфере из-за сжигания топлива возросло на несколько процентов - от 0,0280% (объемных) до 0,0320%. Точные измерения показывают, что за последние десять лет количество СО2 в атмосфере ежегодно увеличивается на 0,2%. Каждый год в атмосферу выносится примерно 1·110 тонн СО2, прежде покоившейся в недрах. Есть убедительные выкладки, что до 2000 года концентрация CO2 в атмосфере возрастет еще на 20% (с 0,0320 до 0,0379%).

Оптимальное усвоение СО2 растениями происходит при его концентрациях на порядок выше, чем нынешнее содержание газа в атмосфере. Во многих лабораторных опытах показано, что увеличение концентрации углекислоты в среде вызывало ее усиленное поглощение растениями. Это немаловажный фактор в общей системе глобальных равновесий, в которых участвует СO2.Средняя годовая температура земного шара равна 14°С. Удвоение количества СO2 в атмосфере увеличит ее на 2° С. Однако после потепления в 1900-1945 годах наступило небольшое похолодание, продолжающееся и сейчас. Четкого объяснения этому пока нет. Значит, необходимы систематические измерения концентрации углекислоты в атмосфере в разных точках Земли, необходимо изучение всех природных равновесий, в которых участвует CO2.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АТМОСФЕРНОМ АЗОТЕ

Ныне в ученых кругах дискутируется вопрос о влиянии NO и других окислов азота, выбрасываемых самолетными двигателями при полетах на высоте 20-25 километров, на структуру озонового экрана, сдерживающего проникновение вредного для жизни ультрафиолета. Дело в том, что NO может разрушать озон по реакции NO + O3 = NO3 + О2. Однако скорость и масштабы разрушения озонового экрана вызывают споры. Ясно одно: надо начать исследования этого процесса, надо провести точные расчеты.

И другое явление: промышленность все шире использует азот атмосферы, получая NH4+ и NО3- и их производные. Пока масштаб невелик: во всем мире ежегодно потребляется n·1014 граммов азота, при его содержании в атмосфере около 4·1021 граммов. Однако в данном случае промышленность нарушает круговорот азота в глобальном масштабе. Дело в том, что устойчивой формой азота в биосфере являются нитраты. При достижении природного равновесия образуется NО3-, который и накапливается теперь в водах. Выходит, что человек усиливает процесс нитрификации, невольно создает новые резервы NО3- в биосфере.

ПЫЛЬ, ЛЕТАЮЩАЯ В ВОЗДУХЕ

Пыль попадает в атмосферу из разных источников: и из развеваемых песков и почв, площадь которых неумолимо растет из-за уничтожения человеком лесов, и при взрывном вулканизме, и через трубы заводов и фабрик. Загрязняют воздух и агрохимическая обработка почвы (распыление удобрений и пестицидов самолетами), и лесные пожары, и многое другое. Можно еще напомнить, что ежегодно на Землю падает не меньше 1·104 тонн космической пыли.

Частицы пыли микронных размеров плавают в воздухе по нескольку недель. А ведь многие миллионы тонн пыли ежегодно поднимаются в небо. Сейчас идет спор, какой источник - пыль ли вулканов, выдувание песков пустынь или деятельность человека - преобладают в загрязнении атмосферы. Но так или иначе пыль, оседая на горных льдах, способствует таянию ледников. И наоборот, летая в атмосфере, пыль создает экран для солнечной радиации, влияет на отражательную способность - альбедо Земли. А изменение альбедо земного шара всего на ±5% меняет глобальную температуру на ±4° С. Наблюдения свидетельствуют о том, что сейчас в атмосфере летает гораздо больше мелких частиц, чем в первые годы нашего века. Поэтому стали говорить, что похолодание, наступившее с 40-х годов, вызвано запыленностью атмосферы. Причем весьма популярной стала идея о том, что похолоданием мы обязаны вулканам. Взрывное извержение вулкана Агунг (1963 г.) и более раннее извержение Катмая на Аляске (1912 г.) будто и запылили атмосферу. Эта гипотеза пользуется популярностью еще и потому, что в прошлом веке геологи разработали идею периодичности ледниковых эпох. Они считали, что оледенения следуют за мощными извержениями, выбрасывающими в атмосферу огромные массы пепла. Однако здесь надо ввести существенную поправку: нужно сопоставлять запыленность атмосферы не вообще с интенсивностью вулканической деятельности той или иной эпохи, а только с вулканизмом взрывного характера. Ибо при спокойном излиянии лавы вулканы пепла не выбрасывают. После вулканических взрывов пыль захватывала огромные пространства и держалась в воздухе помногу месяцев. Вслед за извержениями Агунга и Катмая приход солнечной радиации на поверхность Земли несколько сократился. Но если построить график, то кривая числа взрывных извержений не будет точно коррелировать с кривой солнечной радиации. Так что зависимости тут более сложные...

Запыление атмосферы все растет, особенно в индустриальных центрах. И пыль может оказаться одним из главных факторов, влияющих на климат. Не надо забывать и о губительном влиянии пыли на здоровье человека.

ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Энергетическая мощность мира удваивается через десять лет. И все же индустриальное тепло пока составляет ничтожные доли процента от солнечного тепла: Земля ежегодно получает от Солнца 1560000·1012 квт-ч. Ожидается, что в 1980 году при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива выделится 85,8·1012 квт-ч, а гидроэнергетические и атомные станции мира дадут 3,79·1012 квт-ч. Это будет лишь сотая часть процента от солнечного тепла, приходящего на нашу планету. Однако локально термическое загрязнение неблагоприятно сказывается уже в наши дни.

В заключение необходимо добавить, что из-за стремительного роста индустрии, интенсификации сельского хозяйства и урбанизации атмосфера Земли все больше загрязняется пылью, СО2, СО, H2S, SO3, NО3, что прямо угрожает здоровью людей. Это особый и очень серьезный вопрос.

Теперь подведем итог: для выяснения возможных критических изменений атмосферы нужны глобальные наблюдения, например над запыленностью атмосферы и нижней стратосферы, над динамикой концентрации СО2 и другими факторами, находящимися под влиянием хозяйственной деятельности людей. Это позволит более четко определить влияние человека на воздушный бассейн планеты и прояснит картину внеземных, космических воздействий на климат, которые, по мнению многих ученых, и ответственны за изменение климата Земли.

Размещено на Allbest.ur