Экологическое воздействие сельского хозяйства

Влияние углекислого газа и запыленности атмосферы на тепловой баланс Земли

Поступление в атмосферу технической окиси углерода оценивается от 142 до 200 млрд.т. В Северном полушарии отмечается более высокое содержание СО в воздухе, поскольку здесь сжигается более 90% всех горючих веществ. Однако увеличения СО в атмосфере не наблюдается, поскольку СО, имея молекулярный вес меньше, чем воздух, поднимается в верхние слои атмосферы, где окисляется под действием ультрафиолетовых лучей и превращается в СО2.

С наступлением промышленной эры значительно увеличилось в воздухе содержание СО2. В конце XIX века содержание СО2 в атмосфере было равно 0,029% по объему. Сейчас оно увеличилось на 10% и достигло 0,0319%. Подсчитано, что если концентрация СО2 будет повышаться такими темпами, то к 2000 году она достигнет 0,03775%, а если использование топливных ресурсов не обнаружит тенденции к сокращению, то может достигнуть 0,042%. Правда теоретическая кривая роста концентрации СО2 в атмосфере в два раза выше фактической. Очевидно, имеются какие-то неизвестные нам процессы извлечения СО2 из атмосферного воздуха.

Изменение содержания атмосферного СО2 исключительно важно для теплового баланса биосферы. СО2 обладает замечательной особенностью пропускать инфракрасные (тепловые) лучи солнца и задерживать длинноволновые инфракрасные лучи, испускаемые Землей. Это - так называемый "парниковый эффект", т.е. углекислый газ играет своеобразную роль пленки, не позволяющей рассеиваться земному теплу.

Имеются расчеты, показывающие, что средняя температура Земли увеличилась за последние 50 лет на 0,5-1 °С. Повышение температуры Земли считают нежелательным явлением из-за увеличения таяния арктических и антарктических льдов и ледников, что может привести к повышению уровня Мирового океана. Это вызовет, в свою очередь, затопление большого количества прибрежных районов, в т.ч. сельскохозяйственных угодий. А их количество и без того сокращается. Надежды на то, что избыток углекислого газа будет поглощаться новыми высокоурожайными сортами сельскохозяйственных культур не стоит преувеличивать. Углекислый газ - необходимый компонент фотосинтеза, но он часто обесценивается дефицитом других факторов, таких как влага, тепло, почвенное плодородие. Пока нет явных доказательств того, что повышенное содержание углекислого газа в воздухе усиливает рост растений.

Атмосферная пыль, содержание которой резко возросло за последние десятилетия, увеличивает отражательную способность (альбедо) Земли и уменьшает, тем самым, количество солнечного тепла, которое достигает Земли, что чревато опасностью похолодания климата.

Атмосферная пыль является также серьезным препятствием для ультрафиолетовой радиации, т.е. для длинноволновой части ультрафиолетового спектра. Исследования в Вене показали, что 70-метровый слой городского воздуха перехватывает 5,7% солнечной радиации.

Как видно из вышеизложенного, при загрязнении атмосферы возникают процессы, противоположные по своей направленности. Но было бы неразумным считать, что в результате взаимной компенсации все останется по-прежнему и поэтому нет никаких оснований для беспокойства за судьбу атмосферы, а следовательно, биосферы.

Выбросы свинца

Одним из самых опасных компонентов автомобильных выбросов является свинец, образующийся при сгорании антидетонационных добавок к бензину - тетраэтил - и тетраметил свинца. (ТЭС и ТМС).

Свинец является кумулятивным адом. Накапливаясь в организме, он способен серьезно повреждать почки, печень, мозг - особенно у детей. В 1970 году только в атмосферу США в результате сжигания бензина двигателями внутреннего сгорания было выброшено 300000 т свинца.

При сгорании 1 л бензина выделяется 200-400 мг свинца. В течение года автомобиль выбрасывает около 1 кг свинца. Учитывая, что протяженность и распространенность дорог увеличивается, происходит загрязнение свинцом воздуха, а потом и почвы, воды, растительности вблизи дорог.

На расстоянии 150 м от автострад в 1 кг сухого вещества травы накапливается до 5 мг свинца. В ФРГ было отмечено его накопление до 7000 мг при фоновой величине 2-10 мг. В США отмечалось, что земляные черви, живущие около автострады, содержат столько свинца, что становятся смертельно опасными для птиц.

В Советском Союзе применение этилированного бензина запрещено в Москве, Ленинграде и некоторых других крупных городах. Неэтилированный бензин (А-76) составляет примерно 50% от всего производимого бензина.

Почвы придорожной полосы автомобильной дороги Москва-Ленинград содержат свинца в 3-15 раз больше по сравнению с почвами, находящимися дальше 100 м от дороги. " Латвии в 1 кг 0,5-сантиметрового слоя почвы на расстоянии 7-16 м от шоссе находилось 600-1000 мг железа, 20 мг цинка, 10 мг свинца, 0,20 мг кадмия. Авторы этого сообщения добавляют, что такая концентрация гораздо ниже, чем в почвах около дорог с интенсивным автомобильным движением в России и за рубежом.

Чтобы получить большую мощность двигателя, конструкторы были вынуждены увеличить степень сжатия горючей смеси с 5,9 в 1946 году до 9,5 в 1968 году. Но при высоком давлении в цилиндре усиливается вредное действие детонации топлива на двигатель. Чтобы избежать этого и повысить октановое число бензина широко стали использовать антидетонационную добавку - тетраэтилсвинец, что привело к увеличению выбросов свинца. Одновременно! увеличился расход топлива на 1 км пути, поскольку двигатели большей мощности имеют более низкий коэффициент его использования, особенно при езде на малой скорости, что часто бывает в городах. В конечном счете это привело к увеличению выбросов не только свинца, но и других токсических компонентов отработавших газов, в частности к увеличению выбросов окислов азота. Как известно, в обычных условиях азот и кислород воздуха не реагируют между собой. Для их реакции необходима достаточно высокая температура. Скорость образования окиси азота в цилиндре двигателя внутреннего сгорания определяется максимальной температурой в зоне реакций, концентрацией азота и кислорода в продуктах сгорания. Поскольку степень сжатия в цилиндрах увеличилась, это повлекло за собой повышение температуры сгорания и увеличения выброса окиси азота, которая, как уже говорилось, играет активную роль в образовании фотохимического смога. И вот частота повторяемости смога в американских городах за эти годы увеличилась в 10 раз.

Можно добавить, что количество свинца, расходуемого на 1 км пробега, увеличилось почти в 2 раза. Таким образом, можно сделать вывод, что увеличение численности автотранспорта, а, следовательно, количества двигателей внутреннего сгорания, неадекватно росту загрязнения окружающей среды и, в частности, атмосферы. Особенно любопытно, что увеличение мощности двигателя в 2,5 раза приводит к повышению содержания окислов азота в выхлопных газах в 2,4 раза, а их суммарное количество в выбросах увеличилось в 7 раз. Но при этом частота появления фотохимического смога, в образовании которого окислы азота играют ведущую роль, увеличилась в 10 раз. Автотранспорт в настоящее время стал главным загрязнителем городского воздуха, но в сельской местности количество автомобилей, тракторов, прочих мобильных средств, использующих двигатели внутреннего сгорания, увеличивается быстрыми темпами. Пока еще нельзя говорить о загрязнении воздуха в сельской местности, но в крупных населенных пунктах, районных центров, на мехдворах мы сталкиваемся с избытком выхлопных газов, сильным шумом и другими нежелательными явлениями. Добавлю, что множество токсических веществ из воздуха попадает в воду, почву, растения.

Библиографический список

сельский хозяйство биоценоз экологический

Агроэкология, Черников В.А., Алексахин Р.М., Голубев А.В. и др.; под ред. Черникова В.А, Чекереса А.И.; М.: Колос, 2000.;536 с.: ил.

2Экология, Коробкин В.И., Передельский Л.В.; Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001, 576 с.

4Природопользование: проб. учеб. для 10-11 кл. профильных шк./Винокурова Н.Ф., Камерилова Г.С., Николина В.В. и др.; М.: Просвещение, 1994; 255 с.: ил.

5Экология и экономика природопользования. Учебник для вузов под ред. проф. Гирусова В; предисловие д-ра экон. наук председателя Госкомэкологии РФ Данилова-Данильяна В.И.;М.: Закон и право, ЮНИТИ, 1998; 455 с.

Размещено на Allbest.ru