Глобальные изменения в атмосфере

          Министерство образования и науки  Российской Федерации

 Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования 
«ПОВОЛЖСКАЯ АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ имени П.А. СТОЛЫПИНА»

 

 

КАФЕДРА ФИЛОСОФИИ

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: Экологический основы природопользования  
    на тему: Глобальные изменения в атмосфере

 

 

 

 

 

Выполнила: Студентка 1 курса 13 группы,

очной формы обучения,

специальности Экономика и бухгалтерский учет ( по отраслям)

Устинова Карина Александровна

Проверил: Гасилин В.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Саратов 2014г.

                                                  

                                             Введение

Современное человечество живет в эпоху небывалого развития научно-технического прогресса, сопровождающегося активным воздействием на природную среду. И хотя в последние десятилетия принимаются меры по ее охране и оздоровлению, тем не менее, общее состояние окружающей среды продолжает ухудшаться.

Усиление техногенного воздействия на природную среду породило целый ряд экологических проблем, из них самые острые связаны с состоянием атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов.1

По сравнению с другими компонентами геосферы атмосфера имеет ряд присущих только ей особенностей - высокую подвижность, изменчивость составляющих ее элементов, своеобразие молекулярных реакций, в которых могут участвовать и инертные газы. Состояние атмосферы определяет тепловой режим поверхности Земли, озоновый экран защищает нашу планету от излишней ультрафиолетовой радиации. Соотношение тепла и влаги в атмосфере - основная причина существования географических зон на Земле, определяющих особенности режима рек, почвенно-растительного покрова и важные процессы формирования рельефа.

Потенциальные воздействия изменения климата сложны и изменчивы. Влиянию этих изменений более всего будут подвергаться виды деятельности человека, сильно зависящие от климатических факторов (сельское, водное, лесное хозяйство и рыболовство). Определенные воздействия будут испытывать также транспорт, промышленность, коммунальное хозяйство, строительство и особенно энергетика.

 

         

 

    Загрязнение атмосферы и разрушение озонового слоя

Нашу планету омывает единый воздушный океан, который защищает и сохраняет жизнь на Земле. Державы мира могут делить сушу между собой, но находящаяся в вечном движении атмосфера всегда будет общим достоянием человечества. Как компонент природной среды она взаимодействует с Космосом, Мировым океаном и природными водами суши, биотой. Состав атмосферы в значительной мере имеет биогенное происхождение.

Под загрязнением атмосферы понимается процесс привнесения в воздух или образование в нем физических агентов, химических веществ или организмов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям. В определенном смысле загрязнением можно считать и изъятие из воздуха отдельных газовых ингредиентов (в частности, кислорода) крупными технологическими объектами. И дело не только в том, что попадающие в атмосферу газы, пыль, сера, свинец и другие вещества опасны для человеческого организма - они неблагоприятно влияют на круговороты многих компонентов на земле.2

Атмосфера задерживает свыше половины энергии солнечного излучения, достигающего наружной ее границы. Коротковолновое и гамма-излучение, которые могли бы быть губительными для жизни на Земле, целиком поглощаются атмосферой (точнее, находящейся в ее верхних слоях ионосферой, а также слоем озона) и до поверхности Земли не доходят. Атмосфера защищает поверхность Земли и от падения метеоритов. Между атмосферой и поверхностью Земли происходит постоянный тепло-, влаго - и газообмен, изменяется атмосферное давление, совершается циркуляция воздуха, что имеет большое значение для погоды.

Большая часть озона располагается в стратосфере на высоте от 12 до 50 км (наибольшая плотность на высоте около 23км). На верхнюю границу атмосферы постоянно обрушивается мощный поток солнечных и иных космических излучений широкого диапазона волн и энергий: гамма-излучения, жесткие рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасное излучение. Если бы все они смогли достичь земной поверхности, то их мощная энергия мгновенно испепелила бы все живое. Настоящего не случается благодаря озоновому экрану и ионосфере. Поглощая ультрафиолетовую часть спектра солнечной энергии в диапазоне 0,28 - 0,34 мкм, тонкий слой озона спасает жизнь от смертельно опасной ультрафиолетовой радиации. "Процеженная" через озоновый фильтр, она еще опасна для некоторых организмов, в том числе болезнетворных, но не для человека. Солнечная энергия, поступающая на Землю, создает саму возможность жизни. Но ее доза тоже во многом определяется атмосферой. Не будь ее, днем Солнце раскаляло бы земную поверхность до 100°С, а ночью ледяной Космос выстуживал бы ее до - 100°С. 200-градусный перепад суточных температур намного превышает возможности к выживанию большинства, если не всех, нынешних форм земной жизни.

Содержание озона в атмосфере незначительно и составляет 0,004% по объему. Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под действием космической УФ-радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, имеющий решающее значение для обеспечения жизни на Земле. Озоновый экран ослабляет "смертоносную" УФ-радиацию в слое атмосферы между 40 и 15 км над земной поверхностью примерно в 6500 раз. Снижение концентрации стратосферного озона является очень важной глобальной проблемой. Несмотря на малое содержание стратосферного озона, его роль в сохранении биологической жизни Земли исключительно велика. Как уже отмечалось, молекулы озона поглощают жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое разрушает органические молекулы. Это относится и к молекулам ДНК, отвечающим за передачу наследственных признаков. Озонный слой, словно щит, не только оберегает живое вещество от прямого разрушения, но и обеспечивает ход эволюции.

По данным ВОЗ, снижение уровня содержания озона в атмосфере существенно повысит количество онкологических заболеваний, развитие катаракты и др., подавит фотосинтез растений и т.д.3

Разрушение озонового экрана на 50% увеличивает в 10 раз УФ-радиацию, что влияет на зрение животных и человека и может оказать другие губительные воздействия на живые организмы. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям - резкий рост количества заболеваний рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира.

Впервые появление так называемой озоновой "дыры" над Антарктидой было зафиксировано наземными и спутниковыми измерениями в середине 1970-х гг. Площадь этой "дыры" составила 5 млн. м2, и озона в столбе воздуха было на 30-50% меньше нормы. Эта "дыра" в Антарктике наблюдается осенью (сентябрь-ноябрь), а в другие сезоны содержание озона ближе к норме. Заметнее всего уменьшение озона на высотах 15 - 25 км, в слое с максимальным содержанием озона. Позднее выяснилось, что озона в атмосфере становится все меньше и меньше также в средних и высоких широтах Северного полушария зимой-весной (январь-март), особенно над Европой, США, Тихим океаном, Европейской частью России, Восточной Сибирью и Японией. В целом содержание озона в атмосфере за последние два десятилетия значительно уменьшилось.

Было высказано несколько предположений о причинах разрушения озонового слоя: запуск космических кораблей, сверхзвуковые самолеты, значительные масштабы производства фреонов. Впоследствии на основании научных исследований был сделан вывод, что основной причиной являются фреоны, которые широко используются в холодильной технике и в аэрозольных баллончиках.

озоновый слой загрязнение атмосфера

        Разрушение озонового слоя - проблема мирового масштаба

Международным сообществом был принят ряд мер, направленных на предотвращение разрушения озонового слоя.

В 1975 г. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) впервые выступила с заявлением о воздействии на слой озона результатов деятельности человека и о вероятных геофизических последствиях этого. А уже в 1977 г. по инициативе ЮНЕП (Программа ООН по окружающей среде) в Вашингтоне было созвано специальное совещание экспертов по озону. Был выработан и принят "Мировой план действий по озоновому слою", который сейчас реализуется в рамках международного сотрудничества. В Вене в марте 1985 г. состоялась конференция, принявшая Конвенцию по охране озонового слоя, был установлен список веществ, отрицательно влияющих на озоновый слой, и принято решение о взаимном информировании государств о производстве и использовании этих веществ, о принимаемых мерах.

Таким образом, было официально заявлено о пагубном воздействии изменений озонового слоя на здоровье людей и окружающую среду и о том, что меры по охране озонового слоя требуют международного сотрудничества. Решающим стало подписание Монреальского протокола в 1987 г., согласно которому устанавливается контроль за производством и использованием фреонов. Протокол подписали более 70 стран. В соответствии с требованиями этих соглашений производство вредных для озонового слоя фреонов должно быть прекращено к 2010 г.4

Подписав Монреальский протокол, Россия взяла на себя определенные обязательства по решению проблемы истощения озонового слоя.

Производство в Российской Федерации озоноразрушающих веществ (ОРВ), перечисленных в приложениях А, В и Е к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой, было прекращено в конце 2000 года. К этим веществам относятся: хлорфторуглероды (ХФУ), четыреххлористый углерод (ЧХУ), метилхлороформ (МХФ), галоны и бромистый метил. Именно эти вещества являются основной причиной истощения озонового слоя. В настоящее время перед нашей страной стоит задача выполнения второго этапа Монреальского протокола - обеспечение поэтапного вывода из обращения ОРВ, перечисленных в приложении C к Монреальскому протоколу, т.е. гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ).

К сожалению, универсальной альтернативы самому массовому ГХФУ - R22, способной его заменить во всех видах климатической и холодильной индустрии, нет. Такие хладагенты, как R410А и R134a способны его заменить лишь для ряда видов применения и рассматриваются в качестве временного решения, т.к. гидрофторуглероды (ГФУ) являются мощными парниковыми газами и подпадают под действующие и будущие ограничения в сфере предотвращения глобальных климатических изменений.

Приемлемой с экологической точки зрения (то есть, не способствующей ни деградации озонового слоя, ни возникновению парникового эффекта) альтернативой ГХФУ остаются природные хладагенты, такие, как диоксид углерода, аммиак и углеводороды (пропан, изобутан). Однако у каждого из них есть свои недостатки: углекислотная система требует рабочего давления не ниже 80 бар, аммиак ядовит и горюч, углеводороды взрывоопасны.

В сфере производства вспененных материалов опробованы технологии с использованием альтернативных вспенивающих агентов, практически не уступающих ГХФУ по потребительским свойствам: такие, как диоксид углерода в жидком виде или в смеси с этанолом или водой, пентан и циклопентан, и технологии работы с ними давно отработаны. Проблемы могут возникнуть лишь при техническом перевооружении предприятий, т.к. для его осуществления потребуется замена технологического оборудования и оснастки.

                         Проблема парникового эффекта

По новейшим данным ученых, за 80-е гг. средняя температура воздуха в северном полушарии повысилась по сравнению с концом XIX в. на 0,5-0,6 "С. По прогнозам, к началу 2000 г. средняя температура на планете может повыситься на 1,2 "С по сравнению с доиндустриальной эпохой. Ученые связывают такое повышение температуры в первую очередь с увеличением содержания углекислого газа (диоксида углерода) и аэрозолей в атмосфере. Это приводит к чрезмерному поглощению воздухом теплового излучения Земли. Очевидно, определенную роль в создании так называемого "парникового эффекта" играет и тепло, выделяющееся от ТЭЦ и АЭС.

В связи с наличием в атмосфере водяного пара и углекислого газа она почти не пропускает теплового излучения, создавая так называемый "парниковый эффект". Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в результате человеческой деятельности, процессов горения, в которых сжигается кислород и образуются углекислый газ и другие газы, приводит к усилению "парникового эффекта", может вызвать повышение средней температуры, угрожает таянием полярных льдов. На состав атмосферы отрицательно влияет выброс различных других вредных веществ - окислов серы, окислов азота, углеводородов, твердых частиц (пыли) и т.д. Движение реактивных самолетов разрушает тонкий слой озона, находящийся в верхних слоях тропосферы и нижних слоях стратосферы и служащий защитой от радиации.

Выброс в атмосферу многих га зов: угарного газа (СО), углекислого газа (СО2), углеводородов, т.е. метана (СН4), этана (С2Н6.) и др., которые накапливаются в результате сжигания горючих ископаемых и других производственных процессов - приводят к появлению "парникового эффекта", хотя эти вещества по чти не представляют опасности как самостоятельные загрязнители (за исключением высоких концентраций).