Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Января 2015 в 22:29, контрольная работа
10. Глобальные последствия антропогенного воздействия на атмосферу (парниковый эффект, кислотные осадки, разрушение озонового слоя в стратосфере и др.). Трансграничные загрязнения.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
“Ивановский Государственный энергетический университет
им. В.И. Ленина”
Кафедра “Безопасность жизнедеятельности”
Контрольная работа
по курсу “Экология”
Вариант 01
Выполнил:
Иваново 2015
Содержание
Антропогенное загрязнение связано с выбросом загрязняющих веществ в процессе деятельности человека и превосходит по масштабам природное загрязнение.
По агрегатному состоянию выбросы вредных веществ в атмосферу классифицируются: 1) на газообразные (диоксид серы, оксид азота, оксид углерода, углеводороды); 2) жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей); 3) твердые (канцерогенные вещества, свинец, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества)[2].
При химическом загрязнении самыми распространенными веществами, загрязняющими атмосферу, являются CO (оксид углерода), SO2 (диоксид серы), NOx, CnHm и пыль (твердые частицы). На их долю приходится 98 % в общем объеме выбросов вредных веществ. Они образуются в результате сжигания топлива (как продукты полного (CO2) и неполного сгорания) в промышленных и бытовых установках, дожигания отходов, испарения нефтепродуктов, осуществления технологических процессов на предприятиях машиностроения, приборостроения, металлургии, автотранспорта, теплоэнергетики, нефтепереработки, химической промышленности и др.
Помимо перечисленных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод.
Суммарные мировые выбросы в атмосферу главных загрязнителей исчисляются сотнями миллионов тонн в год.
Наиболее опасное загрязнение атмосферы – радиоактивное, обусловленное глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытания ядерного оружия, выбросами в атмосферу с действующих АЭС при нормальной эксплуатации.
Еще одна форма загрязнения – тепловое, т.е. локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, “остров тепла” в городах, потепление водоемов.
В целом, если судить по официальным данным, уровень загрязнения атмосферного воздуха в нашей стране, особенно в городах, остается высоким, несмотря на значительный спад производства.
Возможная причина – увеличение количества автомобилей, в том числе – неисправных.
Наибольшая загрязненность атмосферы в индустриальных регионах. Около 90 % выбросов приходятся на 10 % территории суши и сосредоточены в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Особенно сильно загрязняется воздушный бассейн крупных промышленных городов, где техногенные потоки тепла и химических загрязнителей, особенно при неблагоприятных метеоусловиях, часто создают пылевые купола и явления смога - токсичных смесей тумана, дыма, углеводородов и вредных окислов.
1. Возможное потепление климата (“парниковый эффект”).
С конца ХIХ в. по настоящее время наблюдается отчетливая тенденция повышения средней глобальной температуры атмосферы; за 100 лет она повысилась приблизительно на 0,6°С. Это немало, если учесть, что при этом валовое увеличение внутренней энергии (теплосодержания) атмосферы очень велико — порядка 3000 ЭДж (ЭксаДж = 1018 Дж). Оно не связано с увеличением солнечной постоянной и зависит только от свойств самой атмосферы. Главным фактором является уменьшение спектральной прозрачности атмосферы для длинноволнового обратного излучения от поверхности земли, т.е. усиление парникового эффекта.
Парниковый эффект создается увеличением концентрации ряда газов в основном таких, молекулы которых состоят из трех атомов и более - С02, СО, CН4, NОх, ХФУ и др., названных парниковыми газами. В настоящее время значительная часть эмиссии парниковых газов имеет техногенное происхождение.
2. Нарушение озонового слоя
В 70-х годах XX в. появились сообщения о региональных снижениях содержания озона (O3) в стратосфере. Особенно заметной стала сезонно пульсирующая озоновая дыра над Антарктидой площадью более 10 млн км2, где содержание О3 за 80-е гг. уменьшилось почти на 50 %.
Позднее “блуждающие" озоновые дыры, правда, меньшие по размеру и не с таким значительным снижением, стали наблюдаться в зимнее время и в Северном Полушарии, в зонах стойких антициклонов — над Гренландией, Северной Канадой и Якутией. Средняя скорость глобального уменьшения за период с 1980 по 1995 г. оценена в 0,5 - 0,7 % в год.
Поскольку ослабление озонового экрана чрезвычайно опасно для всей наземной биоты и для здоровья людей, эти данные привлекли пристальное внимание ученых, а затем и экологически озабоченных кругов общества. Был высказан ряд гипотез о причинах нарушения озонового слоя. Большинство специалистов склоняется к мнению о техногенном происхождении озоновых дыр. Наиболее обосновано представление, согласно которому главной причиной является попадание в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов, способных чрезвычайно активно присоединять атомарный кислород, тем самым конкурируя с реакцией О + О2 ® О3 .
Занос активных галогенов в верхние слои атмосферы опосредован летучими хлорфторуглеродами (ХФУ) типа фреонов (смешанные фторохлориды метана и этана, например, фреон-12 — ди-хлордифторметан, CF2Cl2), которые, будучи в обычных условиях инертными и нетоксичными, под действием коротковолновых ультрафиолетовых лучей в стратосфере распадаются. Вырвавшись “на свободу”, каждый атом хлора способен разрушить или помешать образованию множества молекул озона. В последние десятилетия появились и другие чисто технические пути заноса активных разрушителей озона в стратосферу: ядерные взрывы в атмосфере, выбросы высотных сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и космических кораблей многоразового использования.
Не исключено, однако, что часть наблюдаемого ослабления озонового экрана Земли связана не с техногенными выбросами, а с вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата.
3. Выпадение кислотных дождей
По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы. Он образуется при окислении серы, содержащейся в топливе или в составе сульфидных руд. Поступление в атмосферу больших количеств SO2 и окислов азота приводит к заметному снижению рН атмосферных осадков. Это происходит из-за вторичных реакций в атмосфере, приводящих к образованию сильных кислот — серной и азотной. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к выпадению кислотных дождей. рН осадков в ряде случаев снижается на 2—2,5 единицы, т.е. вместо нормальных 5,6-5,7 до 3,2—3,7 (показатель pH = - lg H+ - отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов H+ в воде; если концентрация H+ в воде 10-6 – 10-5 г-ионов/л и ниже, то среда кислая, если 10-7 – нейтральная (одинаковое содержание ионов H+ и OH- в воде), 10-8 – щелочная).
Кислотные осадки особенно опасны в районах с кислыми почвами и низкой буферностью природных вод. В Америке и Евразии это обширные территории севернее 55° с.ш. Техногенная кислота, помимо прямого негативного действия на растения, животных и микрофлору увеличивает подвижность и вымывание почвенных катионов, вытесняет из карбонатов и органики почвы. Углекислый газ закисляет воду рек и озер. Это приводит к неблагоприятным цепным изменениям в водных экосистемах. Природные комплексы Южной Канады и Северной Европы уже давно ощущают действие кислых осадков. На больших пространствах наблюдается деградация хвойных лесов. Сходные явления происходят и в России, особенно на Северо-Западе, на Урале и в районе Норильска, где громадные площади тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за сернистых выбросов Норильского комбината.
Наибольшие плотности выпадений сульфатной серы на территории СНГ непосредственно приурочены к промышленным регионам.
Под трансграничными понимают загрязнения, перенесенные из одной страны на площадь другой. Только в 1994 г. на европейскую часть России из-за невыгодного ее географического положения выпало 1204 тыс. т соединений серы от Украины, Германии, Польши и др. В то же время в других странах от российских источников загрязнений выпало только 190 тыс. т серы, т.е. в 6,3 раза меньше[6].
Россия занимает невыгодное географическое положение по отношению к трансграничному переносу загрязнителей. В cвязи с преобладанием западных ветров значительную долю загрязнения воздушного бассейна европейской территории России дает аэрогенный перенос из стран западной и центральной Европы и ближнего зарубежья. Около 50 % заграничных соединений серы и окислов азота на европейскую территорию России поставляют Украина, Польша, ФРГ и Великобритания.
Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, за которыми возможны необратимые процессы. По данным на начало 90-х годов человек извлек 125 млрд т угля, 32 млрд т нефти, более 100 млрд т других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн га земель, заболочено и засолено 20 млн га, эрозией за последние 100 лет уничтожено 20 млн га, площадь оврагов более 25 млн га. Глубина нефтяных скважин до 6 км, шахт для добычи золота (Южная Африка) до 4 км.
Литосфера – базовая подсистема биосферы, основной поставщик минерально-сырьевых и энергетических ресурсов.
Литосфера загрязняется в основном от действия таких отраслей народного хозяйства, как промышленность, транспорт, энергетика. Основными веществами, загрязняющими почву, являются CO2, CO, SO2, NOx, H2S, металлы и их соединения, удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве, наиболее опасны тяжелые металлы (ртуть, свинец, железо, медь, цинк, никель, алюминий, кадмий и др.), из неметаллов – марганец, циклические углеводороды, бенз(а)пирен, радиоактивные вещества,. Кроме того, к твердым отходам, размещаемым на почве, относятся шлак, окалина, зола, шламы, флюсы, абразивы, древесные отходы, пластмасса, бумага, картон, мусор и др.
Загрязнения литосферы возникают не только при непосредственном внесении в почву твердых и жидких отходов, но и опосредованно при выпадении атмосферных осадков и взаимодействии с загрязненными водами водоемов.
Основные составляющие литосферы: почвы, горные породы и их массивы, недра.
Основные виды воздействия человека на почвы:
- эрозия (ветровая и водная);
- загрязнение;
- вторичное засоление и заболачивание;
- опустынивание;
- отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.
Обобщающий показатель экологических функций почвы – почвенное плодородие. Антропогенное воздействие вызывает снижение плодородия, потерю гумуса и ведет к деградации (ухудшению свойств). Создание человеком агроэкосистем, выращивание монокультур приводит к снижению саморегуляции, снижению устойчивости к стрессу. Громадные площади плодородных земель утрачиваются при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение леса, распашка почвы без соблюдения правил агротехники приводит к эрозии почв.
Эрозия (от лат. erosio – разъедание) – разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая) или потоками воды (водная), бывает также промышленная эрозия (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров (овражная), военная (воронки, траншеи), пастбищная (перевыпас), ирригационная (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм полива).
В России водной эрозии подвержены 31 % суши, ветровой - 34 %. В США эродировано 40 % всех земель, в засушливых районах мира 60 %, из них 20 % сильно эродировано.
Эрозия ведет к снижению урожайности, биопродуктивности растений, качества культур.
Пыльные бури, в которых скорость ветра достигает 20 – 30 м/с, могут развеять до 500 т почвы с 1 га за несколько часов.
Территории, подверженные ветровой эрозии в России: Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Башкирия, Черные земли Калмыкии.
Наиболее крупные эрозийные процессы на территории бывшего СССР:
1928 г. – с земельных
площадей от Дона до Днепра
снесено 15 млн т черноземной пыли,
произошло выдувание почвы
1960 г. – на Северном Кавказе, Нижнем Доне, Южной Украине снесен слой почвы до 10 см, повреждены озимые, засыпаны оросительные каналы, в зоне железнодорожных насыпей, лесонасаждений образовывались земляные валы высотой 2-3 м.
Крупный источник пыли – Арал – общая масса переносимой пыли – 90 млн т в год.
Овражная эрозия (водная): площадь оврагов на Русской равнине 5 млн га, ежедневные потери почв из-за оврагов 100-200 га вызывают огромный экологический ущерб. Причины: применяются тяжелая почвообрабатывающая техника и отвальная обработка почв, разрушающие структуру почвы и уничтожающие растительность и лес; не успевает восстанавливаться растительность из-за перевыпаса домашних животных на пастбищных землях.