Атмосферный воздух

        От глобального потепления пострадают  и развивающиеся страны Латинской  Америки. Повышение температуры  в Южном полушарии прогнозируется  в диапазоне 1-3 °С. Это вызовет повышение засушливости климата и увеличение продолжительности засушливых периодов, усилится опустынивание земель.

        Подъём уровня воды в океане  нанесёт серьёзный ущерб аквакультуре  Мексики, большей части Центральной  Америки, Колумбии, Эквадору, северной части Перу и Бразилии. Наводнения, затопления рек и засоление земель грозит таким низменным регионам как бассейн Рио-Гранде в Мексике, зона Панамского канала, бассейнам рек: Магдалена в Колумбии, Ориноко в Венесуэле, Амазонка в Бразилии, Парана в Парагвае и Аргентине. Серьёзно пострадают рыболовные угодья у берегов Перу.

        Ледовое покрытие Земли действует  как защитное зеркало, отражая  значительную долю солнечных  лучей назад в космос, сохраняя  планету прохладной. Потеря ледового покрытия не только повлияет на климат, но и повлечёт вспышку наводнений. Крупномасштабное таяние ледников угрожает местам обитания многих видов растений и животных.

        Наиболее драматические данные поступают из полярных регионов, где потепление происходит быстрее, чем в целом на планете. Например, площадь льдов Арктических морей сократилась на 6 % с 1978 по 1996 год, теряя при этом в среднем 34,3 тыс. км³ в год. При этом менее чем за 30 лет толщина льда сократилась на 40 %. Начиная с 1993 года, толщина ледового покрытия Гренландии ежегодно сокращается более чем на 1 метр.

        Морские животные и птицы, питающиеся  непосредственно у кромки льда, уже страдают от последствий  глобального потепления. Данные, поступающие  с северных территорий Канады, свидетельствуют о потере веса у белых медведей, что связано с изменением ледового покрова. В Антарктиде сокращение ледового покрова, повышение температуры и увеличение осадков сказывается на популяциях пингвинов и тюленей.

Озоновый  экран Земли. 

        Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жёсткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона (О₃) в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракт, на 2,6 % увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жёсткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

        Озон (О₃) рассеян над Землей на высоте от 15 до 50 км. Защитная озоновая оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т газа, наибольшая концентрация – на высоте от 20 до 25 км. Если гипотетически сжать эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится слой всего в 2 мм, однако без него жизнь на планете невозможна.

       Запуск мощных ракет, ежедневные полёты реактивных самолётов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора – миллионов гектаров леса – пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреонов в технике, парфюмерной и химической продукции в быту – главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли.

        В последние годы над Северным  и Южным полюсами возникли  «озоновые дыры» площадью свыше  10 млн. км² каждая, появились громадные  «озоновые дыры» над многими странами Европы и Россией. Разрушение озонового экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных воздействий на человека и живую природу.

        Прорыв через «озоновые дыры»  солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50-100 раз, увеличивает число мощных лесных пожаров. В 1996 году в России сгорело 2 млн. га леса, горели леса в Австралии, Северной и Южной Америке, Африке, Европе, в Юго-Восточной Азии. Индонезийский лесной пожар 1997 года, бушевавший почти 5 месяцев, покрыл дымом не только Индонезию, но и Малую Азию, Сингапур, достиг Южно-Китайского моря. Люди задыхались от дыма.

        Диаграмма потребления ОРВ в России в 1992 году в метрических тоннах по секторам их применения:

        На данной диаграмме представлены  озоноразрушающие вещества (ОРВ)  в России в 1992 году. Инертные, негорючие, неядовитые, несложные в производстве, они получили широкое распространение в баллончиках с аэрозолями различного назначения, а также как охлаждающие жидкости в холодильниках и кондиционерах, как растворитель в производстве пестицидов (тетрахлорметан, метилхлороформ, бромистый метил). Бромистый метил используется в качестве дезинфицирующего вещества для почв и товаров, применяется как добавка к автомобильному топливу. Из бромистого метила высвобождается бром, который в 30-60 раз разрушительнее для озона, чем хлор. Другие химические соединения, разрушающие озоновый слой, используются в баллонах для тушения пожара, при изготовлении полистироловых стаканчиков и современных упаковок для фасовки продуктов и полуфабрикатов.

        Пик мирового производства ОРВ  пришелся на 1987-1988гг. и составил  около 1,2-1,4 млн.т. в год. Около  35% производимого объема приходилось на США, 40% - на страны ЕЭС, 10-12% производила Япония, 7-10% - наша  страна.

        Механизм действия фенолов таков:  попадая в верхние слои атмосферы,  эти вещества, инертные у земной  поверхности, преображаются. Под  воздействием ультрафиолетового излучения связи в молекулах фенолов нарушаются, В результате выделяется хлор (Сl), который при столкновении с молекулой озона выбивает из нее один атом, и озон превращается в кислород. Хлор же, соединившись с кислородом, вскоре опять становится свободным и начинает разрушать другие молекулы озона. Его активности хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона.

        При таянии вечной мерзлоты  выделяется большое количество  активных веществ, так называемых  радикалов, которые, поднимаясь  на большую высоту, и разрушают озоновый слой. Именно поэтому озоновые дыры появляются над полюсами – только здесь мерзлота выделяет радикалы.

Разрушение  озонового слоя шло бы гораздо  интенсивнее, если бы на пути гидроксильных  радикалов не встал бы метан. При  недостатке кислорода вследствие парникового эффекта метан окисляется, забирая на себя радикалы, и замедляет разрушение озонового слоя.

        С одной стороны, метан усиливает  вредный парниковый эффект, с  другой – спасает от разрушения  озоновый слой. Поэтому озоновые  дыры от увеличиваются, то уменьшаются. Все зависит от кислоты.

        По данным Центральной аэрологической  обсерватории Росгидромета, в середине августа 2000г озоновая дыра над Антарктидой начала расти. В результате ее размер достиг рекордных 28,3 млн. км², что в 3 раза больше территории США. Еще 10-15 лет назад она составляла около 22 млн. км².

        Озоновый слой в небе над  Грецией уменьшился с 1991г по 1995г на 10%, что означает увеличение  воздействия солнечного ультрафиолета  на 17%. Если так будет продолжаться и дальше, то уже к середине XXI столетия человечество может оказаться на пороге глобальной экологической катастрофы с непредсказуемыми тяжелыми последствиями. Расчеты ученых показывают, что при продолжении массовых выбросов фенолов озоновый слой в скором времени истончится на 20%. При этом всего 1%-е сокращение озона вызывает 4%-й скачок в распространении рака кожи. Только в США этим недугом ежегодно заболевает 200 тыс. человек. Вызывая рак кожи, ультрафиолетовые лучи одновременно подавляет иммунную систему, снижая сопротивляемость организма.  

        По данным Мексиканского университета  штата Соноры самыми распространёнными  недугами, появляющимися у людей  из-за воздействия ультрафиолета,  являются катаракты, ухудшение  состояния сетчатки и глазного  дна, различные наросты и новообразования. В случае катаракт и новообразований может помочь хирургия глаз, а вот процесс ухудшения сетчатки и глазного дна практически необратим.

        Повышение уровня ультрафиолетового  излучения способно вызвать деградацию экосистем и генофонда флоры и фауны, снижение урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности Мирового океана. К ультрафиолетовым лучам очень чувствительны хвойные деревья и злаки, овощи и бахчевые культуры, сахарный тростник и бобовые. Данные экспериментов свидетельствуют, что рост некоторых растений сдерживается уже нынешним уровнем радиации.

        Морские организмы неустойчивы  к ультрафиолетовым лучам. Показано, что при снижении содержания озона в озоновом слое на 16,5 % первичная продуктивность в Мировом океане может уменьшиться на 5 % по сравнению с современным уровнем. Необходимо отметить, что любые глобальные изменения в биомассе или в продукции планктонных организмов могут привести к изменению биохимического цикла углерода в океане и нарушению баланса окиси углерода между океаном и атмосферой.

        Воздействие ультрафиолетовых лучей  приводит к мутациям на генном  уровне. По оценкам американских  исследователей, уменьшение озонового  слоя на 50 % приведёт к возрастанию  повреждений ДНК в 2,5 раза, что в свою очередь может повлечь за собой увеличение частоты заболевания раком кожи в 7,5-8 раз.

        В 1987 году правительства 56 стран  подписали Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее  десятилетие вдвое сократить  производство фторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. К 1996 году промышленно развитые страны полностью прекратили производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 году.

        За годы, которые прошли с момента  подписания Монреальского протокола,  производство и потребление веществ,  наиболее опасных для озонового  слоя, сократилось более чем вдвое.  Остановлен рост содержания в  атмосфере ОРВ. Учёные полагают, что уже в ближайшие годы начнётся восстановление озонового слоя.  

Кислотные дожди. 

        Кислотные дожди, содержащие растворы  серной (H₂SO₄) и азотной (HNO₃) кислот, наносят значительный ущерб природе. Их жертвами становятся земля, водоёмы, растительность, животные и постройки. На территории России в 1996 году вместе с осадками выпало более 4 млн. т серы и 1,25 млн. т нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Чернозёмном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае, в Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км².

        При сжигании любого ископаемого  топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов  содержатся диоксид серы (SO₂) и азота (NO₂). В зависимости от состава топлива их может быть больше или меньше. Миллионы тонн диоксидов серы (SO₂), выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот.

        Окислы азота образуются при  соединении азота с кислородом воздуха при высоких температурах, главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Получение энергии сопровождается закислением окружающей среды. Дело осложняется ещё и тем, что трубы теплоэлектростанций (ТЭС) рассевают выбросы на огромные территории.

        Дождевая вода, образующаяся при  конденсации водяного пара, должна  иметь нейтральную реакцию, т.е.  pH=7. В воздухе всегда присутствует диоксид углерода (CO₂), т.е. углекислый газ, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется (до pH 5,6-5,7). А вобрав кислоты, образующейся из диоксидов серы (SO₂) и азота (NO₂), дождь становится заметно кислым. Мировой рекорд принадлежит шотландскому городку Питлокри, где 20 апреля 1974 года выпал дождь с рН=2,4 – это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.

        В 70-х годах ХХ века в реках и озёрах Скандинавских стран стала исчезать рыба, снег в горах окрасился в серый цвет, листва деревьев раньше времени устала землю. Очень скоро те же явления заметили в США, Канаде,  Западной Европе. В Германии пострадало 30 %, а местами 50 % лесов. И всё это происходит вдали от городов и промышленных центров, т.е. облака кислотных дождей способны перемещаться на большие расстояния.