Проблемы экологии и человек

   Поступление в атмосферу (тонн/год) некоторых компонентов,                          

  естественного и  промышленного происхождения:   (табл.1)       

Большая часть  загрязняющих веществ и тепловой энергии вырабатывается на ограниченной площади, главным образом в промышленных районах Северной Америки. Европы и Азии, вследствие особенностей циркуляции атмосферы и перемещений в водной оболочке Земли.

Ещё одним немаловажным источником загрязнения атмосферы  является сжигание твёрдых городских  отходов. Во всех цивилизованных  мирах для этих целей существуют мусоросжигательные печи, от конструкции которых зависят составы выбросов. Дымовые выбросы состоят из относительно безвредных газообразных продуктов сгорания: диоксида углерода, воды, инертного азота. Но их избыток может привести к образованию шлейфа тумана. Для улавливания дымовых выбросов используют различные фильтры и улавливатели. Загрязнение окружающей среды выбросами двигателей внутреннего сгорания привлекают всё более пристальное внимание из-за возросшей угрозы здоровью человека.                                     

  Характеристика основных  выбросов различных                             

  транспортных средств,  как источников  загрязнения: (табл.2)

                                                    Парниковый эффект. 

Учёные предупреждали, что потепление климата на планете  и истощение защитного озонного слоя ставят под угрозу само существование  человечества. Если верить прогнозам, то потепление мирового климата на сегодняшний день представляет наиболее серьёзную угрозу среде обитания. Развитие промышленности до сих пор основано на сжигании ископаемого органического топлива: нефти, угля, газа, в результате чего в атмосферу выбрасывается около 6 миллиардов тонн углекислого газа в год.  В тропических районах  сжигают леса, расчищая землю под пастбища и пахоту. В результате  в атмосферу попадает ещё больше углекислого газа. Он накапливается в атмосфере быстрее, чем поглощается природными процессами, образуя над землёй нечто вроде не вполне прозрачного окна. Вследствие накопления большого количества углекислого газа создаются условия, аналогичные парниковым, когда видимые лучи Солнца достигают земной поверхности и нагревают её, но инфракрасное излучение не уходит обратно в космос. В какой-то мере парниковый эффект существует в природе, без него жизнь на земле была бы невозможна. Но в результате человеческой деятельности в атмосферу выбрасывается столько углекислого газа, что она нагревается сейчас быстрее, чем когда бы, то ни было со времени последнего ледникового периода. Хотя на три пятых парниковый эффект объясняется накоплением в атмосфере углекислого газа, другие газы тоже способствуют его возникновению. Вторым по важности является метан, выделяемый бактериями, живущими в почве, на которой выращивается рис, а также в кишечнике крупного и мелкого рогатого скота. На парниковый эффект впервые обратил внимание шведский химик Сванте Аррениус в 1896 году. Ему не придавали значения, пока не появились усовершенствованные компьютеры. С помощью которых оказалось возможным предсказывать изменение температуры Земли на несколько ближайших десятилетий. Было обнаружено, что содержание углекислого газа в атмосфере возросло на 25% по сравнению с 1880 годом. Вычисления показывают, что когда концентрация углекислого газа вдвое превысит уровень, существовавший до начала промышленной революции, температура на Земле возрастёт на 2-5◦С . Учёные согласны в том, что накопление «парниковых» газов, поднимет среднюю температуру Земли и увеличит количество осадков если они не вызовут какой-либо непредвиденной контрреакции, эти две тенденции приведет к далеко идущим последствиям. Поскольку вода при нагревании расширяется, уровень океана будет подниматься, причём эту тенденцию ускорит таяние полярных льдов.  По прогнозам, к 2050 году уровень моря может подняться больше чем на метр. Затопление прибрежных районов, в которых проживает свыше трети населения земного шара, вызовет массовые переселения. В то же время некоторым регионам это потепление пойдёт на пользу: например, огромные пространства на севере Канады и в России станут доступными для освоения по мере оттаивания тундры. Однако в мировом масштабе выигравших от глобального потепления климата будет несравненно меньше, чем проигравших. Соединённые Штаты, согласно исследованиям, окажутся среди наиболее пострадавших стран. В Калифорнии повышение средней температуры приведёт к увеличению расхода электроэнергии, усилению озонного загрязнения атмосферы в городах и иссушению почвы, что вызовет оскудение водных ресурсов. В результате повышения уровня моря залив Сан-Франциско разольётся, и солёная вода поднимется на 10 км вверх по течению в дельтах рек Сакраменто и Сан-Хоакин, с катастрофическими последствиями для этого высокопродуктивного сельскохозяйственного района. Аналогичные проблемы возникнут на юго-востоке страны, где положение обостряется тем, что повышение температуры приведёт к вымиранию лесов, которое начнётся уже в 2118 году. В целом по стране ежегодная стоимость электроэнергии, расходуемой на кондиционирование воздуха и другие нужды, к 2055 году достигнет огромной суммы. На Среднем Западе засуха заметно снизит урожаи. Засуха также понизит уровень воды в Великих Озёрах, так что придётся рыть каналы для прохода судов. Это активизирует загрязнения, осевшие на дне озёр.  Агентство охраны окружающей среды заключает, что парниковый эффект представляет гораздо большую угрозу природным системам – лесам, болотам, пресноводным озёрам, чем здоровью человека. Из-за этого будет очень трудно принять меры для замедления этой тенденции.  Если это случится, придётся строить дамбы, чтобы защитить густонаселённые побережья от наступления моря, строить дополнительные электростанции для питания кондиционеров воздуха, углублять акватории портов и фарватеры для прохождения судов в мелеющих озёрах и реках. Но даже такие меры окажутся безрезультатными при отсутствии международного сотрудничества. Мы вместе должны решать этот вопрос. В 1970 году в Америке был принят закон по защите окружающей среды, закон о чистой воде - в 1977 году. Для контроля над их исполнением было создано федеральное Агентство охраны окружающей среды (АООС). Благодаря - нему удалось уменьшить количество многих типов загрязнений, выбрасываемых в окружающую среду. Хотя Соединённые Штаты больше, чем кто-либо другой, несут ответственность за потепление мирового климата, им одним не под силу остановить этот процесс.                

 Истощение озонного слоя.

Вблизи поверхности  Земли озон является всего лишь вредным  компонентом городского смога. Но на высоте 24 км тонкий слой этого бесцветного, не обладающего запахом газа обеспечивает существенную защиту земной поверхности  от губительных ультрафиолетовых лучей солнца. Хлорированные и фторированные углеводороды (ХФУ) и галогенированные соединения (галлоны), ещё одна группа промышленных газов, которые разрушают хрупкую структуру этого слоя толщиной в книжную обложку.

ХФУ, открытые в 1930 году, получили широкое применение в автомобильных кондиционерах, холодильниках, при изготовлении пластиковой посуды одноразового употребления, аэрозольных распылителей, пенопластовых подушек, изоляции и очистителей для электронного оборудования. Их разрушающее воздействие на озонный слой привлекло всеобщее внимание в 1985 году, когда английские учёные обнаружили 40% снижение весеннего уровня озона над Антарктикой. Выпущенные в воздух, ХФУ поднимаются в стратосферу и уносятся ветром к Северному и Южному полюсам. Каждый атом хлора, присутствующий в молекуле ХФУ, попав в атмосферу, действует как катализатор, способствующий расщеплению тысяч молекул озона в течение примерно столетия. Истощение озонного слоя создаёт более непосредственную угрозу здоровью человека, чем потепление климата. Солнечные ультрафиолетовые лучи вызывают рак кожи, вредят зрению и ослабляют способность организма защищаться от болезней. Только в одних Соединённых Штатах ежегодно диагностируется полмиллиона случаев заболевания раком кожи. Чаще всего его вызывает солнечное облучение. Кроме того, ультрафиолетовые лучи могут уничтожить планктон, крошечные одноклеточные организмы, составляющие основу цепи питания в океане. Они опасны также для растительного мира на суше, в том числе для сельскохозяйственных культур. Истощение озонного слоя представляет собой более непосредственную опасность для здоровья человека, чем потепление климата, но бороться с ним намного легче. Нужно прекратить производство ХФУ и галлонов. За это, конечно, придётся  заплатить определённую цену: в одних случаях заменителей ХФУ и галлонов вообще нет, а в других случаях их производство обошлось бы гораздо дороже.  В 1987 году был подписан Монреальский протокол, 34 страны, производящие и потребляющие ХФУ согласились вдвое сократить их производство.  С 1 января 1989 года он вступил в силу. Но это соглашение соблюдается мало, а  согласно прогнозам АООС, утечка в атмосферу разрушающих озон газов должна сократиться на 35-40%. К сожалению, учёные обнаружили, что озон в стратосфере разрушается в два-три раза быстрее, чем считалось ранее. Поэтому для того, чтобы остановить накопление ХФУ в стратосфере, их производство должно быть сокращено на 85 %. Даже если разрушающие озон газы будут вообще сняты с производства, потребуется ещё около сотни лет для того, чтобы молекулы ХФУ, уже имеющиеся в атмосфере, полностью распались.                                              

 Кислотные дожди.

Хотя кислотные  дожди не создают таких проблем  морового масштаба, как истощение  озонного слоя и глобальное потепление климата, их воздействие сказывается далеко за пределами страны, создающей загрязнение. Как и парниковый эффект, кислотные дожди являются результатом сгорания органического топлива. Среди загрязнителей наиболее существенны двуокись серы. Выпускаемая в воздух в основном электростанциями, работающими на угле, и окислы азота, выбрасываемые различными источниками, в том числе промышленными предприятиями и автомобилями. В США две трети кислотных дождей вызваны двуокисью серы. Оставшуюся треть вызывают в основном окислы азота. Которые также служат одной из причин парникового эффекта и входят в состав городского смога. Попадая в атмосферу, эти загрязнители могут разноситься ветром на тысячи километров от источника и возвращаться  на землю с дождём, снегом или туманом. Загрязнённые осадки, называемые кислотными дождями, меняют кислотность озёр, рек и почвы в местах выпадения. Многие животные и растения не могут выжить в условиях повышенной кислотности. Озёра на большом пространстве северо-востока Соединённых Штатов и юго-востока Канады пострадали из-за кислотных дождей, также гибнут  леса в Германии и других промышленных районах Европы, леса вдоль Аппалачского хребта на востоке США тоже в опасности. Хвойные породы страдают от кислотных дождей в большей степени, чем широколиственные. О вреде кислотных дождей для окружающей среды говорят и пишут уже много лет.  Электрические компании на Среднем Западе владеют электростанциями, выбрасывающими в атмосферу большое количество двуокиси серы, также надо усовершенствовать системы очистки выхлопных газов  в автомобилях. Электрические компании стремятся выступать за расширение исследований с целью создания технологий «чистого» сжигания угля, при которых вредные газы удалялись бы в самый  момент сгорания топлива. Но эти новые технологические процессы очень дороги и далеко не всем доступны - и кислотные дожди продолжают выпадать. Активисты движения  в защиту окружающей среды опасаются, что бездействие скоро приведёт к тому, что кислотные дожди начнут разрушать леса и крупные лесные массивы.                                     

 Загрязнение воздуха.

Наиболее ощутимого  результата движение в защиту окружающей среды достигло в борьбе с загрязнением воздуха. В некоторых городах уровень загрязнения, правда, ещё высок. Две трети городского населения Земли дышит нездоровым воздухом. Например, в Соединённых Штатах свинец в основном удалён из воздуха благодаря постепенному вытеснению низкооктанового  бензина при одновременном снижении, за счёт более строгих стандартов на выхлопные газы, выброса двуокиси азота, окиси углерода и других загрязнителей, входящих в состав автомобильных выхлопных газов. Помимо свинца воздух загрязняют двуокись серы и двуокись азота (главные ингредиенты кислотных дождей), взвешенные твердые частицы (дым, пыль) и окись углерода. Ежегодно в воздух поступает около 1 куб. км пыльцевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.                                                 

  Сведения о некоторых  источниках                                                         

                                         техногенной пыли, (табл.3)

Эти примеси  раздражают лёгочную ткань и могут  вызвать рак и другие заболевания. Окись углерода препятствует нормальному  использованию кислорода. Озон, столь  необходимый в стратосфере, - один из главных загрязнителей на Земле. Он образуется в результате окислов азота и других загрязнителей с кислородом при ярком солнечном свете. Например, Лос-Анджелес принял строгие меры по очистке воздуха, потребовав от компаний, владеющих нефтеперегонными заводами и мебельными фабриками, резко снизить вредные выбросы в атмосферу. Жаркая погода – это препятствие на пути к очищению воздуха, также и автомашины и предприятия. По мере развития экономики и роста населения смог  будет становиться гуще, пока не будут приняты дальнейшие меры по уменьшению вредных выбросов из каждого источника загрязнений. Стандарты качества воздуха недостаточно твёрдо проводят в жизнь. Одно из нарушений вызвано испарением горючего при заправке автомашин. Эти пары содержат карциногеный бензол. Решать эту проблему должны нефтяные компании, они должны установить специальные приборы на всех бензозаправочных станциях. А нефтяные компании считают более эффективным снабжать бензобаки всех новых машин специальными затворами. В итоге воздух так и остаётся загрязнённым.                           

  Воздух внутри  зданий.

Воздух внутри зданий часто хуже, чем снаружи. В  домах была обнаружена очень опасная  концентрация радона. Этот бесцветный и не имеющий запаха радиоактивный  газ встречается в некоторых  почвах и скалистых породах.  На  открытом воздухе радон не представляет опасности ввиду своей незначительной концентрации, но если при плохой