Экологические проблемы атмосферы

 

6. Озоновый  слой.

 

Озон - О₃ – «пахнущий» 1840г. Шонбейн.                   

Легко взрывается, неустойчив, сильный окислитель, причина голубого цвета неба. 

«Озон…всегда  находился в ничтожных количествах  в газовой среде биосферы. Но эти ничтожные количества создают благоприятные условия для развития жизни на нашей планете. Без них она не могла бы существовать»                                                                                   В.И.Вернадский.

 

Пути решения:

• 1977г. – «Мировой план действий по озоновому слою».
• 1985г. Вена – конвенция по охране озонового слоя.
• 1987г. Монреаль – международное соглашение по уменьшению и отказу от производства веществ, разрушающих озоновый слой.

 

7. Кислотные дожди.

 

Кислотные осадки – любые осадки, кислотность которых выше нормальной. (рН<5,6).

Выпадают в  большинстве промышленных районов  мира. По содержанию кислоты современные дожди соответствуют сухому вину, а часто и столовому уксусу.

      В нашем столетии первыми обратили внимание на влияние кислотных осадков  жители Скандинавских стран: в реках и озёрах изменился видовой состав рыб, гибли лосось и форель. Снег в горах стал серого цвета. Деревья раньше времени сбрасывали листву.  

Источники. 

                               Природные             SO ₂      NO ₂                Антропогенные

                     Вулканы, гейзеры, грозы,                                 ТЭС, транспорт, промышленность. 

                    биогенные выделения.                    

Последствия:

      Уже более ста лет кислотные осадки признаются серьёзной проблемой, но их влияние на экосистемы было отмечено только 35 лет назад, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяции рыбы во многих озёрах Швеции, Канады, США. 

• Влияние на водные экосистемы.

Значение рН среды влияет на деятельность всех ферментов, гормонов и др. белков в организме, регулирующих метаболизм, рост и развитие. На крупные виды незначительные изменения рН внешней среды могут и не оказывать сильного влияния, т.к. метаболизм поддерживает внутренний рН на должном уровне, а кожа обеспечивает защиту. Однако при изменении рН воды всего лишь на одну единицу, яйцеклетка, сперма и молодь водных обитателей испытывают серьёзные стресс и часто погибают.

 

      При рН 6,0-5,0 гибнут наиболее чувствительные планктонные организмы и насекомые, сиговые 

  рыбы, форель, хариус, лосось, плотва, окунь и щука. Рыба гибнет не только от прямого действия кислоты.

  Вытесненный  из горных пород Al повреждает жаберный аппарат. Из-за нарушения кальциевого

  равновесия  рыба теряет способность к  воспроизводству. 

   При рН < 5,5 мхи и нитчатые водоросли вытесняют основную растительность водоёма, иногда в

  воду переселяется  даже сфагновый мох – обитатель  суши.

      При рН < 4,5 в воде озёр вымирают микроорганизмы, развиваются анаэробные процессы с 

  выделением  метана и сероводорода.

  

    Ущерб не ограничивается гибелью рыбы и др. водных обитателей. Многие пищевые цепи начинаются в ручьях и реках. Например в горах Адирондак (США), где в озёрах нет рыбы, заметили полное отсутствие гагар и др. водоплавающей птицы. Резко сократились популяции птиц, питающихся насекомыми, личинки которых развиваются в воде. 

  В Швеции  и Норвегии рыба погибла примерно  в 6500 озёрах и 7 реках, в которых  водилась сёмга.

   В канадской провинции Онтарио около 1200 озёр в настоящее время мертвы. Внешний вид таких

  водоёмов обманчив. Их вода чистая и голубая.  Однако в глубине зрелище мрачное. Свет свободно

  проникает сквозь чистую воду, но следов жизни нигде не видно – озёра пустынные. 

• Влияние на леса и почву.

Деградация  лесов. Замедление роста, угнетение листвы и хвои, поражение насекомыми – вредителями, суховершинность. Вымирание некоторых видов растений (Новая Англия, Калифорния). Генетические и видовые изменения растений.

      В первую очередь погибают некоторые лишайники, поэтому их считают «индикаторами» чистоты

   воздуха.  Самые чувствительные растения – сосна, ель, лиственница, пихта, бук, граб. 
 

Пути влияния:

• нарушение поверхности при прямом контакте: кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных элементов. Во время засух через повреждённые листья испаряется больше влаги.
• Вымывание (выщелачивание) биогенов, понижается активность редуцентов и азотфиксаторов.
• мобилизация алюминия и др. токсичных элементов: кислоты высвобождают алюминий в раствор. Возможно существует синергическое взаимодействие м/у озоном и кислотными осадками.

        Если лесная система разрушается  внезапно, эрозия почвы, засорение  водоёмов, наводнения и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими. Самое меньшее можно ожидать сукцессию, при котрой погибшие деревья будут заменены «ацидофильными» (любящими кислотность) видами, состав которых очень ограничен: мхи, папоротники и др. низкорослые растения, не представляющие экономической ценности даже для выпаса. 

      В Западное Европе количество  пострадавших лесов достигло  в последние годы 30%, а местами  50%. 

 Только в  Западной Германии более 1500га. Вечнозелёных лесов Баварии погибло  за последние пять лет 

 главным образом  из-за выпадения кислотных дождей.

      У нас в стране более 600тыс. га. лесных массивов, расположенных в зоне вредных  выбросов

 промышленных  предприятий, находятся в состоянии  полного или частичного высыхания.  

• Влияние на людей и изделия: происходит быстрое выветривание и эрозия известняка и мрамора.

Мобилизация алюминия и др. токсичных элементов  может привести к загрязнению  вод. Алюминий способен вызывать преждевременное  старение.

• Трансграничные перемещения атмосферных загрязнителей создают условия для мировых экологических конфликтов.

Англия и  Германия загрязняет воздух всей Западной Европы.

   Лишь 10% загрязнителей, выпадающих из атмосферы на территорию Норвегии, имеют собственно 

   норвежское происхождение. Остальные 90% переносятся из других стран.

     Из Англии «экспортируется» около 1млн.т. оксида серы.

      Трансграничные  перемещения дымовых облаков  на территорию Канады и последующие  кислотные 

   дожди – предмет бесконечных споров м/у США и Канадой. 
 

Пути решения:

• ↓ выбросов оксидов серы и азота: сокращение выбросов на 50% фактически приостановит дальнейшее подкисление окружающей среды.
• Замена топлива: переход на низкосернистые уголь и нефть, но у них ниже теплота сгорания.
• Промывание угля: измельчение и химическая очистка перед сжиганием. Затраты нерентабельны.
• Скрубберы – жидкие фильтры: газообразные продукты сжигания пропускаются через распылённые водный раствор извести. Диоксид серы осаждается (CaSO₄).  Эффективны и не дорогие.
• Альтернативные электростанции
• Экономия топлива
• Международное сотрудничество. «Конвенция о трансграничном загрязнении» 1983г.
• В июле 1985г. в Хельсинки 20 государств Европы и Канада подписали Протокол о 30%-ном снижении выбросов оксидов серы на территории этих государств.

 
 
 

8. Загрязнение воздуха в помещениях.

 

Аспекты:

• Всё больше веществ и оборудования, используемых дома выделяют потенциально опасные испарения.
• Помещения герметичны. Вещества накапливаются до опасных уровней.
• Дольше сохраняются.

 

Источники загрязнения:

• Формальдегид и др. синтетические органические соединения.
• Продукты сжигания.
• Продукты неполного сгорания топлива и примеси из нагревательных систем.
• Испарение жидкостей для мытья посуды и сантехники
• Испарения клея.
• Пестициды – химические препараты используемые для защиты растений.
• Освежители воздуха.
• Аэрозоли всех типов.
• Асбест (теплоизоляционный материал); связан с формой рака, которая может проявиться через 20-30 лет. Запрет на применение в помещениях школ и др. детских учреждений.
• Курение.
• Пыль и грязь с улицы.

 

Пути решения:

• Запрет курения в помещении.
• Минимально употреблять агрессивные химикаты и растворители.
• Соблюдать правила эксплуатации отопительных приборов и газовых плит.
• Вентиляция.
• Регулярное проветривание и влажная уборка.
• Соблюдение правил гигиены.

 
 
 

9. Методы  мониторинга воздушной среды.

 

• По состоянию  сосны: по характеру повреждений хвои и по состоянию генеративных органов (размер шишек), по состоянию прироста деревьев последних лет, по продолжительности жизни хвои.
• По лишайникам.
• Снег – индикатор чистоты воздуха.
• Определение запылённости воздуха: пыль с листьев деревьев.
• Учёт автотранспортной нагрузки.

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Дополнительная  информация к уроку. 

      Только  промышленные выбросы в конце 80-х  годов составили: 30млрд. т углекислого  газа,

146 млн. т сернистого  газа, 150 млн. т углеводов, 53 млн.  т окислов азота и свыше 70 млн. т неочищенных ядовитых газов. Выбросы увеличиваются на 2-5% в год. 

      Кислотные дожди иногда выпадают на достаточно удалённых от источников загрязнения  территориях. Например, в 1991 году на территории России выпало 405 тыс. т соединений серы, принесённых с Украины из Днепровско-Криворожского промышленного района. Причина – преобладание западного переноса.