Опасные загрязнители атмосферы.

Диоксид серы (SO,) (сернистый ангидрид) — бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при перера­ботке сернистых руд. Он в первую очередь участвует в формиро­вании кислотных дождей. Общемировой выброс S₂ оценивается в 190 млн т в год. Максимальная разовая ПДК для диоксида серы составляет 0,5 мг/м, а среднесуточная — 0,05 мг/м³.

Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем - к воспалению или отеку легких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания. Раздражает дыхатель­ные пути, вьпывает спазм бронхов, особенно при повышенной влажности воздуха. Вследствие образования серной и сернистой кислоты нарушаются углеводный и белковый обмены, окисли­тельные процессы в головном мозге, печени, селезёнке, мышцах, снижается содержание витаминов В и С. Доказана зависимость частоты возникновения ОРЗ и хронических неспецифических за­болеваний лёгких у взрослых и детей при одновременном воздей­ствии на организм сернистого ангидрида и окиси углерода.

Сероводород бесцветный газ, ядовит, раздражающий дыха­тельные пути и глаза. Хроническое отравление вызывает катар верхних дыхательны): путей, бронхиты, головные боли, ослабле­ние слуха, общую слабость, расстройство пищеварения, исхудание, малокровие, вегетососудистые нарушения. Выделяется при очист­ке нефтепродуктов, при разложении белковых веществ.

Окислы азота поражают альвеолярную ткань, что приводит к отёку лёгких и сложным рефлекторным расстройствам, в крови образуются нитраты и нитриты, которые действуют на артерии, вызывая разрушение сосудов и гипотонию, а также ведут к кисло­родной недостаточности.

Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, со­ставляет 65 млн т в год. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55%, на энер­гетику — 28%, на промышленные предприятия — 14%, на мелких потребителей и бытовой сектор — 3%.

Аммиак. Высокие концентрации вызывают обильное слезо­течение и боль в глазах, удушье, сильные приступы кашля, рвоту, задержку мочи, резкие расстройства дыхания и кровообращения.

Азот вместе со всей группой инертных газов, разбавляет ки­слород до такой степени, которая необходима для нормального дыхания человека, без этого жизнь на земле была бы невозможна. Азот при высоком атмосферном давлении оказывает наркотиче­ское воздействие на организм, что проявляется в виде головокру­жения, провалов в памяти. При нормальном атмосферном давле­нии повышенное содержание азота вьпывает явления кислородной недостаточности, первые признаки которой наступают при повы­шении азота до 83%, тяжёлые формы - при 90%, при 93% содержа­нии азота в воздухе наступает смерть.

Углекислый газ по своему физиологическому действию яв­ляется возбудителем дыхательного центра, в больших концентраиях оказывает наркотическое воздействие, а также раздражает кожу и слизистые оболочки. При больших концентрациях (10%. 15%) углекислота вызывает смерть от удушья, вследствие резкого снижения кислорода в воздухе. Летальный исход может быть мгновенным при большой концентрации углекислого газа (СО)), которая встречается в заброшенных колодцах, шахтах, подвалах.

Угарный газ - быстродействующий, соединяется с гемогло­бином в 200-300 раз быстрее, чем кислород. Вызывает удушье, па­раличи, при тяжёлых формах наступает смерть. Летальный исход может наступить через несколько минут в непроветриваемом га­раже при работе двигателя машин.

Винилхлорид выделяется при нагревании (от +27"С и выше) и при сжигании полиэтиленовых плёнок и пластика. Содержится он в тетропаках. Обладает концерогашьш свойством замедленно­го действия. Скрытый период может длиться от 10 до 15 лет.

Озон (О₃) - газ с характерным запахом, более сильный окис­литель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосфер­ном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений (ЛОС). Поскольку к ЛОС относят порядка 260 химических со­единений, при образовании озона получаются смеси, состоящие из сотен химических веществ и называемые фотохимическим «смогом».

Асбестовая пыль способствует раковым опухолям и фиброзу легких.

Свинец выделяется с выхлопными газами автомобилей, яв­ляется ядом замедленного действия. Симптомы: усталость, кишеч­ные колики, бледность кожных покровов, по краям десен появля­ется тёмная ''свинцовая кайма". Повышенные концентрации вы­зывают у беременных женщин преждевременные роды, у мужчин - половое бессилие. В целом, свинец, попадая в организм человека, разрушает нервные клетки, вызывает параличи.

Ртуть- ядовитое вещество, содержащееся в отработанных люминесцентных лампах, приборах, промышленных отходах. Раз­рушает печень, почки, вызывает выкидыши у женщин. Переработ­кой вышедших из эксплуатации ртутьсодержащих приборов и ламп занимался специальный цех на заводе имени Баранова.

Примышленная пыль, особенно зола, содержит токсические вещества - мышьяк, ртуть, свинец.

Аэрозоли- это твёрдые или жидкие частицы, находящиеся но взвешенном состоянии в воздухе. Твёрдые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для живых организмов, у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дым­ки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твёрдых а жидких частиц между собой или водя­ным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. Основным источником аэрозольных загрязнений в городе Омске являются ТЭЦ, цементные заводы, сажевый завод, нефтепе­рерабатывающие и нефтехимические предприятия. В своём составе аэрозоли содержат: железо, марганец, цинк, кадмий, свинец, аро­матические углеводороды, соли кислот и др. вешества.

Шум - специфический загрязнитель атмосферы. Уровни шу­ма определяются в децибелах. Порог слышимости - 0, шелест ли­ствы - 10. шёпот - 25, акустический шум на селе 30-55. шум в го­роде - 30-60 - это предельно допустимые нормы. Повышенный и про­должительный шум увеличивает артериальное давление крови, вызывает рост сердечнососудистых заболеваний, снижает работо­способность, приводит к бессоннице.

Радиоактивное загрязнение.

Радиационный фон в городе Омске на открытой местности в среднем находится в пределах от 10 до 12 микрорентген/час, в за­крытых помещениях до 30 микрорентген/час, что соответствует ПДК по России- Однако в 1990-1992 годах силами Госатомнадзора при проведении мониторинга в городе Омске было обнаружено более 200 аномальных участков, на которых радиационный фон превышал допустимые нормы в тысячу раз. Зонами экологическо­го бедствия были объявлены: 4 разъезд, 14 военный городок, ули­ца Красный пахарь, Авиагоролок, завод керамзитожелезобетон­ных изделий и ряд других.

 

 

Парниковый эффект.

Все виды солнечного излучения (от ультрафиолетового до инфракрасного) достигают земной поверхности и нагревают ее. Последняя переизлучает ранее накопившуюся тепловую энергию в виде ИК-излучения в Космос. Переизлученное ИК-излучение интенсивно поглощается некоторыми гадами (СО2, метан, NO, фреонами). Указанные газы, называемые парниковыми, действуют в атмосфере, как стекло в парнике: они беспрепятственно пропускают к Земле солнечную радиацию, но задерживают тепловое излучение Земли. В результате повышается температура ее поверхности, изменяются погода и климат.

Под парниковым эффектом понимают возможное повышение глобальной температуры планеты в результате изменения теплового баланса, обусловленное постепенным накоплением парниковых газов в атмосфере.

Среднегодовая температура за последнее столетие выросла примерно на полградуса. Не исключено, что это наибольшая ско­рость глобальных изменений за прошедший миллион лет. За 100 лет уровень Мирового океана увеличился на 10...15 мм.

Парниковые газы

Основным парниковым газом является диоксид углерода. Его вклад в парниковый эффект, по разным данным, составляет от 50 до 65%. К другим парниковым газам относятся метан (около 20%), оксиды азота (примерно 5%), озон, фреоны (хлорфторуглероды) и другие газы (около 10—25% парникового эффекта

Показатели	Единица измерения	Диоксид углерода	Метан	Фреоны	Оксиды азота
Концентрация в доиндустриальный период	частей на млн		0,79	ничтожно мало	0,288
Концентрация в современный период	частей на млн		1,72
Ежегодный рост	%	0,3—0,5	0,5-1,0		0,2—0,3
Время жизни	лет	50—200
Активность действия	на 1 молекулу
Доля в парниковом эффекте	%

1. Углекислый газ. Основным антропогенным источником поступления СО2 в атмосферу является сжигание углеродсодержащего топлива (уголь, нефть, мазут, метан и др.). В настоящее время в атмосферу выбрасывается более 25 млрд т СО2.

США дает 23% СО2., Россия- 19%, Зап.Европа – 14%, Вост. Европа – 7?.

2. Метан поступает в атмосферу при добыче газа, нефти и угля, производстве биогаза, из-за гниения органических остатков на залитых водой рисовых полях, роста численности круп­ного рогатого скота (сейчас на Земле 1 млрд голов крупного рога­того скота). Концент­рация в воздухе метана растет ежегодно на 1,2—1,5 %. Сейчас его на 60% больше, чем было в доиндустриальную эру. К середине XXI в. ожидается удвоение концентрации метана в атмосфере.

3. Оксиды Азота. С ростом применения в сельском хозяйстве азотных удобрений и в результате сгорания углеродсодержащих видов топлива при высоких температурах в ТЭС в атмосферу выбрасывается закись азота N2O. Концентрация N2O растет на 0,3 % в год.

4. Концентрация фреонов растет со скоростью 4 % в год. В целом к середине XXI в. парниковое влияние СН4, N2O и фреонов может быть равным эффекту удвоения концентрации СО2 в атмосфере.

Прогноз

В настоящее время увеличение концентрации СО2 происходит примерно со скоростью 0,3—0,5% в год. Увеличивается содержание и других парниковых газов: метана — на 1%, оксидов азота — на 0,2% в год. По разным источникам, удвоение содержания парниковых газов, которое может произойти во второй половине текущего века, вызовет повышение среднегодовой температуры планеты на 1—3,5 °С.

Увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере привело к тому, что по сравнению с доиндустриальным периодом (конец XIX столетия) средняя температура воздуха на Земле повысилась на 0,5-0,6°С. За последние 100 лет на один метр уменьшилась толщина тающих льдов в Арктике, а граница вечной мерзлоты отступает к северу ежегодно на 10 км Учёные предполагают, что к 2025 году температура земли может, повысится еще на 2-2,5°С. Быстрое потепление климата приведёт к таянью ледников, поднятию уровня воды в океане. При подъеме уровня моря на 1 м будет затоплено более 20% прибрежной суши. Многие портовые города окажутся под водой. Европа лишится 1/4 части пахотных земель, на которых возделывается треть сельскохозяйственных культур.

Глобальное потепление климата и обусловленное им повышение уровня Мирового океана многими учеными рассматривается как величайшая катастрофа не только для отдельных экосистем, но и биосферы в целом:

1. В случае повышения уровня океана на 1,5—2 м под затопление попадает около 5 млн км2 земель, причем наиболее плодородных и густонаселенных. На них проживает около 1 млрд человек и собирается почти треть урожая многих сельскохозяйственных культур. Вынужденные переселения народов в глубь материков чреваты военными конфликтами и социальными потрясениями.

2. Помимо подъема уровня океана потепление климата будет сопровождаться увеличением степени неустойчивости погоды, смещением границ природных зон, ростом числа штормов и ураганов, ускорением темпов вымирания животных и растений. Следствием этого, очевидно, явится резкое обострение продовольственной проблемы.

3. Уменьшение различий температуры на полюсах и экваторе (в основном за счет более сильного потепления полюсов) вызовет, в свою очередь, подтаивание вечномерзлых почв (таковых в России около 2 млн км2) и высвобождение из них огромных количеств метана, что усилит парниковый эффект. -

4. Изменение климата может оказать негативное влияние на здоровье людей как вследствие усиления теплового стресса в южных районах, так и из-за распространения многих видов заболеваний.

5. При повышении уровня океана на несколько метров будут затоплены такие города, как Нью-Йорк, Лондон, Санкт-Петербург, Амстердам, Шанхай, Токио и густонаселенные прибрежные территории, на которых проживает от 30 до 50 % населения земного шара, т. е. миллиарды человек.

6. С ростом температуры возрастет и количество осадков. Ливни затопят тропики. Засушливые зоны сдвинутся на север. Площадь пустынь увеличится. Урожаи сократятся. Серьезные изменения кли­мата произойдут в Скандинавии, Сибири и на севере Канады.

7. При глобальном потеплении на 2°С зона сплошной многолет­ней мерзлоты в нашей стране перестанет существовать, а зона лесотундры достигнет побережья Северного Ледовитого океана.

8. Для территории России такое потепление скажется на смеще­нии зон, оптимальных для земледелия, на север и увеличении стока рек, текущих с севера на юг. Наряду с этим на севере и вос­токе России начнет оттаивать вечная мерзлота, что усложнит со­хранение возведенных здесь строительных сооружений.

9. Ученые НАСА утверждают, что "парниковый эффект", вызывающий повышение температуры атмосферы у поверхности Земли, одновременно ведет к значительному охлаждению стратосферы, где сосредоточен озон, что и обусловливает истончение его слоя.

Суммарные промышленные выбросы углерода в России в 1990 г. Оценивались в пределах 650-700 млн. т. К наиболее загрязняющим ной двухтопливной системой снизило уровень выделения ими уг­лекислого газа на 40—50%.)

Решение проблемы.

1. МБРР предлагает ввести международную программу выплаты владельцам транспортных средств, обеспечившим снижение со­держания углекислоты в выхлопах, по 10 долларов за каждую «сэ­кономленную» тонну двуокиси углерода. По расчетам экспертов, в России дотация на каждое транспортное средство может составить до 3000 долларов. Москва, другие российские города, таким обра­зом, получат возможность снизить выбросы углекислого газа и других токсичных веществ без собственных финансовых вливаний.

2. Рядом экологов была выдвинута разумная идея «налога на вы­деленную углекислоту»: страна, независимо от уровня индустри­ального развития, получит определенную квоту на безналоговое производство СО2. Богатые государства смогут покупать квоты на выбросы углекислоты у более бедных стран. Такие рыночные взаи­моотношения помогут, например, Бразилии получить средства на борьбу с уничтожением тропического леса. Налог на выделенную углекислоту может вводиться также и внутри стран для отдельных предприятий и отраслей индустрии. Целесообразно ввести и налог на предприятия, производящие сер­ные и азотные ангидриды, разрушающие природные ресурсы и собственность в других регионах этой страны и в других странах.

Первой налог на производство углекислоты ввела Швеция в 1990 г. Министерство по защите среды поставило задачу: к 2000 г. снизить в стране эмиссию СО2 на 2,5%. Введен налог на сжигание угля, нефти и природного газа.

3. В России открыт способ утилизации углекислого газа с использованием новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он посту­пает на дальнейшую переработку. На следующей стадии углекислый газ смешивают с парами воды и подвергают электрохимическому разложению в процессе электро­лиза. В результате реакции при высокой (1100-1150°С) температуре на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде — смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ, служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего спектра современных искусственных материалов — от синтетического бензина и дизельного топлива до изделий из полимеров (пластмасс, лаков, красок, растворителей и т.д.). Синтез-газ может использо­ваться и в металлургии для бескоксового производства чугуна.

 

 

Кислотные дожди.

В последние 15—20 лет возникла сложная и трудноразрешимая экологическая проблема кислотных дождей (рН < 5,0). При сжигании различных видов топлив, а также с выбросами различных предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азота. При взаимодействии их с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые соединения, что в сумме дает раствор с кислой реакцией.

Согласно расчетам, доля диоксида серы в образовании кислых осадков составляет около 70%.

Кислоты выпадают на поверхность суши или водоемов в виде кислотных дождей или иных атмосферных осадков. Отмечены случаи выпадения осадков с рН 2,2—2,3; что соответствует кислотности уксуса.

Общее количество выбросов SO2 и NO2 в мире ежегодно составляет более 250 млн т.

В России очаги образования приходятся на Кольский полуостров, Норильск, Челябинск, Красноярск и другие районы.

Отрицательное влияние кислых осадков разнообразно: почвы, водные экосистемы, растения, памятники архитектуры, строения и другие объекты в той или иной степени страдают от них.

Действие кислых осадков на почвы наиболее ощутимо проявляется в северных и тропических районах. Для первых это связано с тем, что подкисляются и без того кислые (подзолистые и их разновидности почвы. Они, как правило, не содержат природных соединений, нейтрализующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.). Почвы в тропиках хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ — нейтрализаторов кислотности (из-за интенсивного и постоянного промывания дождями).

Поступая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотофиксаторов и других организмов почвенной среды. При рН, равном 5 и ниже, в почвах резко возрастает растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кислые осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свинца, ртути).

Действие кислых осадков на водные экосистемы весьма многообразен но. Кислые осадки, попадая в водные источники, повышают кислотность и жесткость воды. При рН ниже 6 сильно подавляется деятельность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависит рост и развитие организмов. Особенно отрицательное действие, проявляется в основном на яйцеклетках и молоди.

Сейчас на Земле насчитываются многие тысячи озер, практически лишившихся своих обитателей. Почти 20% рек и озер Швеции, Норвегии и Канады потеряли более половины обитающих в них организмов. Так, в Швеции в 14 тысячах озер уничтожены наиболее чувствительные виды, а 2200 озер фактически безжизненны. Около 1000 озер в США заметно подкислены, а более 3 тысяч имеют кислотность, неблагоприятную для многих обитателей.

Действие кислых осадков и атмосферных загрязнений на леса способствует выщелачиванию из растений биогенов (особенно кальция, магния и калия), Сахаров, белков, аминокислот. Кислые осадки повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов, способствуют появлению вспышек численности насекомых. Такие воздействия имеют конечным результатом снижение продуктивности фитоценозов, а нередко и их массовую гибель. Накоплено много данных об отрицательном влиянии кислых осадков на растения через почву, прежде всего в результате увеличения подвижности алюминия и тяжелых металлов. Свободный алюминий повреждает молодые корни, создает очаги для проникновения в них инфекции, а также вызывает преждевременное старение деревьев (болезнь Альцгеймера).

 

Главным «экспортером» кислотных дождей в Европе в 1980-х годах стала Великобритания. В нашу страну поступает в 8 раз боль­ше сернистого газа и в 7,3 раза больше оксидов азота, чем выно­сится с ее территории в другие государства.

Для уменьшения выбросов сернистого газа предлагаются сле­дующие меры.

1.Промывка угля после измельчения. Это приводит и удалению 50 — 90% соединений серы —пирита и к увеличению стоимости электроэнергии примерно на 10%.

2.Химическое удаление серы — десульфурация. В этом случае затраты на производство электроэнергии возрастут на 15 — 25%.
В США в 1991 г. около 50 % угля, используемого на ТЭС, подверга­лось очистке. Во Франции и Великобритании очищается весь уголь.

3.Замена угля на низкосернистые виды топлива: нефть и газ.

4.Сжигание угля в псевдосжиженном слое в смеси с песком и известью, которая постоянно как бы кипит под действием вдуваемого снизу воздуха. В результате сера соединяется с известью и удаляется с золой.

5. Использование скрубберов — жидких фильтров, содержащих водный раствор извести, для га­зообразных продуктов сгорания.

 

Истощение озонового слоя.

Озоновый слой находится на высоте 20-25 км над уровнем моря. Если его сжать то его толщина 3 мм. Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновско­го излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каж­дый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты, на 10 тыс. увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.

Озон — трехатомные молекулы кислорода — рассеян над Зем­лей на высоте от 15 ло 50 км; озоновая защитная 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 полеты реактивных самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора — миллионов гектаров леса — пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреона 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, над Россией. Разрушение озонового экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных воздействий на чело­века и живую природу.

Впервые озоновую дыру над Антарктидой обнаружили со спут­ников в 1979 г.

Площадь озоновой дыры растет, и в 1999 г. площадь дыры возросла до 27,3 млн км2, что в 1,5 раза больше площади России.

В марте 1997 г. озоновые дыры появились над Ленинградской, Псковской и Новгородской областями, а также над Восточной Сибирью, Якутией и центром Красноярского края.

Ученые США уже прогнозируют, что если тенденции разру­шения озона сохранятся, то к 2070 г. число больных раком кожи в США может достигнуть 40 млн человек.

 

В 1996 г. Нобелевской премией по химической экологии удос­тоены ученые-химики Шервуд Роуланд, Марио Малина из Кали­форнийского университета в Беркли (США) и Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую ими еще в 1974 г. Их догадка состоит в том, что разрушителями озона являлись синте­зированные человеком химические вещества, получившие назва­ние хлорфторуглероды (ХФУ).

Пик мирового производства ОРВ пришелся на 1987—1988 гг. 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 фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти вещества, инертные у земной поверхности, пре­ображаются. Под воздействием ультрафиолетового излучения хи­мические связи в молекулах ХФУ нарушаются. В результате выде­ляется хлор, который при столкновении с молекулой озона вы­шибает из нее один атом. Озон перестает быть озоном, превращается в обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с кисло­родом, вскоре опять оказывается свободным и «пускается в пого­ню» за следующей «жертвой». Его активности хватает, чтобы раз­рушить десятки тысяч молекул озона.

Фреоны способны находиться в атмосфере, не разрушаясь 70— 100 лет, поэтому они всегда достигают озонового слоя и разрушают его. При этом каждый атом хлора как катализатор способен разрушить до 100 тыс. атомов озона. До недавнего времени в мире производилось около 1,3 млн т озоноразрушающих веществ. Около 35% производимого объема приходилось на США, 40% — на страны ЕС,

10—12% - Японию, 7-10% — Россию.

Из других техногенных причин разрушения озонового слоя называют уничтожение лесов, как основных поставщиков кислорода в атмосферу. Зарегистрировано также разрушение озона при ядерных взрывах в атмосфере, крупных пожарах и других явлениях, сопровождающихся поступлением в верхние слои атмосферы оксидов азота и некоторых углеводородов. Установлено также, что уничтожают озон полеты сверхзвуковых самолетов в стратосфере, запуски космических ракет. Только один запуск авиакосмической системы «Шаттл» приводит к потерям 10 млн т озона. 300 таких запусков в год — и практически весь озон будет уничтожен.

В последние время ученые высказывают предположение о существенном вкладе природных явлений в процессы разрушения озона и возникновении «озоновых дыр». К таковым относятся, например, 11-летние циклы солнечной активности, выход озоноразрушающих газов (водород, метан) из разломов земной коры, наличие своеобразных восходящих вихрей над Антарктидой, способствующих рассеиванию озона.

Крайне опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана — увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. Из-за уменьшения концентрации озона только на 1 % происходит увеличение интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли на 15%. В свою очередь, это, согласно официальным данным ООН, приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также вызывает снижение иммунитета как у человека, так и у животных.

Решение проблемы

В 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписа­ли Монреальский протокол, по которому обязались в ближайшее десятилетие вдвое сократить производство фторуглеродов и других веществ, разрушающих озоновый слой. Позднейшие соглашения (в 1990 г. в Лондоне, в 1992 г. в Копенгагене) содержат призыв постепенно прекратить производство таких веществ.

К 1996 г. промышленно развитые страны полностью прекрати­ли производство фреонов, а также разрушающих озон галлонов и тетрахлорида углерода. Развивающиеся страны сделают это только к 2010 г. Россия — один из крупнейших производителей и потре­бителей ОРВ (в 1990 г. она выпустила 205 тыс. т этих веществ, что составило около 20% мирового объема) — из-за тяжелого финан­сово-экономического положения попросила отсрочки на три-че­тыре года.

2. Новая холодильная установка, обходящаяся без фреона или ка­кого-либо иного хладона, испытана в 1996 г. во Всероссийском ин­ституте легких сплавов (ВИЛС). Экологически чистого производства холода удалось добиться благодаря использованию эффекта Пельте. Этот французский ученый установил, что при пропускании элект­рического тока через полупроводниковую систему на одной обклад­ке кристалла возникает тепло, а на другой — холод. При этом чем интенсивнее сбрасывается тепло, тем быстрее растет холод. Впервые этот эффект был применен в военной технике (в системах наведе­ния боевых ракет) и в космонавтике (охлаждение устройств наведе­ния лазера), но позже был использован в больших холодильниках.

 

 

СВОЙСТВА ВОДЫ

Вода - химическое соединение водорода и кислорода (Н2О) -жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотностью 1 г/см³ при температуре 3,98 °С. При О "С вода превраща­ется в лед, при 100 °С - в пар. Молекулярная масса воды 18,0153. По В.И.Вернадскому, химический состав воды может быть представлен формулой Н2О при значении п, равном 1 -6. Не все молекулы воды одинаковы: наряду с обычными молекулами, имеющими массу 18, присутствуют молекулы с молекулярной'массой 19,20, 21 и даже 22.

МИРОВЫЕ ЗАПАСЫ ВОДЫ

Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей, более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды (табл. 5.1).Т а б л и ц а 1

Распределение водных масс в гидросфере Земли

 

Часть гидросферы	Объем воды, тыс. км^3	Доля в общем объеме вод, %
Мировой океан	1 370 000	94,1
Подземные воды	60 000	4,1
Ледники	24 000	1,7
Озера		0,02
Вода в почве		0,01
Пары атмосферы		0,001
Реки	1,2	0,0001

Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза больше площади суши, а объем воды на Земле составляет 1,5*10' км³. Более 95% виды - соленая. Мировой океан занимает площадь 361 млн км-, что составля­ет 70,8% поверхности Земли. При средней глубине океана в 3800 м общий объем воды достигает 1370 млн км'.

Мировой океан. Общая площадь Мирового океана в 2,5 раза превышает площадь суши. Основная площадь суши сосредоточе­на в Северном полушарии, а основная площадь воды - в Южном.

Океаниче­ские воды — главный накопитель и распределитель солнечной энергии. Океаны также дают до 50% атмосферного кислорода. Растительность в океане распределена на глубинах до 100 м, где прозрачности воды достаточно для нормального фотосинтеза, животные обитают по всей толщине океана.

Воды суши. К ним относятся материковые воды, переносимые реками, сосредоточенные в озерах, болотах, ледниках, снежном покрове и заключенные в земной коре. Самая большая река ми­ра - Амазонка, ее сток в океан составляет 16% стока всех рек ми­ра. В ее бассейне расположен самый большой лесной массив пла­неты. Планетарный резерв пресной воды высокого качества сосредоточен в озере Байкал, которое содержит пресной воды больше, чем все пресные озера мира. Территория Земли на 2%
покрыта болотами. В России и Белоруссии расположено свыше 60%.

Ледники покрывают 16 млн км² суши, основная их часть распо­ложена в Антарктиде. Если бы все ледники растаяли, то уровень Мирового океана поднялся по сравнению с нынешним на 64 м.

Поземные воды (подземная гидросфера). Пресные, соленые и геотермальные (температура свыше 30°С) воды залегают под поч­вой на разной глубине в земной коре. Часто образуют водоносные пласты. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз боль­ше объема поверхностных пресных вод озер, рек, болот и пр.

Воды в атмосфере. Представляют собой главным образом во­дяной пар или его конденсат; почти весь водяной пар (90%) сосре­доточен в тропосфере.

Биологическая вода. Это важнейшая составляющая живого вещества, надолго которой приходится в среднем 80% общей мас­сы живого существа. Общий объем биологической воды оценива­ется около 1000 км³. Необходимость воды для организмов очень велика. Например, человек за год потребляет около 10 т воды, а на образование 1 кг биомассы расходуется около 500 кг. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ РОССИИ

Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океа­нам. На территории России находится свыше 2,5 млн больших и малых рек, более 2 млн очер. водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых. Первые считаются отно­сительно постоянными в течение длительного времени, возобнов­ляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек. Речной сток формируется за счет таяния снега и дождевых осад­ков, источниками питания рек служат болота и подземные воды.

Таблица 2

Суммарные водные ресурсы России

 

Виды ресурсок	Возобнов­ляемые, км^}	% от общих ресурсов	Статические, км^1	% от общих ресурсов
Речной сток
Озера
Болота
Ледники	ПО
1!одземньте воды
Почвенная влага	350(1
Всего	10 199		Более 97000	-

По территории России протекает свыше 120 тыс. рек длиной более 10 км и общей протяженностью свыше 2,3 млн км. Около 90% годового речного стока России приходится на бассейны Се­верного Ледовитого и Тихого океанов и лишь 8% - на бассейны Каспийского и Азовского морей. Однако именно в бассейнах этих морей проживает более 80% населения России, сосредоточена ос­новная часть хозяйственной инфраструктуры.

В России насчитывается более 2 млн пресных и соленых озер. Среди них самое глубокое пресноводное озеро Байкал и наи­больший по площади замкнутый солоноватый водоем Каспийское море. Основная часть ресурсов озерных пресных вод сосредоточе­на в озерах: Байкал (23 тыс. км³, или 20% мировых и 90% нацио­нальных запасов), Ладожское (903 км³). Онежское (285 км³), Чудско-Псковское (35,2 км³). В крупнейших водохранилищах России на­ходится около 450 км³ пресной воды.

Ледники являются существенным аккумулятором воды, они со­средоточены в основном в приполюсных районах: в Антарктиде, на арктических островах, в том числе российского сектора Арк­тики, и в горных районах.

Подземные воды вместе с поверхностными водами рек, озер и прудов являются основой водного фонда России, служат для питье­вых целей. Естественные ресурсы пресных подземных вод состав­ляют 787,5 км вгод, прогнозируемые пригодные для использова­ния - свыше 300 км³/год. По территории страны ресурсы распре­делены неравномерно. Основная их часть - 229,7 км³/год (72,5%) сосредоточена в четырех экономических районах: Западно-Сибирском - 96,1 км^!/год (30,3%), Дальневосточном - 58,2 км³/год (18,4%), Восточно-Сибирском - 42,8 км-'/год (13,5%) и Северном -32,6 км³/год (10,3%).

 

РОЛЬ ВОДЫ В ПРИРОДЕ

1- Вода играет исключительно важную роль в природе. Она соз­дает благоприятные условия для жизни растений, животных, мик­роорганизмов. Вода остается жидкостью в температурном интер­вале, наиболее благоприятном для их жизненных процессов, для огромной массы организмов она является средой обитания. Обитающие в воде орга­низмы защищены от резких спонтанных колебаний температуры и состава, так как постоянно приспосабливаются к медленным рит­мическим колебаниям -суточным, сезонным, годовым и т.д.

2- Вода оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли, вместе с цир­куляционными потоками атмосферы - на большие расстояния.

3- Циркуляция воды в океане (морские течения) приводит к плане­тарному тепло- и влагообмену (Степанов, 1974). Известна роль воды как мощного геологического фактора.