Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери Забруднення атмосфери

: Чемолосова Н.М. Викладач: Чемолосова Н.М.

Суми, 2000

План.

Введення.

Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери.

Забруднення атмосфери.

2.1. Парниковий ефект.

2.2. Виснаження азонового шару.

Висновок.

Використана література.

Введення.

Людина завжди використовувала навколишнє середовище в основному як джерело ресурсів, однак протягом дуже тривалого часу його діяльність не робила помітного впливу на біосферу. Лише в кінці дійшло сторіччя зміни біосфери під впливом господарської діяльності звернули на себе увагу вчених. У першій половині нинішнього століття ці зміни наростали і у даний час лавиною обрушилися на людську цивілізацію. Прагнучи до покращення умов свого життя, людина постійно нарощує темпи матеріального виробництва, не замислюючись про наслідки. При такому підході більша частина взятих від природи ресурсів повертається їй у вигляді відходів, часто отруйних або непридатних для утилізації. Це створює загрозу існуванню біосфери, і самої людини. Вивчивши цю главу, ви довідаєтеся:

- Про сучасний стан природного середовища;

- Про основні джерела забруднень біосфери;

- Про шляхи охорони навколишнього середовища від забруднень.

Атмосфера - зовнішня оболонка біосфери.

Маса атмосфери нашої планети незначна - всього лише одна мільйонна маси Землі. Однак її роль у природних процесах біосфери величезна. Наявність навколо земної кулі то атмосфери визначає загальний тепловий режим поверхні нашої планети, захищає її від шкідливих космічного та ультрафіолетового випромінювань. Циркуляція атмосфери впливає на місцеві кліматичні умови, а через них - на режим річок, грунтово-рослинний покрив і на процеси рельєфоутворення.

Сучасний газовий склад атмосфери - результат тривалого історичного розвитку земної кулі. Він являє собою в основному газову суміш двох компонентів - азоту (78,09%) і кисню (20,95%). У нормі в ньому присутні також аргон (0,93%), вуглекислий газ (0,03%) і незначні кількості інертних газів (неон, гелій, криптон, ксенон), аміаку, метану, озону, діоксидів сірки та інших газів. Поряд з газами в атмосфері містяться тверді частинки, що поступають з поверхні Землі (наприклад, продукти горіння, вулканічної діяльності, частки грунту) і з космосу (космічна пил), а також різні продукти рослинного, тваринного чи мікробного походження. Крім того, важливу роль в атмосфері відіграє водяна пара.

Найбільше значення для різних екосистем мають три газу, що входять до складу атмосфери: кисень, вуглекислий газ і азот. Ці гази беруть участь в основних біогеохімічних циклах.

Кисень відіграє найважливішу роль в житті більшості живих організмів нашої планеті. Він необхідний всім для дихання. Кисень не завжди входив до складу земної атмосфери. Він з'явився в результаті життєдіяльності фотосинтезуючих організмів. Під дією ультрафіолетових променів він перетворювався на озон. У міру накопичення озону відбулося утворення озонового шару у верхніх шарах атмосфери. Озоновий шар, як екран, надійно захищає поверхню Землі від ультрафіолетової радіації, згубної для живих організмів.

Сучасна. Атмосфера містить чи двадцяту частину кисню, наявного на нашій планеті. Головні. Запаси кисню зосереджені в карбонатах, в органічних речовинах і оксиди заліза, частина кисню розчинена у воді. В атмосфері, мабуть, склалося приблизне рівновагу між виробництвом кисню в процесі фотосинтезу і його споживанням живими організмами. Але останнім часом з'явилася небезпека, що в результаті людської діяльності запаси кисню в атмосфері можуть зменшитися. Особливу небезпеку становить руйнування озонового шару, яке спостерігається в останні роки. Більшість вчених пов'язують це з діяльністю людини.

Кругообіг кисню в біосфері надзвичайно складний, тому що з ним вступає в реакцію дуже багато органічних і неорганічних речовин, а також водень, з'єднуючись з яким кисень утворює воду.

Вуглекислий газ (діоксид вуглецю) використовується в процесі фотосинтезу для утворення органічних речовин. Саме завдяки цьому процесу замикається круговорот вуглецю в біосфері. Як і кисень, вуглець входить до складу грунтів, рослин, тварин, бере участь в різноманітних механізмах кругообігу речовин у природі. Вміст вуглекислого газу в повітрі, яке ми вдихаємо, приблизно однаково в різних районах планети. Виняток становлять великі міста, в яких вміст цього газу в повітрі буває вище норми.

Деякі коливання вмісту вуглекислого газу в повітрі місцевості залежать від часу доби, сезону року, біомаси рослинності. У той же час дослідження показують, що з початку століття середній вміст вуглекислого газу в атмосфері, хоча і повільно, але постійно збільшується. Вчені пов'язують цей процес головним чином з діяльністю людини.

Азот - незамінний біогенний елемент, оскільки він входить до складу білків і нуклеїнових кислот. Атмосфера - невичерпний резервуар азоту, однак основна частина живих організмів не може безпосередньо використовувати цей азот: він повинен бути попередньо пов'язаний у вигляді хімічних сполук.

Частково азот надходить з атмосфери в екосистеми у вигляді оксиду азоту, що утворюється під дією електричних розрядів під час гроз. Проте основна частина азоту вступає у воду і грунт у результаті його біологічної фіксації. Існує кілька видів бактерій і синьо-зелених водоростей (на щастя, вельми численних), які здатні фіксувати азот атмосфери. В результаті їх діяльності, а також завдяки розкладанню органічних залишків у грунті рослини-автотрофи отримують можливість засвоювати необхідну азот.

Кругообіг азоту тісно пов'язаний з кругообігом вуглецю. Незважаючи на те що кругообіг азоту складніше, ніж кругообіг вуглецю, він, як правило, відбувається швидше.

Інші складові частини повітря не беруть участь в біохімічних циклах, але наявність великої кількості забруднювачів в атмосфері може привести до серйозних порушень цих циклів.

2. ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ.

Забруднення атмосфери. Різні негативні зміни атмосфери Землі зв'язані головним чином зі зміною концентрації другорядних компонентів атмосферного повітря.

Існує два головних джерела забруднення атмосфери: природний і антропогенний. Природний джерело - це вулкани, пилові бурі, вивітрювання, лісові пожежі, процеси розкладання рослин і тварин.

До основних антропогенних джерел забруднення атмосфери належать підприємства паливно-енергетичного комплексу, транспорт, різні машинобудівні підприємства.

За даними вчених (1990 у.о.), щорічно у світі в результаті діяльності людини в атмосферу надходить 25,5 млрд т оксидів вуглецю, 190 млн т оксидів сірки, 65 млн т оксидів азоту, 1,4 млн т хлорфторвуглеців (фреонів), органічні сполуки свинцю, вуглеводні, в тому числі канцерогенні (викликають захворювання на рак).

Крім газоподібних забруднюючих речовин, в атмосферу надходить велика кількість твердих частинок. Це пил, кіптява та сажа. Велику небезпеку таїть забруднення природного середовища важкими металами. Свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром, ванадій стали практично постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем.

Глобальне забруднення атмосферного повітря позначається на стані природних екосистем, особливо на зеленому покриві нашої планети. Одним з найбільш наочних показників стану біосфери служать лісу їх самопочуття.

Кислотні дощі, викликані головним чином діоксидом сірки та оксидами азоту, завдають величезної шкоди лісовим біоценозу. Встановлено, що хвойні породи страждають від кислотних дощів в більшій мірі, ніж широколистяні.

Тільки на території нашої країни загальна площа лісів, уражених промисловими викидами, досягла 1 млн га. Значним чинником деградації лісів в останні роки є забруднення навколишнього середовища радіонуклідами. Так, в результаті аварії на Чорнобильській АЕС уражено 2,1 млн га лісових масивів.

Особливо сильно страждають зелені насадження в промислових містах, атмосфера яких містить велику кількість забруднюючих речовин.

Повітряна екологічна проблема виснаження озонового шару, у тому числі поява озонових дір над Антарктидою і Арктикою, пов'язана з надмірним застосуванням фреонів у виробництві та побуті.

Господарська діяльність людини, набуваючи все більш глобального характеру, починає робити вельми відчутний вплив на процеси, що відбуваються в біосфері. Ви вже дізналися про деякі результати діяльності людини та їх вплив на біосферу. На щастя, до певного рівня біосфера здатна до саморегуляції, що дозволяє звести до мінімуму негативні наслідки діяльності людини. Але існує межа, коли біосфера вже не в змозі підтримувати рівновагу. Починаються незворотні процеси, що призводять до екологічних катастроф. З ними людство вже зіткнулося у ряді регіонів планети.

Людство істотно змінило хід перебігу цілого ряду процесів в біосфері, в тому числі біохімічного кругообігу і міграції ряду елементів. В даний час, хоча і повільно, відбувається якісна та кількісна перебудова всієї біосфери планети. Вже виникла низка складних екологічних проблем біосфери, які необхідно вирішити найближчим часом.

Парниковий ефект.

У результаті спалювання різного палива в атмосферу щорічно викидається близько 20 млрд т вуглекислого газу і поглинається відповідну кількість кисню. Природний запас СО2 в атмосфері складає величину порядку 50 000 млрд т. Ця величина коливається і залежить, зокрема, від вулканічної активності. Однак антропогенні викиди вуглекислого газу перевищують природні і становлять в даний час велику частку його загальної кількості. Збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, що супроводжується зростанням кількості аерозолю (дрібних частинок пилу, сажі, суспензій розчинів деяких хімічних сполук), може призвести до помітних змін клімату і відповідно до порушення складалися протягом мільйонів років рівноважних зв'язків у біосфері.

Підсумком порушення прозорості атмосфери, а отже, і теплового балансу може з'явитися виникнення «парникового ефекту», тобто збільшення середньої температури атмосфери на кілька градусів. Це здатне викликати танення льодовиків полярних областей, підвищення рівня Світового океану, зміна його солоності, температури, глобальні порушення клімату, затоплення прибережних низовин і багато інших неприємних наслідків.

Викид в атмосферу промислових газів, що включають такі з'єднання, як окисел вуглецю СО (чадний газ), оксиди азоту, сірки, аміаку і інших забруднювачів, призводить до пригнічення життєдіяльності рослин і тварин, порушенням обмінних процесів, до отруєння і загибелі живих організмів. За найновішими даними вчених, за 80-і рр.. середня температура повітря в північній півкулі підвищилася в порівнянні з кінцем XIX ст. на 0,5-0,6 "С. За прогнозами, до початку 2000 р. середня температура на планеті може підвищитися на 1,2" С у порівнянні з доіндустріальної епохою. Вчені пов'язують таке підвищення температури в першу чергу зі збільшенням вмісту вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) та аерозолів в атмосфері. Це призводить до надмірного поглинання повітрям теплового випромінювання Землі. Очевидно, певну роль у створенні так званого «парникового ефекту» грає і тепло, що виділяється від ТЕЦ і АЕС.

Потепління клімату може призвести. До інтенсивного танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану. Зміни, які можуть статися внаслідок цього, просто важко передбачити.

Вирішити цю проблему було б можна, скоротивши викиди вуглекислого газу в атмосферу і встановивши рівновагу в циклі кругообігу вуглецю.

2.2 Виснаження азонового шару.

Виснаження озонового шару. В останні роки вчені все з більшою тривогою відзначають виснаження озонового шару атмосфери, який є захисним екраном від ультрафіолетового випромінювання. Особливо швидко цей процес відбувається над полюсами планети, де з'явилися так звані озонові діри. Небезпека полягає в тому, що ультрафіолетове випромінювання згубно для живих організмів.

Основною причиною виснаження озонового шару є застосування людьми хлорфторуглеводородов (фреонів), широко використовуваних у виробництві та побуті як Хла дореагентов, піноутворювачів, розчинників. аерозолів лей. Фреони інтенсивно руйнують озон. Самі ж вони руйнуються дуже повільно, протягом 50-200 років. У 1990 р. в світі вироблялося понад 1300 тис. т озоноруйнуючих речовин.

Під дією ультрафіолетового випромінювання молекули кисню (О2) розпадаються на вільні атоми, які в свою чергу можуть приєднуватися до інших молекул кисню з утворенням озону (О3). Вільні атоми кисню можуть також реагувати з молекулами озону, утворюючи дві молекули кисню. Таким чином, між киснем і озоном встановлюється і підтримується рівновага.

Однак забруднювачі типу фреонів каталізують (прискорюють) процес розкладання озону, порушуючи рівновагу між ним і киснем у бік зменшення концентрації озону.

З огляду на небезпеку, що нависла над планетою, міжнародне співтовариство зробило перший крок до вирішення цієї проблеми. Підписано міжнародну угоду, за якою виробництво фреонів у світі до 1999 р. має скоротитися приблизно на 50%.

Висновок.

Через збільшення масштабів антропогенного впливу (господарської діяльності людини), особливо в останнє століття, порушується рівновага в біосфері, що може призвести до необоротних процесів і поставити питання про можливість життя на планеті. Це пов'язано з розвитком промисловості, енергетики, транспорту, сільського господарства та інших видів діяльності людини без урахування можливостей біосфери Землі. Вже зараз перед людством постали серйозні екологічні проблеми, що вимагають негайного рішення.

Використана література.

Є. О. Кріксунов, В.В. Пасічник, А.П. Сидорин «Екологія»

Видавничий дім «Дрофа» 1995

Н.А. Агаджанян, В.І. Торшин «Екологія людини» ММП «Екоцентр», КРУК 1994