Экологические проблемы атмосферы и озоносферы, их влияние на биосферу Земли

Все перечисленные виды загрязнения взаимосвязаны и  каждый из них может явиться толчком для возникновения других видов загрязнения. В частности, химическое загрязнение атмосферы может способствовать повышению вирусной активности, а, следовательно, биологическому загрязнению. Требования об охране окружающей среды от биологического загрязнения содержатся в Законе «Об охране окружающей природной среды», лесном законодательстве, законодательстве о животном мире, санитарном, аграрном и ином законодательстве. В какой степени эти требования взаимно согласованы, достаточны в контексте права на благоприятную окружающую среду.

2.3. Проблема озонового слоя

Глобальная изменчивость или глобальные изменения в последние  годы превратились в основную проблему исследований в области окружающей среды главным образом благодаря  тому огромному влиянию, которое  она по всей вероятности будет оказывать на мировое сообщество.

В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного содержания озона простирается  за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озоновый Эксперимент. В его ходе ученые из 4 стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и проходящих в ней химических процессах. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озоновая "дыра". (Озоновая дыра -  разрыв озоносферы  диаметром св. 1000 км,  возникший над Антарктидой и перемещающийся в населенные районы Австралии. Озоновая дыра возникла предположительно в результате антропогенных воздействий,  в т. ч. широкого использования в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов (фреонов), разрушающих озоновый слой. Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения  Солнца.

Утончение озонового слоя может привести к серьезным последствиям для человечества. Содержание озона в атмосфере менее 0.0001%, однако, именно озон полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение солнца с длиной волны l<280 нм и значительно ослабляет полосу УФ-Б с 280<l<315 нм, наносящие серьезные поражения клеткам живых организмов. Падение концентрации озона на 1% приводит в среднем к увеличению интенсивности жесткого ультрафиолета у поверхности земли на 2%. Эта оценка подтверждается измерениями, проведенными в Антарктиде. Правда, из-за низкого положения солнца, интенсивность ультрафиолета в Антарктиде все еще ниже, чем в средних широтах. Ультрафиолетовое излучение Солнца  это коротковолновое электромагнитное излучение (400-10 нм), на долю которого приходится около 9% всей энергии излучения Солнца. Ультрафиолетовое излучение Солнца ионизирует газы верхних слоев земной атмосферы, что приводит к образованию ионосферы.

       По своему воздействию на живые организмы жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим излучениям, однако, из-за большей, чем у g-излучения длины волны он не способен проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает только поверхностные органы.  Жесткий ультрафиолет обладает достаточной энергией для разрушения ДНК и других органических молекул, что может вызвать рак кожи, в особенности быстротекущую злокачественную меланому, катаракту и иммунную недостаточность. Естественно, жесткий ультрафиолет способен вызывать и обычные ожоги кожи и роговицы. Уже сейчас во всем мире заметно увеличение числа заболевания раком кожи, однако значительно количество других факторов (например, возросшая полярность загара, приводящая к тому, что люди больше времени проводят на солнце, таким образом, получая большую дозу УФ облучения) не позволяет однозначно утверждать, что в этом повинно уменьшение содержания озона. Жесткий ультрафиолет плохо поглощается водой и поэтому представляет большую опасность для морских экосистем. Эксперименты показали, что планктон, обитающий в приповерхностном слое при увеличении интенсивности жесткого УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть полностью. Планктон находится в основании пищевых цепочек практически всех морских экосистем, поэтому без преувеличения можно сказать, что практически вся жизнь в приповерхностных слоях морей и океанов может исчезнуть. Растения менее чувствительны к жесткому УФ, но при увеличении дозы могут пострадать и они.

2.4. Пути решения проблемы загрязнении атмосферы

В настоящее время  цивилизация переживает ответственейший  период своего существования, когда  ломаются первичные стереотипы, когда, происходит понимание того, что удовлетворение бесчисленных запросов современного человека вступает в острый конфликт с первоосновой потребностей каждого - сохранение здоровой среды обитания. К сожалению, можно констатировать, что современное человечество далеко от понимания глобальных (нередко и локальных) целей. Современное состояние социума в конце XX века, уровень развития современных цивилизаций, деградация природной среды, создающая объективные условия ее самоуничтожения все это порождает необходимость пересмотра существующих социальных концепций и идеологий. Эстафета достижений и неудач бурного XX века передается людям XXI века и от них, в конечном итоге, будет зависеть по какому пути пойдет дальнейшее социальное развитие Человечества.¹⁶

Неизбежной объективностью является проблема отчуждения, которая  заключается в том, что человек своей деятельностью запускает такие природные процессы, которые он контролировать не в состоянии. Социальные силы и мощные технические средства, вступая в контакт со сложными природными процессами, создают мощный неконтролируемый резонанс, угрожающий существованию жизни на Земле.

На сегодняшний день возникла не только острая необходимость, но и возможность изменить суть технологической  цивилизации, придать ей природоохранительный характер.

Одно из направлений  такого развития - создание безопасных производств. Используя достижения науки, технологический прогресс может быть организован таким образом, чтобы отходы производства не загрязняли окружающую среду, а вновь поступали в производственный цикл как вторичное сырьё. Пример даёт сама природа: углекислый газ, выделяемый животными, поглощается растениями, которые выделяют кислород, необходимый для дыхания животных. Безотходным является такое производство, в котором всё исходное сырье, в конечном счете, превращается в ту или иную продукцию. Если учесть, что 98% исходного сырья современная промышленность переводит в отходы, то станет понятной необходимость задачи создания безотходного производства.

Расчёты показывают, что 80% отходов теплоэнергетической, горнодобывающей, коксохимической отраслей годны  в дело. При этом получаемая из них продукция зачастую превосходит по своим качествам изделия, изготовленные из первичного сырья. Например, зола тепловых электростанций, используемая в качестве добавки при производстве газобетона, примерно в два раза повышает прочность строительных панелей и блоков. Большое значение имеет развитие природовосстановительных отраслей (лесное, водное, рыбное хозяйство), разработка и внедрение материалосберегающих и энергосберегающих технологий. Экологически чистыми являются и некоторые альтернативные (по отношению к тепловым, атомным и гидроэлектростанциям) источники энергии. Необходим быстрейший поиск способов практического использования энергии солнца, ветра, приливов, геотермальных источников. Экологическая ситуация вызывает необходимость оценивать последствия любой деятельности, связанной вмешательством в природную среду. Необходима экологическая экспертиза всех технических проектов.¹⁷

Время не ждёт. И задача человечества сейчас состоит в том, чтобы всеми доступными методами стимулировать всякую инициативу и предприимчивость, направленную на создание и внедрение новейших технологий, способствующих решению любых экологических проблем. Способствовать созданию большого числа контрольных органов, состоящих из высококвалифицированных специалистов, на основе чётко разработанного законодательства согласно международным соглашениям по экологическим проблемам. Постоянно доносить информацию до всех государств и народов по экологии посредством радио, телевидения и прессы, тем самым поднимать экологическое сознание людей и способствовать их духовно-нравственному возрождению согласно требованиям эпохи.

Оптимистический сценарий будущего представляет нынешний уровень  насилия как феномен переходного  периода. С этой точки зрения существующая вероятность, что Земной шар для большинства его обитателей станет местом более мирным и безопасным, как только оправится от потрясений, вызванных внезапным окончанием «холодной войны». Другой сценарий предполагает раскол мира надвое: на процветающую и безопасную часть, которая будет включать в себя большинство стран Западной и Центральной Европы, Восточную Азию и Северную Америку, и значительную часть, состоящую из нищих и яростно конфликтующих между собой территорий, лишенных стабильных правительств, куда войдут обширные районы Африки, Ближнего Востока и Южной Азии, а также, возможно, некоторые уголки Центральной и Южной Америки. По третьему сценарию весь мир будет охвачен все растущим насилием, и обширные его зоны станут неуправляемыми.¹⁸

Альтернативный сценарий даже страшно представить. В конечной схватке за верховенство, в котором каждый считает отстаивание своих национальных интересов правым делом, а государства и народы натравливаются друг на друга - не может быть победителей.

Мы предлагаем следующие  пути решения проблемы химического и биологического загрязнения атмосферы:

• разработка научно обоснованных нормативно-правовых актов, направленных на перспективное эколого-мотивированное развитие социально-экономической структуры производства в целом, развитие системы экологического права в России;
• создание эколого-экономического механизма инновационной деятельности;
• формирование системы экономического стимулирования экологизации производства;
• стимулирование создания рынков экологических услуг, продукции, технологий и оборудования;
• привлечение российских и зарубежных инвесторов для финансирования ресурсосберегающих, малоотходных и экологически чистых технологий добычи и производства;
• проведение тендеров и аукционов для выбора фирм, гарантирующих применение передовых технологий.
• Создание единой федеральной автоматизированной системы экологического мониторинга.

Бессилие одной экологии как науки стало очевидным: встал  вопрос о создании целого комплекса  наук, опираясь на которые, экология могла  бы обрести “второе дыхание”. Об этом, прежде всего, заговорили представители классической натуралистской биологии, для которых живой организм и его окружение продолжают оставаться в центре внимания.

Заключение

В процессе изучения роли атмосферы и функций озоносферы в биосфере Земли, приходим к следующим выводам.

Атмосфера состоит из отдельных слоев (т.е. серии концентрических  оболочек, или сфер), выделение которых  зависит от того, какое свойство представляет наибольший интерес. Биосфера тесно связана с космической средой. Каждую секунду на площадь в 1 м² через границу земной атмосферы из космоса в направлении земной поверхности влетает более 1000 заряженных частиц. Космическое излучение смогло бы за короткий срок разложить на ионы и электроны весь воздух атмосферы. Жизнь на Земле стала бы невозможна. Озон является естественным защитным экраном биосферы Земли и формируется в стратосфере, когда под воздействием ультрафиолетовых лучей молекулы кислорода распадаются на свободные атомы, которые могут присоединяться к другим его молекулам. Возможна и иная реакция — свободные атомы кислорода могут присоединяться к молекулам озона с образованием двух молекул кислорода. В стратосфере озон поглощает ультрафиолетовые лучи солнечной радиации, тем самым защищая все живое. В последние годы отмечается истощение озонового слоя.

Основной причиной истощения  является применение хлорфторуглеводородов  — фреонов, широко используемых в  производстве и быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, аэрозолей. Фреоны катализируют процесс разложения озона, нарушая равновесие между ним и кислородом в сторону уменьшения концентрации озона.

В основном существуют три основных источника химического загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздухоксилы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попа дают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях. По своему физиологическому воздействию на организм человека химическое загрязнение атмосферы крайне опасно и часто бывает причиной развития хронических неизлечимых заболеваний, преждевременной смерти.