Основні екологічні наслідки забруднення атмосфери та проблеми її охорони

 

ЗМІСТ

 

 

 

Введення

 

Глава 1. Найважливіші екологічні функції атмосфери

Глава 2. Аналіз природного потенціалу самоочищення атмосфери на території Росії

Глава 3. Характеристика антропогенного забруднення повітряного середовища Росії

3.1. Антропогенні джерела забруднення атмосфери

3.2. Показники забруднення повітря

3.3. Аналіз антропогенного забруднення повітряного середовища

3.3.1. Динаміка викидів забруднюючих речовин в 1990-2005 рр. .. 23

3.3.2. Оцінка сучасного рівня забруднення атмосфери

3.4. Аналіз стану повітряного середовища Оренбурзької області

Глава 4. Основні екологічні наслідки забруднення атмосфери та проблеми її охорони

4.1. Екологічні наслідки забруднення атмосфери

4.1.1. Парниковий ефект

4.1.2. Порушення озонового шару

4.1.3. Кислотні дощі

4.2. Моніторинг забруднення атмосфери

4.3. Заходи з охорони атмосферного повітря

Висновок

 

Список використаних джерел

 

 

Введення

 

 

 

Атмосферне повітря є найважливішою життєзабезпечуючою природним середовищем і являє собою суміш газів і аерозолів приземного шару атмосфери, що склалася в ході еволюції Землі, діяльності і що знаходиться за межами житлових, виробничих та інших приміщень.

 

В даний час з усіх форм деградації природного середовища Росії саме забрудненість атмосфери шкідливими речовинами є найбільш небезпечною. Особливості екологічної обстановки в окремих регіонах Російської Федерації та виникаючі екологічні проблеми обумовлені місцевими природними умовами та характером впливу на них промисловості, транспорту, комунального та сільського господарства. Ступінь забруднення повітря залежить, як правило, від ступеня урбанізованості і промислового розвитку території (специфіка підприємств, їх потужність, розміщення, застосовувані технології), а також від кліматичних умов, які визначають потенціал забруднення атмосфери.

 

Атмосфера надає інтенсивний вплив не тільки на людину і біоту, але і на гідросферу, грунтово-рослинний покрив, геологічне середовище, будівлі, споруди та інші техногенні об'єкти. Тому охорона атмосферного повітря та озонового шару є найбільш пріоритетною проблемою екології і їй приділяється пильна увага у всіх розвинених країнах.

 

Саме цій актуальній темі і присвячена ця дипломна робота. Мета роботи: дати комплексну оцінку геоекологічних якості повітряного середовища Росії, визначити ступінь забруднення атмосфери на території нашої країни.

 

Завдання роботи:

 

1. Виділити найважливіші екологічні функції атмосфери - повітряної оболонки земної кулі.

2. Проаналізувати природний потенціал самоочищення атмосфери на території Росії.

3. Дати характеристику антропогенного забруднення повітряного середовища Росії, виявити основні антропогенні джерела забруднення атмосфери.

4. Визначити основні екологічні наслідки забруднення атмосфери.

5. З'ясувати способи вирішення проблем охорони атмосфери від забруднення, розглянути заходи та заходи щодо поліпшення якості повітря, зниження негативного антропогенного впливу.

У відповідності з поставленими завданнями знаходиться і структура дипломної роботи. Весь матеріал викладений у чотирьох основних розділах.

При підготовці дипломної роботи були використані різні джерела інформації - літературні джерела, періодична преса, статистичні допомоги, картографічні матеріали, ресурси глобальної інформаційної мережі Інтернет (у тексті є посилання).

 

Глава 1. Найважливіші екологічні функції атмосфери

Атмосфера (від. грец. Ἀτμός - пар і σφαῖρα-куля), повітряна оболонка Землі, що обертається разом з нею. Атмосфера - оточує Землю газове середовище. Її маса - близько 5,5 Ч10 15 т, або менше однієї мільйонної усієї маси Землі. Товщина нижнього шару атмосфери (тропосфери), що містить близько 80% її маси, - від 8 км у полярних широтах до 18 км в екваторіальному поясі. У стратосфері, розташованої на висоті до 55 км над поверхнею, перебуває до 20% маси атмосфери. Сухе повітря біля поверхні Землі містить за обсягом 73% азоту і 21% кисню, малі дози аргону і вуглекислого газу [9].

Атмосфера, з усіх сторін навколишнє земну кулю, виконує найважливіші функції, пов'язані з життєвими процесами, спрямованими на підтримку живих організмів. Атмосфера є найважливішою умовою появи і розвитку життя на Землі.

Атмосфера затримує понад половини енергії сонячного випромінювання, що досягає зовнішньої її межі. Короткохвильове і гамма-випромінювання, які могли б бути згубними для життя на Землі, цілком поглинаються атмосферою (точніше, що знаходиться в її верхніх шарах іоносферою, а також шаром озону) і до поверхні Землі не доходять. Атмосфера захищає поверхню Землі і від падіння метеоритів. Між атмосферою і поверхнею Землі відбувається постійний тепло-, волого-та газообмін, змінюється атмосферний тиск, відбувається циркуляція повітря, що має велике значення для погоди.

У зв'язку з наявністю в атмосфері водяної пари і вуглекислого газу, вона майже не пропускає теплового випромінювання, створюючи так званий «парниковий ефект» Збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері в результаті людської діяльності, процесів горіння, в яких спалюється кисень і утворюються вуглекислий газ та інші гази, призводить до посилення "парникового ефекту», може викликати підвищення середньої температури, загрожує таненням полярних льодів [1].

Атмосфера регулює і такі важливі параметри в житті всього живого, як температура, вологість, тиск. Самою загальною характеристикою стану атмосфери є клімат. Формування клімату планети визначається припливом сонячної енергії, особливостями будови підстилаючої поверхні, інтенсивністю механізмів тепло-, волого-і масообміну між різними регіонами Землі.

Вплив клімату на здоров'я людини, та й усіх живих організмів, виявляється, перш за все, в їх тепловому стані, обумовленому теплообміном з навколишнім середовищем. На процеси терморегуляції живих організмів істотний вплив роблять температура і вологість повітря, вітер. Наприклад, раптові зміни вітрового режиму, атмосферного тиску і температури - розглядаються як причини погіршення стану здоров'я у більшості людей, т. зв. метеозалежність.

Цикли кисню, вуглецю, азоту, води обов'язково проходять атмосферну стадію. Атмосфера - це гігантський резервуар, де різні речовини накопичуються, а головне - завдяки такому її властивості, як динамічність, розподіляються з пануючими вітрами по всій земній кулі. Це дозволяє забезпечити інтенсивність і швидкість кругообігу речовин у природі і підтримувати цілісність природи Землі.

Для всього живого на Землі важливі основні фізичні і хімічні властивості атмосфери як частини природного середовища. Тиск атмосфери вважається нормальним при величині в поверхні Землі 760,1 мм рт. ст. У межах земної кулі існують постійні області високого і низького тиску, що забезпечує динаміку атмосфери і формування системи пануючих вітрів. Це забезпечує вертикальне і горизонтальне перемішування повітря, розсіювання і асиміляцію забруднюючих речовин. Коли забруднювачі змішуються з досить великими обсягами повітря, їх концентрація знижується аж до порогового рівня, нижче якого їх негативний вплив не спостерігається [4].

Тиск атмосфери ми не помічаємо, хоча на кожну людину тисне приблизно близько 12 т. повітря. Для нас відчутні лише відхилення тиску при підйомі на висоту (зниження), при зануренні у воду (підвищення). В абсолютному вакуумі загибель живого настає миттєво. Однак зникнення або різке зменшення атмосферного тиску нашій планеті не загрожує.

Прозорість атмосфери має дуже важливе средообразующее значення. Саме від неї залежить проникність атмосфери для сонячних випромінювань видимих ​​частин спектру. Кількість (інтенсивність) сонячної енергії визначає інтенсивність фотосинтезу - єдиного природного процесу фіксації сонячної енергії на Землі. Встановлено вплив прозорості на тепловий баланс Землі. Сучасні зміни прозорості атмосфери значною мірою визначаються антропогенним впливом, що вже призвело до виникнення ряду проблем.

Досить істотне значення має стан газового балансу в атмосфері. Атмосфера в межах тропосфери (до висоти 15-16 км), де укладено більше 90% всієї її маси, складається за обсягом з азоту (78,09%), кисню (20,96%), аргону (0,93%), вуглекислого газу (0,03%); вона містить також вельми малі частки інертних газів і озону.

Атмосферний азот є гігантським джерелом первинного «сировини» як для діяльності азотфіксуючих мікроорганізмів і водоростей, так і для промисловості азотистих добрив.

Без кисню неможливо дихання, а значить, енергетика багатоклітинних тварин. Разом з тим кисень - це продукт життєдіяльності, що виділяється фотосинтезуючими організмами. Накопичення в ході еволюції атмосфери і біосфери всього 1% кисню створило умови для бурхливого розвитку сучасних форм життя. При цьому утворився озоновий екран - захист від космічних променів високих енергій. Проте відбувається катастрофічне зменшення кисню в атмосфері. За останні 10 років кількість його зменшилася настільки, наскільки зменшилося за попередні 10 тис. років скорочення.

До серйозних наслідків може призвести різке скорочення кисню в атмосфері Його втрата викликала б неминучу заміну аеробних форм життя анаеробними.

Вуглекислого газу (діоксиду вуглецю) в атмосфері значно менше, ніж кисню та азоту. Однак саме його збільшення за рахунок антропогенної діяльності сьогодні хвилює людство. За даними Національної дослідницької лабораторії США в м. Боулдері, штат Колорадо, в даний час кількість СО в атмосфері Землі збільшується на 10% кожні 20 років. Є багато прогностичних моделей майбутнього кількості CO 2 в атмосфері. Висновки їх різняться кількісно, ​​але факт зростання CO 2 в атмосфері в нинішньому столітті визнається всіма. Ці зміни, що стосуються нікчемною (за масштабами атмосфери) величини нетоксичного газу, викликають глобальну екологічну проблему, пов'язану зі зміною клімату Землі. Підвищення частки вуглекислого газу всього на 0,1% викликає утруднення дихання у тварин, позначається на здоров'ї людини.

У шарі атмосфери від поверхні Землі до 70 км присутній озон (О 3) - трьохатомний кисень, що виникає в результаті розщеплення молекул звичайного кисню і перерозподілу його атомів. Назва газу дав у 1840 р. швейцарський хімік Шойбен. Прямий переклад з грецької означає «пахне». Озон називають атмосферним щитом всього живого, з ним пов'язують синяву неба і збереження благодатного тепла планети. Проте вчені відзначають, що сам по собі озон, що міститься в приземних шарах повітря у високій концентрації, наприклад на підприємствах хімічної промисловості, при високовольтних випробуваннях, електрозварювання стає типовим промисловим отрутою. У цьому питанні вже існує загальна думка, що при концентрації в кількості 1-10 мг на 1 м 3 озон дійсно викликає зміни в організмі. Вивчення медико-біологічної дії озону стає сьогодні серйозною науковою проблемою, перш за все, тому, що розширюється його промислове застосування.

Оперізує Землю атмосфера, полягає, як відомо, з безлічі різних шарів (див. рис. 1).

Малюнок 1. Будова атмосфери

Кожен з таких шарів виконує важливі завдання, спрямовані на забезпечення корисних властивостей живих організмів. У ході дослідження атмосферних шарів з'ясувалося, що кожен з них здатний повертати назад речовини або промені, які досягли його меж, або в космічний простір, або до земної поверхні. Наприклад, тропосфера, розташована в 13-15 км від поверхні Землі, ущільнює маси водяного пора, що піднімаються з земної поверхні, і повертає їх назад на Землю у вигляді дощу. Озоновий шар атмосфери, тобто озоносфера, розташована на висоті 25 км від Землі, відбиваючи йдуть з космічного простору радіацію і шкідливі ультрафіолетові промені, повертає їх назад, не дозволяючи пробитися до земної поверхні.

Розглядаючи різні екологічні функції атмосфери Землі, можна зробити однозначний висновок, що життя на Землі без цієї повітряної оболонки була б неможлива.

 

Глава 2. Аналіз природного потенціалу самоочищення атмосфери на території Росії

Атмосфера має здатність до самоочищення.

Самоочищення атмосфери - часткове або повне відновлення природного складу атмосфери внаслідок видалення домішок під впливом природних процесів. Дощ і сніг промивають атмосферу завдяки своїм здібностям абсорбційним, видаляючи з неї пил і розчинні у воді речовини. Рослини поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень, який окисляє органічні домішки (роль зелених рослин у самоочищенні атмосфери від вуглекислого газу взагалі виняткова - майже весь вільний атмосферний кисень має біогенне походження, тобто близько 30% його виділяють зелені рослини суші, а 70% кисню вивільняють водорості Світового океану). Ультрафіолетові промені сонця вбивають мікроорганізми [11].

Природний потенціал самоочищення атмосфери багато в чому обумовлений такими природно-кліматичних умов, як особливості підстилаючої поверхні (рослинність, рельєф), температурний режим, кількість опадів, що випадають, циркуляційні процеси в атмосфері та ін (див. рис. 2).

 

Малюнок 2. Індекс самоочищення атмосфери опадами і рослинністю (за матеріалами сайту http://www.nii-atmosphere.ru)

 

Дуже сильний вплив на самоочищення повітря надають циркуляційні процеси в атмосфері. Наприклад: панівні в умовах антициклонної погоди низхідні потоки повітря призводять до накопичення забруднюючих речовин в приземних шарах атмосфери. Тому при однаковій кількості вступників речовин забруднення повітряного середовища буде значно більше (відповідно, потенціал самоочищення нижче) в районах з переважно антициклональні режимом погоди і менше там, де переважає циклонічна діяльність. З цієї причини атмосферні забруднення особливо небезпечні в міжгірських улоговинах Східного Сибіру. Зокрема, надвисока концентрація промисловості в умовах замкнутості улоговиною рельєфу при характерному антициклонної типі погоди створила тут особливо важкі умови для життя населення [12].