Природоохранная деятельность

   Рассмотрим подробнее  виды загрязнения атмосферы и  методы борьбы с ними.

 

1. Парниковый эффект

 

   Сущность парникового  эффекта состоит в том, что  атмосфера почти целиком пропускает  излучение Солнца к Земле, но  из-за наличия в атмосфере парниковых  газов (газов, вызывающих парниковый  эффект) заметно задерживает обратное  тепловое (инфракрасное) излучение  земной поверхности. Парниковые  газы образуют как бы «стеклянную  крышу парника» над планетой и большая часть излучаемого Землей тепла возвращается назад. Тепловая энергия накапливается в приповерхностных слоях атмосферы тем интенсивнее, чем больше в них концентрация парниковых газов. Усилие парникового эффекта приводит к повышению температуры на поверхности Земли и потеплению климата. Благодаря существованию парникового эффекта только 20% теплового излучения земной поверхности безвозвратно уходит в космос. Если бы Земля не имела атмосферы с парниковыми газами, то средняя температура ее поверхности была бы на 30 ⁰С ниже. Главным парниковым газом на Земле является водяной пар. Огромный вклад в парниковый эффект вносят двуокись углерода СО₂ (60%) и метан СН₄ (20% вклада). К парниковым газам относятся также закись азота N₂О (5% вклада), фреон (15% вклада) и озон.

   Двуокись поступает  в атмосферу в результате сжигания  углеродосодержащих видов топлива  (каменный уголь, нефть, газ)  в промышленности, автомобильных  двигателях, теплоэлектростанциях.

   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. Из-за большого количества скота огромное количество метана выбрасывает в атмосферу Новая Зеландия. Концентрация в воздухе метана растет ежегодно на 1,2-1,5%. Сейчас его на 60% больше, чем в доиндустриальную эру. К середине 21 века ожидается удвоение концентрации метана в атмосфере.

   С ростом применения  в сельском хозяйстве азотных  удобрений и в результате сгорания  углеродосодержащих видов топлива  при  высоких температурах  в ТЭС в атмосферу выбрасывается  закись азота N₂О. Концентрация его растет на 0,3% в год, Концентрация фреонов растет со скоростью 4% в год. В целом к середине 21 века парниковое влияние СН₄, N₂О и фреонов может быть равным эффекту удвоения концентрации СО₂  в атмосфере.

   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.

   При глобальном  потеплении на 2 ⁰С зона сплошной многолетней мерзлоты в нашей стране перестанет существовать, а зона лесотундры достигнет побережья Северного Ледовитого океана. Повышение средней температуры на 1-2 ⁰С в целом может быть благоприятным для сельского хозяйства европейской части нашей страны, так как позволит использовать для теплолюбивых сельскохозяйственных культур обширные территории. Ожидается, что  с началом следующего столетия начнется увеличение количества осадков на всей территории нашей страны, включая самые засушливые области.

2. Кислотные осадки

 

   Сжигание каменного угля на ТЭС ведет к выбросам в атмосферу не только двуокиси углерода. Примеси серы, содержащиеся в угле, приводят к выбросам сернистого газа SO₂,  а при высокой температуре в топках котлов ТЭС (700 ⁰С) возникают оксиды азота (N₂О,  N₂О₄).

   Антропогенные выбросы  сернистого газа в 2 раза превышают  поступление этого газа в результате  природных явлений, антропогенные  выбросы оксидов азота составляют  примерно 40% от естественных выбросов.  Смешиваясь в облаках с парами  воды, сернистый газ порождает  серную кислоту, а оксиды азота  – азотную кислоту, которые  затем падают на землю в  виде кислотных осадков. Проблема  кислотных осадков возникла  в  начале 70-х годов 20 века.

   От таких осадков страдают не только озера, но и леса, поля, пастбища. Кислота, падающая с неба, разъедает исторические памятники, трубопроводы, столбы, бетонные фундаменты, кабели. В Западной Европе жертвами кислотных осадков стали 38% лесов, в ФРГ пострадало около 50% лесов, в Австрии – 30%, поражены леса в Чехии, Словакии, Польше (75%) и других странах Европы.

   Швеция имеет более  100 тыс. озер на своей территории, из них 18 тыс. «мертвые», лишенные  жизни. В Норвегии в 5000 из 17500 озер исчезла рыба. В Канаде  стали мертвыми 14000 озер.

   Из-за кислотных  осадков скорость коррозии в  промышленных районах в 2-10 раз  выше, чем в сельской местности.  Когда люди вдыхают туман, содержащий  капельки кислоты, это вызывает  у них аллергию и бронхит.  При вдыхании кислотных частиц с пылью, содержащей тяжелые металлы, возможно явление раковых опухолей.

   Главным «экспортером»  кислотных дождей в Европе  в 80-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.

   Меры для уменьшения  выбросов сернистого газа:

• Промывка угля после измельчения;
• Химическое удаление серы – десульфурация;
• Замена угля на низкосернистые виды топлива: нефть и газ;
• Сжигание угля в псевдосжиженном слое в смеси с песком и известью;
• Использование скрубберов – жидких фильтров, содержащих водный раствор извести, для газообразных продуктов сгорания.
3. Разрушение озонового слоя

 

   На высоте 18-26 км под воздействием ультрафиолетового излучения в атмосфере возникает озоновый слой. Это не только надежный  щит, который оберегает все живое на планете от прямого разрушения под действием жесткого ультрафиолетового излучения, но и предохраняет эволюцию от вредных мутаций.

   Уменьшение озонового слоя на 1% влечет за собой увеличение ультрафиолетового излучения на 1,5%. Полное его исчезновение, означало бы прекращение высших форм жизни на Земле. Даже его утончение приводит к росту раковых заболеваний, гибели одноклеточных организмов, входящих в различные экосистемы, воздействию на генетический код живых организмов и увеличению числа мутаций.

   Тепловой режим  атмосферы и ее динамика в  значительной степени определяются  способностью озона поглощать  ультрафиолет. Утоньшение озонового  слоя приведет к увеличению  нагрева Земли, усилению ветра,  циркуляции воздушных масс в  атмосфере, наступлению пустынь.

   Впервые озоновую дыру над Антарктидой обнаружили со спутников в 1979 г. Площадь озоновой дыры растет.

   Существуют три  версии разрушения озона:

• Из-за поступления в атмосферу хлорфторуглеродов (ХФУ);
• Из-за выбросов отработанных газов суперлайнерами «Боинг» и другими с высоким потолком полета, при запуске ракетоносителей;
• Из-за увеличения выбросов окислов азота.

  

4. Загрязнение воздуха в городах

 

   Крупные города  являются центрами промышленности, в которых широко используется  автомобильный транспорт. Они  выбрасываю в атмосферу города  газы, резко ухудшающие экологическую  обстановку.

   Автотранспорт ежегодно  выбрасывает в атмосферу 16,6 млн  т загрязняющих веществ – это  40%  всех опасных выбросов на  территории страны. Поэтому ведутся  работы по снижению количества  топлива, сжигаемого в двигателях, переводу автомобилей на газ  и спирт с целью уменьшения  вредных выбросов, созданию электромобилей, работающих без выхлопных газов.  Однако на зарядку аккумуляторов таких автомобилей требуется затратить электрическую энергию на тепловых или атомных электростанциях при соответствующем  загрязнении окружающей среды.

   Загрязнение атмосферы  обусловлено до 30% общих заболеваний  населения промышленных центров. 

 

 

4. Загрязнение гидросферы

 

1. Гидросфера Земли

 

   Гидросфера – водная  среда, которая включает поверхностные  и подземные воды.  Поверхностные  воды в основном сосредоточены  в Мировом океане, содержащем  около 91% всей воды на Земле.  Поверхность Мирового океана  составляет 361 млн км².

   Вода в океане (94%) и под землей – соленая.  Количество пресной воды составляет 6% общего объема воды на Земле,  причем очень малая ее доля (0,36%) имеется в легкодоступных  для добычи местах. Большая часть  пресной воды содержится в  снегах, пресноводных айсбергах  и ледниках (1,7%), находящихся в  районах в основном Южного  полярного круга, а также глубоко  под землей (4%). Годовой мировой  речной сток пресной воды составляет  37,3-45 тыс. км³. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. км³.

   В настоящее время человечество использует 3,8 тыс. км³ воды ежегодно, причем можно увеличить потребление максимум до 12 тыс. км³. При нынешних темпах роста потребление воды хватит на ближайшие 25-30 лет.

   Каждый житель  Земли в среднем потребляет 650 м³ воды в год (1780 л в сутки). Однако для удовлетворения физиологических потребностей достаточно 2,5 л в день, т.е. около 1 м³ в год. Большое количество воды требуется сельскому хозяйству (69%) главным образом для орошения; 23% воды потребляет промышленность; 6% расходуется в быту.

 

 

2. Загрязнение океанов и морей

 

   Ежегодно в Мировой океан попадает более 10 млн т нефти и до 20% Мирового океана уже покрыты нефтяной пленкой.  В первую очередь это связано с тем, что добыча нефти и газа в Мировом океане стала важнейшим компонентом нефтегазового комплекса. В мире пробурено около 2500 скважин, из них 800 – в США, 540 – в Юго-Восточной Азии, 400 – в Северном море, 150 – в Персидском заливе. Эта масса скважин пробурена на глубинах до 900 м.

   Загрязнение гидросферы  водным транспортом происходит  по двум каналам: морские и  речные суда загрязняют биосферу, во-первых, отходами, получаемыми в  результате эксплуатационной деятельности, и, во-вторых, выбросами в случае  аварий токсичных грузов, большей  частью нефти и нефтепродуктов. Энергетические установки судов   загрязняют газами атмосферу,  откуда токсичные вещества частично  или почти полностью попадают  в воды рек, морей и океанов.

   Нефть и нефтепродукты  являются главными загрязнителями  водного бассейна. Огромный ущерб  Океану нанесло крушение американского  супертанкера «Торри Каньон»  у юго-западного побережья Англии  в марте 1967 г.: 120 тыс. т нефти  вылилось в воду и было подожжено  зажигательными бомбами с самолетов.  Нефть горела несколько дней. Были загрязнены пляжи и побережье  Англии и Франции.

   За десятилетия после катастрофы танкера «Торри Каньон» в морях и океанах погибло более 750 крупных танкеров. Большинство этих крушений сопровождалось массовыми выбросами нефти и нефтепродуктов в море. Также в результате добычи нефти из трубопроводов, связывающих нефтяные платформы с материком, каждый год в море вытекало около 30 тыс. т нефтепродуктов.

   До 2 млн морских птиц и 100 тыс. морских животных, в т.ч. до 30 тыс. тюленей, ежегодно погибают, проглотив какие-либо пластмассовые изделия или запутавшись в обрывках сетей и тросов.

   Серьезную экологическую  угрозу для жизни в Мировом  океане и для человека представляет  захоронение на морском дне  радиоактивных отходов (РАО) и  сброс в море жидких радиоактивных  отходов (ЖРО).

   В 1972 г. была  подписана Лондонская конвенция,  запрещающая сброс на дно морей  и океанов радиоактивных и  ядовитых химических отходов.  К этой конвенции присоединилась  и Россия. Военные корабли в  соответствии с международным  правом в разрешении на сброс  не нуждаются. В 1993 г. запрещен  сброс жидких радиоактивных отходов  в море.

   В 1982 г. III Конференция ООН по морскому праву приняла Конвенцию по мирному использованию Мирового океана в интересах всех стран и народов, которая содержит около тысячи международно-правовых норм, регламентирующих все основные вопросы использования ресурсов океана.

  

 

3. Загрязнение рек и озер

 

   Большое количество  сточных вод, нефтепродукты и  даже жидкие радиоактивные отходы  поступают в реки и озера  различных регионов мира.