Воскресенье, 20.09.2020, 09:58
Приветствую Вас Гость | RSS


Меню сайта
Категории раздела
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Научные статьи

Главная » Статьи » Мои статьи

Проблемы охраны окружающей среды

В процессе общественного производства человек влияет на окружающую его среду, которая несет на себе печать труда множества людских поколений, живших в условиях разных, сменявших друг друга общественно-экономических формаций. Формы воздействия человека на природу многообразны. В результате их изменяется внешняя сфера «твердой» Земли, включающая земную кору и верхний слой мантии, или проще - литосферу. Перераспределяются водные ресурсы, становится иным местный климат, преобразуются местные черты рельефа и т. п. Особенно значительно воздействие человека на живую природу как непосредственно, так и через влияние на другие природные компоненты. Изменение одного из компонентов географического ландшафта в результате деятельности человека влечет за собой изменение других.

Итоги воздействия человека на живую природу за последние 100-200 лет по своей интенсивности и многообразию, особенно на территории Европы и Северной Америки, превзошли результаты такого воздействия за тысячелетия прежней истории. В современную же эпоху в связи с увеличением численности населения во многих странах мира и, особенно с резкой интенсификацией производства в связи с научно-технической революцией темпы использования природных ресурсов стремительно возрастают. Это относится как к не возобновимым (например, полезные ископаемые), так и к возобновимым (например, почва, растения, животные) ресурсам. Поэтому перед человечеством стоит серьезнейшая задача предотвращения опасности порчи среды его обитания и подрыва восстановительных сил природы, что грозит снижением ее продуктивности вплоть до полного опустошения.

За последние 50 лет на Земле выработано столько же продукции, сколько ее было произведено за весь период существования цивилизации до 1950 г. В течение этого времени мир потерял почти 1/5 верхнего плодородного слоя почв на обрабатываемых землях. Ежегодно разрушается 24 млрд. т. почвенного покрова, уничтожена 1/5 площади влажных тропических лесов, исчезли десятки тысяч видов растений и животных. Пораженные кислотными осадками, умирающие леса и безжизненные озера стали обычными для промышленно развитых стран. Человечество все больше ощущает отрицательное воздействие разрушения природных систем жизнеобеспечения.

Почвенная эрозия является «тихим» кризисом планеты. Каждый год весной над просторами Тихого океана появляются пылевые облака. Ученые на Гавайях узнают по ним о начале полевых работ на лёссовых равнинах Китая. Во время распашки полей мириады частиц плодородного почвенного покрова поднимаются в воздух, рассеиваются, сносятся с полей потоками воды, осаждаются в новых местах, в громадных количествах безвозвратно уносятся в Мировой океан.

Естественный процесс разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, смыва и развеивания его частиц многократно усиливается и ускоряется, когда люди распахивают чересчур много земель и не дают почве отдохнуть. Под воздействием живых организмов, воды и воздуха на поверхностных слоях литосферы постепенно образуется важнейшая экосистема, тонкая и хрупкая - почва, которую называют «кожей Земли». Горсть хорошей почвы содержит миллионы микроорганизмов, поддерживающих плодородие. Чтобы образовался слой почвы толщиной в 1 см, требуется столетие. Он может быть потерян навсегда за один полевой сезон.

Почвенная эрозия - сугубо местное явление - ныне приобрела всеобщий характер. В США, например, около 44 % обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России площади самых плодородных земель с содержанием гумуса (органического вещества, определяющего плодородие почвы) в 10-13% сократилось почти в 5 раз.

Один из самых грозных, глобальных и быстротекущих процессов современности - расширение опустынивания, падение и, в самых крайних случаях, полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным естественной пустыне. Процесс опустынивания обычно вызывается совокупными действиями природы и человека.

Естественные пустыни и полупустыни занимают в общей сложности более 1/3 земной поверхности. На этих землях проживает около 15 % населения мира. Пустыни - это территории с крайне засушливым континентальным климатом, обычно получающие в среднем всего 150...175 мм осадков за год.

В результате деятельности человека к последней четверти XX в. появилось еще свыше 9 млн. км2 пустынь и всего они уже охватили 43 % общей площади суши.

Как считают эксперты ООН, современные потери продуктивных земель приведут к тому, что в скором времени мир может лишиться почти 1/3 своих пахотных земель. Такая потеря в период беспрецедентного роста населения и увеличения потребности в продовольствии может стать поистине гибельной.

Опустынивание - процесс деградации всех природных систем жизнеобеспечения.

Загрязнение атмосферы. Жизнедеятельность человечества на всей ее протяженности уже была связана с явлением загрязнения атмосферы: это - дым костров, запахи бытовых отходов, однако ее масштабы были настолько малы, что не влияли на окружающую среду. Начиная с XIX в. в развитых странах стали применять новые методы удаления отходов, обработки сточных вод, способы отопления, приготовления пищи. В XXI в. с развитием урбанизированного общества стали все более ощущаться проблемы, вызванные загрязнением воздушной среды. Загрязнение окружающей среды на современном этапе - это, безусловно, результат индустриальной деятельности и методов транспортировки, т. е. последствия использования человечеством энергии.

Атмосфера, окружающая нашу планету, состоит из тропосферы (примерно до 10 км над поверхностью земли), стратосферы (от 10 до 50 км над поверхностью земли) и мезосферы (от 60 до 80 км над поверхностью земли). Тропосферу заполняет воздушное пространство. Воздух, как известно, состоит из азота (78 %), кислорода (20,94 %), аргона (0,93 %) и микрокомпонентов - гелий, неон, криптон, ксенон и оксиды азота, которые в нормальных условиях не взаимодействуют между собой.

Концепция загрязнения атмосферы включает определенные действия и явления, ведущие к ухудшению исходного природного ее качества. Загрязняющими веществами считаются те, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду либо непосредственно после химических изменений в атмосфере, либо в сочетании с другими веществами. Загрязнением атмосферы считается прямое или косвенное введение в нее любого вещества в таком количестве, которое воздействует на качество и состав наружного воздуха, нанося вред людям, живой и неживой природе, экосистемам, строительным материалам, природным ресурсам - всей окружающей среде. Исходя из этого определения, принятого в некоторых зарубежных странах, к загрязнению атмосферы можно отнести выбросы большого количества водяного пара, энергии, пыли, активных и неактивных газов. Степень загрязнения атмосферы зависит от числа и массы выбросов, от их высоты, расстояния и времени воздействия.

Кроме выбросов в атмосферу материальных частиц для нее вредны также выбросы энергии. Загрязняющими могут считаться, следовательно, выбросы теплоты, шум, вибрации, радиоактивные и электромагнитные (микроволновые, радарные, ультравысокочастотные и т.д.) излучения. Компоненты воздуха являются загрязняющими, если их концентрации настолько велики, что могут оказать ощутимое воздействие на человека и окружающую среду. Эти воздействия подразделяются на прямые и косвенные.

Прямые воздействия (острые или динамические) на окружающую среду, проявляющиеся сразу, и косвенные воздействия (долговременные), накапливающиеся в атмосфере в течение долгого времени до концентраций выше фоновых (хроническое воздействие). Динамическое загрязнение атмосферы влияет на нижние ее слои, а долговременное загрязнение воздействуют на всю земную атмосферу.

Различают также первичное загрязнение (результат выброса загрязняющих веществ) и вторичное загрязнение или химизм атмосферы (результат химических превращений веществ в атмосфере). Защита атмосферы окружающей среды связана, как правило, с тремя ее основными составляющими - атмосферой, гидросферой и литосферой. За последние десятилетия серьезной международной проблемой стала защита атмосферы от загрязнений - следствия хозяйственной деятельности человека. Действительно, по сравнению с другими составляющими среды обитания атмосфера, обладающая большей пространственной мобильностью, загрязняется наиболее быстро. Существуют различные точки зрения на проблему защиты атмосферы: биологическая, экологическая, гигиеническая и медицинская, комплексного планирования градостроительства, а также технологическая. Природоохранная (экологическая) технология занимается решением технологических проблем защиты окружающей среды.

Наряду с созданием возможностей повышения уровня жизни разработка и интенсификация современных технологических процессов привели к появлению совершенно новых типов химических веществ, которые оказывают коррозионное и комплексное воздействия, опасные как для жизни человека, так и вообще всего живого в зоне их распространения. Постоянной проблемой в местах, приближенных к источникам выбросов, а также в более обширных районах, окружающих промышленные зоны и города, являются традиционные загрязнения - пылевые частицы и оксиды серы и азота. В настоящее время глобальное распространение этих загрязнений становится предметом самого серьезного обсуждения.

Быстрое развитие технологии защиты атмосферы в последнее десятилетие обусловлено не только увеличением загрязнения атмосферы, но и изменением исходных критериев ее защиты, диктуемых переоценкой подходов к использованию топливных и сырьевых материалов, а также расширяющимся международным содружеством, примером которого может служить Общеевропейская Конвенция по вопросам дистанционного загрязнения атмосферы. Обычно под термином «атмосфера» понимают слой воздуха, окружающий Землю. Иногда ее подразделяют на свободную или наружную атмосферу, т. е. находящуюся вне замкнутых пространств (зданий и других сооружений), и внутреннюю атмосферу в замкнутых пространствах для работы, проживания, культурных, спортивных и других мероприятий.

Чистый воздух, лишенный пылевидных и газообразных загрязнений, является идеалом, не встречающимся в природе из-за постоянного динамического обмена между атмосферой и земной поверхностью, гидросферой, биосферой и т.д. Как подчеркивал Абельсон (1971), при извержении вулкана Кракатау в 1883 г. в атмосферу поступило пыли больше, чем с дымом от всех рукотворных костров за всю историю человечества. Следовательно, даже природный состав воздуха непостоянен.

Содержание пыли в природной наружной атмосфере также существенно изменяется в зависимости от скорости ветра, влажности, содержания пыли на поверхности земли и плотности природных источников пыли. 20 мг/м3 - это среднее массовое содержание пыли в незагрязненном воздухе. Концентрация твердых частиц в незагрязненном воздухе колеблется от 5 до 30 млн. на 1 м3.

Вещества, загрязняющие атмосферу, подразделяются на твердые, жидкие и газообразные, воздействующие непосредственно или после химических превращений, а также совместно с другими веществами. Последствия загрязнений, т.е. изменения состава атмосферы, представляют опасность для здоровья людей и животных, растительного мира, окружающей среды, комфортности (появление запахов, снижение видимости).

Известно, что в воздухе всех крупных городов мира присутствуют такие активные загрязнители, как: диоксид серы SO2, оксиды азота NO и NO2, моноксид углерода СО и непредельные углеводородные соединения. Причиной загрязнения воздуха могут явиться фтор, галогены хлора и их кислотные производные в больших концентрациях. Эти и многие другие вещества присутствуют в атмосфере в виде постоянных, т. е. фоновых концентраций, которые возникают в результате естественных процессов: действия вулканов, лесных пожаров, биологических процессов в почвах, на болотах, при разложении органики. Искусственные загрязнения часто во много раз превышают фоновые концентрации канцерогенных веществ.

Процессы образования газов называют источниками, а процесс их естественного удаления - стоками. На протяжении всего времени жизни планеты до начала активной промышленной деятельности человечества эти процессы были сбалансированы. Естественные стоки, как выясняется, часто могут справляться также и с примесями активных газов, поступающих в атмосферу в больших, но не чрезмерных количествах.

Загрязняющее вещество в международной терминологии именуется термином «контаминант», а его выброс в атмосферу - термином «эмиссия». Проблемы загрязнения атмосферы, за исключением СO2, возникли в результате большой искусственной эмиссии, которую называют антропогенной. Эта эмиссия сосредоточена, в основном, на урбанизированных, сравнительно небольших по площади территориях промышленно развитых стран. Известно, что более 90 % мировой индустрии расположено в Северном полушарии между 30° и 60° северной широты. Именно в городах этих стран антропогенная эмиссия значительно превышает естественную и не может быть удалена соответствующими естественными стоками.

Опасность воздействия канцерогенных веществ воздуха возрастает именно в городах, потому что воздействует на огромное количество людей.

Естественные эмиссии достаточно постоянны, а антропогенные устойчиво увеличиваются вместе с ростом населения и развитием промышленности. Так, например, выделение такого контаминанта, как СO2, в 1860 г. составляло около 5 млн. т. (за счет сжигания угля), а в настоящее время составляет более 190 млн. т. (100 млн. т. - в результате сжигания угля, 50 млн. т. - при переработке и сжигании нефти, переплавке медных, свинцовых и цинковых руд и т.д.).

Кроме активных газов причиной загрязнения атмосферы являются и неактивные газы, например, такие как диоксид углерода. Этот газ непосредственно не вреден для живых организмов, но его накопление в атмосфере влияет, ни радиационный баланс Земли и соответственно на климат планеты. Естественные соответствующие стоки, например, поглощение океаном, не в состоянии обезвредить такие антропогенные эмиссии.

Группа инертных контаминантов - хлористых фтористых соединений метана - разлагается естественным образом. Их концентрация постоянно возрастает, а продукты разложения продолжают разлагаться в атмосфере, взаимодействуя с озоном, что для человечества не менее опасно.

В атмосфере также присутствуют пылевые частицы и водяной пар. Пылевые частицы появляются в атмосфере в результате человеческой деятельности (обработка полей, производственные процессы и т.д.), составляющей 10% от естественных пылевыделений (выветривание почвы, реакции между газовыми контаминантами). Они в основном содержатся в промышленных районах с высокой плотностью населения. Пыль воздействует на здоровье людей, занося в легкие микродозы свинца, полиароматических углеводов. Пылевые частицы уменьшают проницаемость атмосферы для солнечных лучей и ее прозрачность, становятся кроме того катализатором опасного взаимодействия газов.

Водяные пары составляют до 4 % массы воздуха. Они образуются в результате производственных процессов и естественным испарением при круговороте воды в природе, а также в результате выделения большого количества тепла. Водяные пары, а также продукты окисления диоксида серы способствуют при определенных метеорологических условиях возникновению смога. Смог различают двух видов. Первая форма смога связана с Лондоном, где 5-11 декабря 1952 г. он был впервые зарегистрирован. Классический смог - возникшее при большой влажности и безветрии опасное состояние воздуха над зимним Лондоном, повлекшее за собой взаимодействие между пылевыми частицами золы, дыма и диоксидом серы, находящимися в атмосфере.

Рассеивание вредных веществ влияет на погоду и климат. Большая часть выбросов содержится в отходящих газах, полученных в результате сгорания топлива и имеющих меньшую плотность. Они намного теплее окружающего воздуха, и поэтому устремляются вверх. По мере перемешивания подъем газов замедляется. Та высота, где температура выбросов и воздуха сравнивается, называется глубиной перемешивания и является верхним уровнем рассеивания. Если холодный слой воздуха расположен над теплым, то газы не перемешиваются. На этот процесс влияет скорость ветра и другие метереологические условия.

Города, расположенные на больших высотах над уровнем моря, такие как Мехико, Йоханнесбург, лежащие на высоте примерно 2 км над уровнем моря, страдают от загрязнения воздуха не менее других городов, так как подъемная сила на высотных отметках меньше, а приземные инверсии возникают чаще. В странах с холодным климатом в Северной Европе, Северной Америке, Канаде зимой сжигается больше топлива и, следовательно, уровень загрязнения диоксином серы там выше, чем летом. Практически изменениям температуры соответствует изменение потребления топлива и, соответственно, вредных выбросов в атмосферу. И зимой, и летом эти города представляют собой «тепловые острова», потому что тепло, выделяемое зданиями, приводит к тому, что над городами образуется купол воздуха с температурой на 5°С выше окружающей среды. Твердые частицы заполняют туманный купол. Ночью при охлаждении туман конденсируется на твердых частицах, образуя фог.

Источниками загрязнения атмосферы, почвы и воды являются в основном процессы, обеспечивающие жизнедеятельность современного урбанизированного общества. Поэтому устранить их не представляется возможным. Остается выявлять, контролировать их деятельность и уменьшать вредность и количество эмиссии, внедряя все новые технологии контроля и очистных сооружений. К таким производствам относятся: нефтеперерабатывающие предприятия, химические, металлургические заводы, электростанции. Они выделяют около трети контаминантов, транспорт - 45 %, отопление - 5 %. Остальная часть загрязнения приходится на мелкие источники.

При переработке нефти образующиеся выбросы в атмосферу содержат пары углеводородов, газы, диоксид серы, сероводород, двуокись серы и мелкодисперсную пыль.

При плавке цветных металлов в больших количествах выделяется диоксид серы, который иногда используется для небольших производств, иногда выводится через трубы высотой более 200 м, а в остальных случаях оказывает значительный вред растительности в прилегающих районах. При выработке чугуна и стали выделяется мелкодисперсная пыль бурого оксида железа, пар, дегтярные газы, сероводород, органические сульфиды (меркантоны), имеющие неприятный запах, дым. Химические производства и другие процессы вызывают эмиссию диоксида серы, фтористый водород и фторкремнистую кислоту. От источников горения, в том числе от двигателей внутреннего сгорания выделяются монооксид углерода, оксиды азота и серы, углеводороды, альдегиды и органические кислоты, взвешенные частицы.

Контаминантами считаются газообразные и твердые вещества, попадающие в атмосферу вследствие человеческой деятельности, когда их концентрации достаточно велики, чтобы оказать вредное воздействие в настоящее время или в будущем на здоровье людей в привычном мире. Загрязнение атмосферы контаминантами различно по вредности их воздействия в зависимости от удаленности, высоты выброса, метеорологических условий и состава. Глобальные последствия загрязнения атмосферы выражаются в кислотных дождях, парниковом эффекте, разрушении стратосферного озона.

Кислотные дожди, выпадающие на обширных территориях, - следствие скапливающихся в биосфере сульфатов. Часто они выпадают в отдалении от источников эмиссии. Следовательно, эта проблема является интернациональной. Кислотные дожди уже нанесли урон, повредив растительность и отравив водоемы в Северо-Восточной Америке и Северо-Западной Европе. Например, в Швеции после выпадения кислотных дождей в 15000 озер пропала рыба. Такие последствия возникли после выбросов сернистых соединений в Финляндии, Норвегии, Австрии, Швейцарии.

Парниковый эффект является следствием изменения концентрации диоксида углерода СО2. Естественный отток его происходит поглощением океана и лесными массивами. Но антропогенные источники столь велики, что баланс оказался нарушенным. Дальнейшее повышение концентрации диоксида углерода в атмосфере может быть связано с повышением температуры и существенным изменением климата, так как инфракрасные лучи будут задерживаться, а видимые и ультрафиолетовые - проходить сквозь атмосферу свободно. Это может повлечь за собой таяние полярного льда, увеличение температуры воды в океане и общей температуры воздуха на 1,5 °С, что весьма существенно может повлиять на климат планеты.

Разрушение стратосферного озона очень опасное явление для всего живого на земле. Озоновый слой представляет собой экран, защищающий поверхность земли от жесткого ультрафиолетового излучения, губительного для всего живого. Он располагается между тропосферой и стратосферой. Уменьшение концентрации озона снижает эффект его положительного воздействия. Этот слой фильтрует ультрафиолетовую радиацию. Поскольку существующие формы жизни возникли и развились именно при этом условии, то возможные последствия разрушения озонового слоя могут быть необратимы. Этому способствуют водяные пары, непосредственные выбросы оксидов азота от самолетов, летающих выше тропосферы, увеличенные поступления закиси азота от производства азотных удобрений и образование в стратосфере атомного хлора из диффундирующих в нее хлорированных и фторированных метанов (фрионов). Разрушение 15 % озонового слоя грозит привести к увеличению онкологических заболеваний на 30%. «Озоновые дыры», появившиеся в последнее время, обладают пониженным содержанием озона. Над Антарктидой обнаружена «озоновая дыра» площадью 22 млн. км2, над Северным полюсом - несколько меньшего размера. Над Россией «озоновые дыры» зафиксированы над Якутией, Республикой Коми, Дальним Востоком.

Потепление и изменение характеристик глобальной климатической системы в результате антропогенных выбросов паров и газов стало реальной опасностью для всего человечества. Эти изменения ведут к крупномасштабным негативным последствиям практически во всех областях деятельности человека, могут пагубно сказаться на здоровье населения.

Наибольшему потеплению подвержены высокие широты Земного шара, в которых расположена значительная часть территории Российской Федерации. Причем у нас особенно уязвимы к изменениям климата сельское, лесное и водное хозяйства, которые связаны, главным образом, с перераспределением числа и интенсивности засух.

При глобальном потеплении мер ожидается падение средней продуктивности зернового хозяйства на 26%, а общей продуктивности растениеводства - до 10%. Резко возрастает поражение лесов вредителями и гибель их от пожаров во время засух.

В зоне вечной мерзлоты, которая занимает около 10 млн. км2 (58 % площади нашей страны), при потеплении климата из-за таяния будет разрушаться хозяйственная инфраструктура. При отсутствии защитных мер уязвимыми, прежде всего, окажутся объекты добывающей энергетической и транспортных систем, коммунального хозяйства - жилые дома, производственные здания и сооружения, дороги, аэродромы, нефте- и газопроводы.

Подъем уровня Мирового океана может привести к затоплению и разрушению береговой зоны и низменных территорий дельт рек с расположенными здесь городами и поселениями. Эта опасность грозит обширным низменным территориям севера России и крупным приморским городам, например, Санкт-Петербургу.

Категория: Мои статьи | Добавил: kemerovo3000 (03.11.2018)
Просмотров: 170 | Рейтинг: 0.0/0
Вход на сайт

Поиск