Глобальні екологічні проблеми, пов'язані з забрудненням атмосфери.
До глобальних екологічних проблем у зв'язку забрудненням атмосфери багато вчених відносять:
· Порушення озонового шару;
Порушення озонового шару. Озон (О3) - являє собою третю форму існування кисню, утворюється в атмосфері природним шляхом при впливі на атмосферний кисень сонячного ультрафіолетового випромінювання (яке можна позначити hν):
О2 + hν Про + Про; О2 + О О.
Найбільша концентрація молекул озону перебуває в стратосфері на висоті 20 - 22 км (
в 10 разів вище, ніж у поверхні Землі) і поширюється вона приблизно на 5 км по висоті, цей шар і називають озоновим шаром. Якщо весь озон сконцентрувати в один шар, то товщина його складе
Озоновий шар затримує жорстке ультрафіолетове випромінювання, згубний для всього живого на Землі. Воно може викликати великі зміни в організмах, ніж гамма-випромінювання, рентгенівське випромінювання і привести до захворювань імунної системи, раку шкіри, ураження сітківки ока та інших захворювань.
В даний час озоновий шар порушується, т. Е. Знижується концентрація озону в озоновому шарі. Вперше виснаження озонового шару виявили в 1985 році над Антарктидою, коли над нею концентрація озону була знижена на 50%. Це простір отримало назву "озонової діри". З тих пір результати вимірювань підтверджують повсюдне порушення озонового шару на всій планеті (концентрація озону в озоновому шарі знижується в різні пори року на 10 - 20%, особливо над промисловими країнами).
Наука до кінця не встановила основні причини, що порушують озоновий шар. Передбачається як природне, так і антропогенне походження "озонових дір".
На думку більшості вчених, головними руйнівниками озонового шару є хімічні речовини, об'єднані терміном "хлорфторуглеводороди" (ХФУ) - так звані фреони, а також оксиди азоту (NОх) і вуглецю (СО). Фреони почали використовувати в 1930-і роки в якості хладонов в холодильних установках, потім в системах кондиціонування повітря, для виробництва полімерів, дезодорантів, лаків, фарб, як розчинники, розпилювачі в аерозольних упаковках. Вони нетоксичні, інертні, стабільні, не горять, не розчиняються у воді, зручні у виробництві та зберіганні. Ці руйнівники взаємодіють з молекулою озону і руйнують її, їх називають каталізаторами, так як вони тільки своєю присутністю руйнують озон, наприклад:
О3 + NО О2 + NО2; NО2 + Про NО + О2;
О3 + Cl ClО + О2; ClО + Про Cl + О2.
Відповідно до міжнародних угод (Віденська конвенція про охорону озонового шару - 1985р. А також Протоколи до цієї конвенції), до яких приєдналася Україна, всі країни-учасниці цієї Конвенції повинні припинити виробництво і використання практично всіх озоноруйнуючих речовин.
Власного виробництва ХФУ Україна не має. Потреби промисловості в цих речовинах забезпечуються поставками з Росії. Основними споживачами ХФУ в Україні є заводи побутової хімії, холодильної техніки, а також вони використовуються в пожежогасінні.
Парниковий ефект - це здатність атмосфери пропускати короткохвильову сонячну радіацію, але затримувати земне теплове довгохвильове випромінювання і тим самим сприяти акумуляції тепла Землею.
Сонячна енергія проникає крізь атмосферу, поглинається поверхнею Землі, нагріває її і виділяється у вигляді інфрачервоного або теплового довгохвильового випромінювання. Однак деякі гази атмосфери його затримують, поглинають, нагріваються і тим самим нагрівають атмосферу в цілому. Ці гази називають парниковими.
Парниковий ефект існує в природі поза діяльністю людини,
і без нього життя на Землі було б неможливе. Якби не було цього явища, на Землі спостерігалися б сильні добові та сезонні коливання температури.
Основним парниковим газом є вуглекислий газ, на його частку припадає до 60% парникового ефекту. Іншими парниковими речовинами є хлорфторуглеводороди, метан, оксиди азоту, тропосферний озон, а також аерозолі, пари води.
В даний час з-за парникового ефекту середня температура на нашій планеті збільшилася, в середньому на 0,6о С. Якщо в подальшому буде збережено існуючий стан з вирубкою лісів і спалюванням палива, то концентрація вуглекислого газу до 2050 року може подвоїтися. Кліматологи прогнозують середнє потепління в такому випадку на 1,5 - 4,5о С. Таке потепління викличе танення полярних льодів і гірських льодовиків, підйом рівня світового океану (рівень світового океану може піднятися на 1,5 м), що призведе до затоплення великих прибережних територій суші.
Вплив потепління також позначиться на режимі опадів, за прогнозами в північних районах їх кількість може знизитися на 40%, це може привести до розвитку пустель.
Кислотні дощі. Однією з найважливіших екологічних проблем, з якою пов'язано закислення природного середовища, є кислотні дощі.
Основними джерелами кислотних дощів є промислові викиди діоксиду сірки та оксидів азоту, які, з'єднуючись з атмосферною вологою, утворюють сірчану і азотну кислоту.
Природні опади мають підкислений характер, при відсутності забруднювачів рh дощової води одно 5,6. Кислотними називають будь-які опади, кислотність яких, вище природного, т. Е. При рh <5,6. В последнее время среднее значение рh осадков составляет 4 – 4,5, а иногда оно опускается до 3 и даже ниже. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе – рh = 2,3 (для сравнения, домашний уксус имеет рh = 2,8).
Кислотні дощі випадають у всіх промислових районах світу і впливають в цілому на екосистеми:
Порушують восковий покрив листя, що робить їх уразливими для комах, грибів і інших патогенних організмів.
Витравлюють біогенні речовини з листя, гілок, грунтів і виснажують їх. Вплив кислотних дощів знижує стійкість дерев до засух, хвороб, забрудненням, що призводить до ще більш вираженою деградації їх як природних екосистем.
Кислотні дощі витравлюють також з грунту токсичні метали - свинець, кадмій, алюміній і ін. Розчиняють їх, а надалі вони засвоюються живими організмами, передаються по харчовому ланцюгу і негативно на них впливають. Розчинені забруднювачі легко проникають в підземні і поверхневі води.
Кислотні дощі впливають на грунтові організми, уповільнюють їх активність, грунтоутворювального процеси розкладання і мінералізації детриту.
Під дією кислотних дощів відбувається закислення прісних вод. Особливо інтенсивно відбувається закислення озер в Швеції, Норвегії, Фінляндії, де корінні породи, що складають їх ложе, зазвичай представлені граніто-гнейсами і гранітами не здатними нейтралізувати кислотні опади, на відміну від осадових порід, які створюють лужне середовище і перешкоджають закислению. Підвищення кислотності впливає на популяції різних видів риб, призводить до загибелі фітопланктону, різних видів водоростей і інших його мешканців.
Кислотні дощі руйнують предмети, конструкції з металу (в містах корозія металу в десятки разів швидше відбувається, ніж в сільській місцевості), також вони впливають на будівлі, споруди, пам'ятники архітектури. Пам'ятники та будівлі простояли сотні і навіть тисячі років, зараз руйнуються і розсипаються в кришиво.
Смоги. Слово зміг походить від англійського smoke - дим, fog - туман. Смог - атмосферне явище накопичення в повітрі нижньої тропосфери первинних антропогенних забруднювачів і подальше вторинне забруднення цих же мас повітря продуктами реакцій на основі первинних забруднювачів і сонячної радіації. Смоги утворюються в повітряному просторі великих міст, а в зв'язку з розвитком автомобільного та авіаційного транспорту, стали захоплювати навіть окремі регіони.
Утворюються смоги в безвітряну погоду, при наявності великої кількості забруднювачів в атмосфері.
Розрізняють такі види смогов: вологий, крижаний, фотохимический.
Вологий зміг - отруйна суміш в атмосфері газоподібних продуктів згоряння твердого і рідкого палива (NОх, SO2, CO, в основному діоксиду сірки), частинок пилу, сажі та туману. Спостерігається частіше в осінньо-зимовий період і характерний для помірних широт з вологим морським кліматом при несприятливих погодних умовах.
Цей зміг називають лондонським т. К. В 1952 р в Лондоні від смогу з
Розсіяти зміг може тільки вітер, а поліпшити ситуацію - скорочення викидів забруднюючих речовин.
Крижаний зміг - суміш газоподібних забруднювачів (в основному діоксиду сірки), частинок пилу, сажі та дрібних кристаликів льоду. Він утворюється в містах, розташованих в північних широтах, при температурах нижче - 300С і наявності високої вологості повітря. Крапельки водяної пари перетворюються в дрібні кристалики льоду (розміром 5 - 10 мкм) і вбирають забруднювачі. Утворюється білий густий туман, при такому тумані дихати практично неможливо. Створення високої вологості в атмосфері сприяють аварії на теплотрасах, незамерзаючі водосховища через скидання недостатньо охолоджених промислових стічних вод, які при такій температурі постійно парять.
Фотохімічний або Лос-анжелесский зміг не менш небезпечний, ніж лондонський. Він утворюється в районах з сухим і спекотним кліматом при інтенсивній дії сонячної радіації.
Основними первинними забруднювачами цього смогу є оксиди азоту і вуглеводні (автотранспорт, ТЕС, промисловість). При безвітрі в атмосфері відбуваються складні реакції з утворенням нових забруднювачів - фотооксидантами (органічні перекису, нітрати, тропосферний озон і ін.), Які подразнюють слизові оболонки шлунково-кишкового тракту, легенів, бронхів, органів зору.
Антропогенні викиди забруднюючих речовин у великих концентраціях протягом тривалого часу завдають великої шкоди не тільки людині, а й негативно впливають на тварин, птахів, стан рослин і екосистем в цілому. В екологічній літературі описані випадки масового отруєння диких тварин, птахів, комах при викидах речовин великій концентрації.