- •Содержание
- •Введение
- •Лекция 1. Возникновение, история развития, цели и задачи экологии
- •1.1. Понятие экологии, предмет изучения, задачи и методы исследования
- •1.2. История развития экологии
- •1.3. Экологизация общественного сознания
- •1.4. Значение экологических знаний для специалистов различных направлений и специальностей
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 2. Биосфера и человек. Структура биосферы
- •2.1. Учение о биосфере
- •2.2. Структура биосферы
- •2.3. Жизнь и экологические факторы среды
- •2.4. Экологическая система и круговороты веществ
- •2.5. Антропогенное воздействие
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 3. Экология и здоровье человека
- •3.2. Факторы воздействия на здоровье человека и продолжительность жизни
- •3.3. Законодательство, обеспечивающее сохранение здоровья человека
- •3.1. Определение понятия «Здоровья»
- •3.2. Факторы воздействия на здоровье человека и продолжительность жизни
- •3.3. Законодательство, обеспечивающее сохранение здоровья человека
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 4. Глобальные проблемы окружающей среды
- •4.1. Определение экологического кризиса и его причины.
- •4.2. Проблемы, вызванные загрязнением атмосферы
- •4.3. Изменения состояния источников водоснабжения
- •4.4. Причины деградации почвы
- •4.5. Антропогенное воздействие на ближний космос
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 5. Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы
- •5.1. Проблемы, связанные с использованием природных ресурсов
- •5.2. Основные принципы природопользования
- •5.3. Основные принципы рационального природопользования
- •5.4. Кадастры природных ресурсов – база решения рационального использования природных ресурсов
- •5.5. Защита генофонда биосферы
- •5.6. Особоохраняемые природные территории
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 6. Основы экономики природопользования. Экозащитная техника и технология
- •6.1. Экологическая обусловленность экономики
- •6.2. Зависимость экономики от ресурсов
- •6.3. Главные слагаемые экологизации экономики
- •6.4. Затраты на охрану окружающей среды
- •6.5. Плата за использование природных ресурсов и загрязнение окружающей среды
- •6.6. Эффективность природоохранных мероприятий
- •6.7. Современные технологии для решения проблем экологического кризиса
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 7. Основы экологического права
- •7.1. Природоохранное законодательство
- •7.2. Органы охраны природной среды
- •7.3. Государственная политика в области экологии в России
- •7.4 Экологическая стандартизация и паспортизация
- •Контрольные вопросы
- •Лекция 8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
- •8.1. Причины необходимости международного сотрудничества
- •8.2. Объекты охраны окружающей среды
- •8.3. Формы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды
- •8.4. Концепция перехода рф к устойчивому развитию
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
4.2. Проблемы, вызванные загрязнением атмосферы
Рассмотрим самые глобальные проблемы, вызванные загрязнением атмосферы. Это проблемы парникового эффекта, кислотных осадков, уничтожения озонового слоя.
В настоящее время человечество оказалось на пороге крупнейшего изменения климата, вызванного человеком. Это изменение не запланировано, неуправляемо и может оказаться катастрофическим. Причина этого изменения – увеличение в атмосфере углекислого газа и некоторых других газов (метана, углеводорода, оксидов азота и др.), которые поглощают инфракрасное излучение от Земли, нагреваются и тем самым нагревают нашу планету. Наибольший вклад в парниковый эффект вносит углекислый газ. Концентрация углекислого газа 0,029% обеспечивает тот климат, к которому мы привыкли. Основная причина увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере – нарушение его круговорота вследствие:
а) сжигания топлива;
б) вырубки лесов.
Из-за роста населения эта проблема будет усугубляться. В настоящее время концентрация углекислого газа равна 0,035% (т. е. увеличилась на 20%) и продолжает увеличиваться каждый год на 0,5%.
Однако, температура у поверхности Земли зависит не только от парниковых газов. В первую очередь она определяется отражательной способностью планеты – альбедо, т. е. величиной отражения потока солнечного света, поступающего к поверхности Земли.
Уничтожение естественных водоемов на 63% поверхности суши и замена их сельскохозяйственными полями, сведение лесов и расширение в связи с этим площади пустынь изменили альбедо планеты.
В результате потепления изменится циркуляция атмосферы (уменьшится), что повлияет на распределение осадков и, следовательно, на экосистемы Земли и ее биосферу.
Чтобы этого не произошло, необходимо:
• разрабатывать и внедрять солнечные и другие бестопливные источники энергии;
• увеличить КПД использования горючего на транспорте и использовать другие способы экономии энергии;
• прекращать вырубку лесов, особенно тропических;
• сажать новые леса.
Чтобы еще раз осознать глобальность проблемы парникового эффекта подчеркнем, что еще в 1979 году на Международной Конференции по проблемам изменения климата в городе Торонто ученые заявили, что «…конечные последствия парникового эффекта могут сравниться только с глобальной ядерной войной».
Следующая проблема – уничтожение озонового слоя.
Земля защищена от коротких ультрафиолетовых лучей озоновым экраном, который поглощает 99% ультрафиолета. Озон ядовит для людей и животных (ПДК в воздухе – 0,16 мг/м3).
Озоновый экран появился после того, как в атмосфере накопилось достаточное количество кислорода, а до этого жизнь существовала лишь в водоемах на некоторой глубине, где излучение ослабевало.
В отличие от линейных молекул кислорода молекулы не имеют форму треугольника и задерживают большую часть жестких ультрафиолетовых лучей. Если у поверхности Земли озон способствует образованию смога, то в стратосфере этот ажурный слой выполняет три функции, которые благотворно влияют на живые существа. Первая состоит в том, что озон поглощает большую часть губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения Солнца и является единственным веществом, выполняющим эту функцию. Вторая – в том, что, поглощая некоторые из солнечных лучей, озон создает стратосферу – слой атмосферы, в которой температура растет с высотой, тем самым, регулируя циркуляцию атмосферы и ограничивая процессы формирования погоды пределами тропосферы. Третья – озон наряду с углекислым газом поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Содержание и перемещение озона в атмосфере влияют на метеорологическую обстановку. Не будь озона, температура в атмосфере постепенно уменьшалась бы.
В небольших дозах ультрафиолетовое излучение полезно для человека, животных и растений, в частности способствует выработке витамина В, регулирует кальциевый обмен. Противоположное действие оказывают повышенные или большие дозы ультрафиолетовых излучений.
Известно, что увеличение ультрафиолетового излучения на 10% может увеличить на 7,5% число людей, заболевших опасной формой рака кожи – меланомой, и на 10% – менее опасной формой – карциномой, а также вызывает катаракту глаз у 80 млн. чел.
Так как ослабление озонового слоя чрезвычайно опасно для всей наземной биоты и для здоровья людей, был высказан ряд гипотез о причинах разрушения озонового слоя. Большинство специалистов склоняются к мнению о техногенном происхождении озоновых дыр. Наиболее обосновано представление, согласно которому главной причиной является попадание в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов, способных чрезвычайно активно присоединять атомарный кислород, тем самым превращать озон в кислород:
О + О2 О3
Еще в 1974 году было показано, что озон разрушается под воздействием ионов хлора, образующихся в стратосфере при распаде заносимых туда молекул хлорфторуглеродов (ХФУ).
В 1985 году 28 стран заключили Венскую конвенцию по охране озонового слоя, а в 1987 году 46 государств приняли Монреальский протокол о веществах, разрушающих озоновый слой.
Последующие соглашения довели запрещаемых веществ до 100 наименований и содержали требования полностью прекратить производство ХФУ к 2000 году.
Весьма токсичными выбросами являются оксиды азота, образующиеся, кроме природных процессов, при сжигании азотсодержащего топлива (особенно угля) и окислении атмосферного азота при этом сжигании. Они также увеличивают парниковый эффект, создают кислотные дожди и разрушают озоновый слой. При ежегодных выбросах оксидов азота в количестве около 500 млн. т потери озона в приземном слое атмосферы составляют 60-70 млн. т. Зарегистрировано также разрушение озона при выходе в космос ракет, ядерных взрывах, крупных пожарах и других явлениях, сопровождающихся выбросом оксидов азота.
Рассмотрим проблему, которая формируется в атмосфере и комплексно негативно влияет на все области биосферы. Это проблема кислотных осадков.
В последние 15-20 лет возникла сложная экологическая проблема кислотных дождей. При сжигании различных видов топлива, а также с выбросами различных предприятий в атмосферу поступает значительное количество оксидов серы и азота. При взаимодействии их с атмосферной влагой образуются азотная и серная кислоты. К ним примешиваются еще и органические кислоты.
В дальнейшем кислоты выпадают на поверхность суши или водоемов в виде кислотных дождей или иных осадков.
Общее количество выбросов SO2 и NO2 в мире ежегодно составляет более 250 млн. т.
Кислые осадки наиболее типичны для Скандинавских стран, а также Англии, ФРГ, Бельгии, Дании, Польши, Канады. В России очаги образования приходятся на Кольский полуостров, Норильск, Челябинск, Красноярск.
Отрицательное влияние кислых осадков разнообразно: почвы, водные экосистемы, растения, памятники архитектуры, строения.
Поступая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотфиксаторов. При рН, равном 5 и ниже, в почвах резко возрастает растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. В ряде мест кислые осадки и продукты их действия проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и в водопроводную сеть, где также способствуют высвобождению из труб алюминия.
Действие кислых осадков на водные экосистемы разнообразно. Попадая в водные источники, они повышают кислотность и жесткость воды.
Сейчас на земле насчитывается многие тысячи озер, практически лишившихся своих обитателей. Почти 20% рек и озер Швеции, Норвегии и Канада потеряли своих обитающих видов.
Действия кислых осадков на леса способствует выщелачиванию из растений биогенов (особенно кальция, магния и калия), сахаров, аминокислот. Кислые осадки повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов, способствует появлению вспышек насекомых. Свободный алюминий повреждает молодые корни, создает очаги проникновения инфекций, а также вызывает преждевременное старение деревьев.
Так как большую опасность для окружающей среды и человечества представляет разрушение озонового слоя, кислотные осадки и парниковый эффект эти проблемы стоят в первом ряду самых значимых проблем современности.