- •Глобальные методы наблюдения и экологическое прогНоЗирование: учебное пособие
- •«Глобальные методы наблюдения и экологическое прогнозирование»
- •020801 (013100) «Экология» и 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
- •Введение.
- •Часть 1. Глобальные проблемы человечества в 21 веке.
- •1.1. Глобальные демографические проблемы населения нашей планеты.
- •1. 1.1. Динамика численности населения Земли.
- •1. 1. 2. Демографический взрыв хх века
- •1. 1. 3. Изобилие или голод
- •Проблемы экологии и безопасности ближнего космоса.
- •1.2.1. Техногенный мусор – происхождение и классификация.
- •1. 2. 2. Плотность загрязнения ближнего космоса и вероятность столкновения космических объектов с техногенным мусором.
- •1. 2. 3. Повреждения и разрушения космических аппаратов.
- •1. 2. 4. Перспективы решения проблемы засорения ближнего космоса в настоящее время.
- •Проблемы изменения климата Земли.
- •1. 3. 1. Парниковый эффект.
- •1. 3. 2. Киотский протокол.
- •1.4. Проблемы истощения озонового слоя.
- •1. 4. 1. Роль озонового слоя.
- •1. 4. 2. Естественные процессы образования и разрушения озона в стратосфере.
- •1. 4. 3. Техногенные изменения озонового слоя.
- •1. 4. 4. Открытие озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 5. Механизм возникновения озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 6. Международная защита озонового слоя Земли.
- •1. 4. 7. Озоновый щит над Россией.
- •Часть 2. Объекты экологии и задачи экодиагностики
- •2. 1. Терминология.
- •2. 2. Основные термины и определения.
- •2. 3. Дополнительные специальные термины для экодиагностики.
- •2. 4. Задачи экодиагностики.
- •2. 4. 1. Стандарты и нормативные документы.
- •1. К охране атмосферы относятся:
- •2. 5. Основные задачи.
- •2. 6. Технологии диагностирования.
- •Часть 3. Радиационный экологический мониторинг
- •3. 1. Физические основы
- •3. 2. Диагностика радиоактивного загрязнения атмосферы.
- •3. 3. Диагностика радиоактивного загрязнения воды.
- •3. 4. Диагностика радиоактивного загрязнения территорий.
- •Часть 4. Радиоволновой экологический мониторинг.
- •4. 1. Радиоволновые методы экодиагностики.
- •4. 2. Мониторинг земного покрова.
- •4. 3. Мониторинг водных систем.
- •4. 4. Мониторинг атмосферы.
- •Часть 5. Оптический экологический мониторинг.
- •5. 1. Оптический контроль атмосферы.
- •5. 1.1. Физические основы и классификация оптических методов диагностики.
- •5. 1. 2. Лидарные методы.
- •5. 1. 3. Нефелометрические и трассовые методы диагностик аэрозолей.
- •5. 1. 4. Оптические счетчики аэрозолей.
- •5. 1. 5. Методы диагностики газообразных соединений.
- •5. 2. Диагностирование поверхности Земли.
- •5. 2. 1. Задачи и диагностическая модель.
- •5. 2.2. Аппаратура.
- •Диагностирование водной среды.
- •5. 3. 1. Задачи и физическая модель.
- •Часть 6. Тепловая экологическая диагностика.
- •6. 1. Задачи тепловой диагностики.
- •6. 2. Физические основы и элементная база тепловой диагностики.
- •6. 3. Средства контроля температуры.
- •6. 4. Технология проведения тепловой диагностики.
- •6. 5. Применение тепловой экодиагностики.
- •6.5. 1. Тепловая диагностика атмосферы.
- •6. 5. 2. Тепловая диагностика гидросферы.
- •Часть 7. Химико-аналитический экологический мониторинг.
- •7. 1. Влияние химических продуктов на окружающую среду.
- •7. 2. Химико – аналитическая экологическая диагностика (хаэд).
- •7. 3. Универсальные комплексы хаэд.
- •Часть 8. Экологическое прогнозирование.
- •8. 1. Экологическое моделирование.
- •Экологическое моделирование глобального типа.
1. 4. 6. Международная защита озонового слоя Земли.
Уже в конце 70-х гг., еще до обнаружения озоновых дыр, в США и Скандинавских странах развернулось широкое экологическое движение за ограничение производства ХФУ и использования аэрозольных упаковок на основе фреонов в быту и начался поиск их заменителей.
Созданная в 1974 г. Программа ООН по окружающей среде- ЮНЕП (United Nations Environment Programme-UNEP) уже в 1976 г. занялась вопросом озонового слоя, признав разрушение стратосферного озона важнейшей экологической проблемой.
Тревога мировой общественности и осознание ею неотвратимости экологической катастрофы, к которой может привести разрушение озонового слоя Земли, периодические исследования содержания озона в атмосфере, проводимые под эгидой ЮНЕП, обеспечили основу для международных переговоров, поскольку проблема носит глобальный характер. Была принята Международная конвенция об охране озонового слоя (Вена, весна 1985 г.) и Монреальский протокол к ней (сентябрь, 1987 г.). Венская конвенция (ВК) и Монреальский протокол (МП), а также поправки к Протоколу, принятые в Лондоне (1990 г.), Копенгагене (1992 г.) и Вене (1995 г.) предусматривали замораживание и последующее сокращение наиболее опасных для озонового слоя веществ. Полностью выпуск ХФУ должен быть прекращен к 2001 г.
Как отмечается в документах Секретариата ВК и МП, наибольшую озабоченность в свете рассматриваемой проблемы вызывают развивающиеся страны и страны с переходной экономикой, потребление которыми ОРВ составило в 1995 г. около 150 млн. тонн. При этом в общей сложности потребление ОРВ в развивающихся странах за последние 10 лет возросло примерно на 50%. Одни из них, такие как Египет, Индонезия, Турция, Мексика, Чили и некоторые другие, сократили потребление ОРВ, в то же время такие крупные страны, как Индия, Китай, Филиппины, увеличили его. В настоящее время примерно 25% населения планеты почти завершили процесс поэтапного сокращения использования ОРВ в соответствии с требованиями МП, остальным 75% еще предстоит пройти этот путь. Результат этих мер не замедлил сказаться: уже в 1990 г. прекратился рост содержания хлоридов в атмосфере Земли. А с 1994 г. наметился даже некоторый спад. Тем не менее хлоридов уже накопилось немало, и они продолжают поступать, поэтому толщина слоя озона сможет удвоиться ( то есть вернется к уровню 1979 г.) только примерно через 50 лет. И есть надежда, что озоновые дыры все-таки будут со временем «заштопаны».
День принятия МП-16 сентября по инициативе ЮНЕП с 1995 г. объявлен Международным днем защиты озонового слоя нашей планеты.
1. 4. 7. Озоновый щит над Россией.
Аномалии в озоновом слое над территорией России впервые были отмечены в начале 90-х гг., особенно значительными они стали в последние годы.
Так, в январе 1996 г. озоновая дыра с 20%-ным дефицитом озона наблюдалась в северо-западных областях России, причем над С.-Петербургом содержание озона составило 190-220 единиц Добсона. Это происходило в условиях, когда из-за особенностей атмосферной циркуляции большой регион оказался блокированным от богатых озоном областей, в результате чего фотохимическое разрушение озона не компенсировалось его поступлением оттуда.
По данным Центральной аэрологической обсерватории Роскомгидромета, в марте-апреле 1997 г. над Сибирью (особенно над Якутией) содержание озона едва достигало 35% от нормы, в районе Мурманска и Архангельска дефицит озона составил 25%.
Россия к моменту принятия МП (конец 80 гг.) находилась среди крупнейших мировых производителей и потребителей главных ОРВ. Пик их производства в России пришелся на 1990 г. и составил тогда 20% от мирового производства. В настоящее время в России выделяется пять основных секторов потребления ОРВ: аэрозоли-46%, Холодильники-27%, растворители-14%, пенопласты-11% и огнетущители-2%.
На момент подписания ВК и МП СССР, один из их учредителей, однозначно характеризовался как промышленно развитая страна, от которой ожидалось, что она проведет поэтапное сокращение потребления ОРВ наряду с другими промышленно развитыми странами без какой-либо помощи с их стороны. Однако с распадом СССР в 1991 г. и переходом России к рыночным механизмам экономики обнаружилось ее хозяйственная несостоятельность, а социально-политические перемены поставили так много проблем, что Россия в первые годы после распада Союза не могла полностью осуществлять мероприятия, предусмотренные МП. В настоящее время благодаря усилиям правительства России, а также помощи, оказываемой международными фондами, положение меняется в лучшую сторону. Выполняя принятые на себя обязательства по международным соглашениям, регулирующим производство ОРВ, Россия неуклонно снижает объемы их производства. Это следует из таблицы 1.
Таблица 1
Объемы производства ОРВ (т) в Российской Федерации
Годы Фреоны Галоны
1990 110140 4250
1996 12122 222
Ряд крупнейших в мире предприятий-потребителей ОРВ-перешли на использование альтернативных озонобезопасных веществ. Для ряда крупнейших потребителей фреонов их заменой стали углеводородные пропелленты (УВП). Уже более 80% производимых в мире аэрозольных упаковок содержит УВП. На эту технологию в 1994г. перешли крупнейший в России Казанский завод аэрозольных упаковок и ря других прежприятий. Впрочем, УВП нельзя считать достойной заменой фреонов ввиду их взрывоопасности, поэтому работы по созданию новых пропеллентов в этом секторе продолжаются. В холодильной технике также нет пока идеальных заменителей фреонов. Наилучшим в настоящее время считается хладагент ХФУ-13 с нулевым озоноразрушающим потенциалом, однако он относится к парниковым газам (его потенциал глобального потепления в несколько тысяч раз выше, чем углекислого газа).
Разработка экологически безопасных хладагентов продолжается. Имеются предложения по замене фреона-11 циклопентантом. Созданы хладагенты С-1 и С-10, которые можно использовать совместно с применяемыми в российских и зарубежных холодильных агрегатах хладагентами, что позволяет производить их замену без конструктивных переделок самих агрегатов. Эти хладагенты имеют практически нулевой озоноразрушающий потенциал и низкий потенциал глобального потепления.