Вопрос 40

Энергетические проблемы

По разным оценкам, ископаемое топливо при современных объемах энергопотребления иссякнет через 150 лет.

Нефть и газообразное топливо - основа современной энергетики. В развитых странах его используют на 60 %, а в развивающихся на 40 %. В начале 70-х разразился энергетический кризис, страны Ближнего Востока подняли цены на сырье в 5 раз. Но нефтяной кризис принес свои плоды. В перву юочередь это касалось экономии нефти и энергии вообще, даже в бытовых мелочах (уменьшение световой рекламы, экономичные модели автомобилей и тд.). К 1990 доля нефти в потреблении упала с 42 до 33 %

Россию (СССР) кризис не затронул, мы наращивали добычу нефти. Страна смогла заработать более 176 млрд долларов. Внутри страны экономию энергии не стимулировали. Расход энергии в промышленности только возрос. За это время мы растранжирили огромное количество энергоресурсов. Сегодня Россия вводит жесткие меры по экономии энергии.

Уголь - наиболее распространенный на планете энергоноситель. Его запасы оцениваются в 7 трлн т. Самый большой минус - является главным загрязнителем атмосферы. Сегодня введутся разработки электростанций на угле со 100 % очисткой выбросов, поэтому многи прогнозируют, что за углем будущее энергетики.

Ядерная энергетика - вызывала мало опасений до чернбыльской трагедии. Но и теперь, несмотря на протесты, остается много сторонников. Многие не видят другого выхода в удовлетворении растущей потребности в энергетики, так как ископаемое топливо порождает экологические проблемы, альтернативные источники ограничены. Поэтому 30-50 лет атомная энергетика будет развиваться.

Альтернативные источники: солнечная, ветровая, океаническая, геотермальная и др.

Несмотря на все плюсы, сегодня использование альтернативных источников экономически не оправдывается. Энергозатраты на получение такой энерги часто равны или больше получаемой от этих источников энергии.

№ 41

Парниковый эффект

Причина парникового эффекта

Постоянно увеличивающиеся объёмы сжигаемого топлива, проникновение в атмосферу промышленно производимых газов, широкое выжигание и сведение лесов, анаэробное брожение и многое другое. Основными химическими веществами, создающими парниковый эффект, являются следующие пять газов:

- углекислый газ (50 % парникового эффекта);

- хлорфторуглероды (25 %);

- оксид азота (8 %);

- озон приземного уровня (7%);

- метан (10 %).

Углекислый газ попадает в атмосферу в результате сжигания различных видов топлива. Около 1/3 количества углекислого газа обусловлено выжиганием и сведением лесов, а также процессами опустынивания. Уменьшение лесов означает сокращение количества зелёных древесных растений, способных поглощать углекислый газ в процессе фотосинтеза. Ежегодно содержание углекислого газа в атмосфере Земли увеличивается в среднем на 0,5%.

Хлорфторуглероды вносят около 25% вклада в создание совокупного парникового эффекта. Они имеют двойную опасность для человека и природы Земли: во-первых, способствуют развитию парникового эффекта; во-вторых, разрушают атмосферный озон.

Метан - один из важных «парниковых» газов. Основным источником поступления метана в атмосферу Земли является естественный процесс анаэробного брожения, имеющий место во влажных рисовых производствах, в животноводстве, на полях очистки сточных вод, в разложении городских и жилищно-коммунальных стоков, в процессах гниения и разложения органических веществ в свалках бытового мусора и др. Нефтяное загрязнение поверхности суши и Мирового океана также вносит свой существенный вклад в увеличение свободного метана в атмосфере нашей планеты.

Оксид азота образуется во многих технологических процессах современного сельскохозяйственного производства (например, при образовании и использовании органических удобрений), а также в результате сжигания всё возрастающих объёмов различного топлива.

Возможные сценарии глобальных климатических изменений

Вот 5 сценариев будущего планеты Земля:

Сценарий 1 – глобальное потепление будет происходить постепенно. Земля очень большая и сложная система, состоящая из большого количества связанных между собой структурных компонентов. Изменения в такой сложной системе не могут происходить быстро. Пройдут столетия и тысячелетия, прежде чем можно будет судить об сколько-нибудь ощутимом изменении климата.

Сценарий 2 – глобальное потепление будет происходить относительно быстро. Самый «популярный» в настоящее время сценарий. По различным оценкам за последние сто лет средняя температура на нашей планете увеличилась на 0,5-1°С, концентрация – СО2 возросла на 20-24 %, а метана на 100%. В будущем эти процессы получат дальнейшее продолжение и к концу XXI века средняя температура поверхности Земли может увеличиться от 1,1 до 6,4°С. Дальнейшее таяние Арктических и Антарктических льдов может ускорить процессы глобального потепления из-за изменения альбедо планеты. Глобальное потепление будет сопровождаться подъёмом уровня мирового океана. С 1995 по 2005 год уровень Мирового океана уже поднялся на 4 см, вместо прогнозируемых 2-ух см. Если уровень Мирового океана в дальнейшем будет подниматься с такой же скоростью, то к концу XXI века суммарный подъём его уровня составит 30 - 50 см, что вызовет частичное затопление многих прибрежных территорий, особенно многонаселённого побережья Азии. Следует помнить, что около 100 миллионов человек на Земле живёт на высоте меньше 88 сантиметров над уровнем моря.

Кроме повышения уровня Мирового океана глобальное потепление влияет на силу ветров и распределение осадков на планете. В результате на планете вырастет частота и масштабы различных природных катаклизмов (штормы, ураганы, засухи, наводнения).

В настоящее время от засухи страдает 2% всей суши, по прогнозам некоторых учёных к 2050 году засухой будет охвачено до 10% всех земель материков. Кроме того, изменится распределение количества осадков по сезонам.

В Северной Европе и на западе США увеличится количество осадков и частота штормов, ураганы будут бушевать в 2-а раза чаще, чем в XX веке. Климат Центральной Европы станет переменчивым, в сердце Европы зимы станут теплее, а лето дождливее. Восточную и Южную Европу, включая Средиземноморье, ждёт засуха и жара.

Сценарий 3 – Глобальное потепление в некоторых частях Земли сменится кратковременным похолоданием. Известно, что одним из факторов возникновения океанических течений является градиент (разница) температур между арктическими и тропическими водами. Таяние полярных льдов способствует повышению температуры Арктических вод, а значит, вызывает уменьшение температурной разницы между тропическими и арктическими водами, что неминуемо, в будущем приведёт к замедлению течений.

Сценарий 4 – Глобальное потепление сменится глобальным похолоданием. Остановка Гольфстрима и других океанических вызовет глобальное похолодание на Земле и наступление очередного ледникового периода.

Сценарий 5 - Парниковая катастрофа. Парниковая катастрофа - самый «неприятный» сценарий развития процессов глобального потепления. Автором теории является наш учёный Карнаухов, суть её в следующем. Рост среднегодовой температуры на Земле, вследствие увеличения в атмосфере Земли содержания антропогенного CO2, вызовет переход в атмосферу растворённого в океане CO2, а также спровоцирует разложение осадочных карбонатных пород с дополнительным выделением углекислого газа, который, в свою очередь, поднимет температуру на Земле ещё выше, что повлечёт за собой дальнейшее разложение карбонатов, лежащих в более глубоких слоях земной коры (в океане содержится углекислого газа в 60 раз больше, чем в атмосфере, а в земной коре почти в 50 000 раз больше). Ледники будут интенсивно таять, уменьшая альбедо Земли. Такое быстрое повышение температуры будет способствовать интенсивному поступлению метана из тающей вечной мерзлоты, а повышение температуры до 1,4–5,8°С к концу столетия будет способствовать разложению метангидратов (льдистых соединений воды и метана), сосредоточенных преимущественно в холодных местах Земли. Если учесть, что метан, является в 21 раз более сильным парниковым газом, чем CO2 рост температуры на Земле будет катастрофическим.

Вопрос №42. “Озоновые дыры”

Образуются при разрушении защитного озонового экрана Земли (обнаруживалось каждый год над Антарктидой с 1975г). Озоновый столб – кол-во озона, через которое ультрафиолетовые лучи должны пройти из верхних слоев атмосферы до поверхности Земли в данном пункте. Уменьшение озона в результате деятельности человека оказывает влияние на здоровье людей и климат Земли: увелич. Случаи катаракты глаз, сократятся урожаи важных пищевых культур. Причины: фреоны и бромосодержащие холоны способствуют разрушению озон. Слоя. Эти вещества широко исп. Человеком в качестве аэрозолей, растворителей, огнетушителей. Выхлопные газы авто и удобрения в почве тоже разрушают озон. Одновременно сущ. Явления и процессы, кот. Тормозят разрушение озона или способствуют его образованию. Это парниковый эффект. Разрушение озона главным образом происходит в стратосфере, а образование – в тропосфере.

Вопрос №43. Кислотные дожди (далее к.д.)

Дождевая вода содержит большое кол-во кислот. Причина этого – выбросы в атмосферу оксидов серы и азота. Оксиды серы и азота поступают в воздух при сжигании ископаемых видов топлива: уголь, нефть, газ. Спектр влияния к.д. очень широк. Они оказывают влияние на популяции рыб в озерах. Снижение численности рыб влечет за собой исчезновение животных, кот. Питаются рыбой: гагар, чайки, норки, выдры и др. К.д. разрушают строительные материалы. К.д. – одна из причин деградации лесов. Борьба с к.д.: ограничение выбросов оксидов серы и азота в атмосферу. Основные “поставщики” оксидов азота – выхлопные газы авто. Для борьбы с ними применяются усовершенствованные двигатели.

44. Загрязнение пресноводных и морских экосистем. Загрязнение происходит из точечных (очистные станции, нефтяные скважины) и неточечных источников (грунтовые воды, кислотные дожди). В реках: концентрация загрязняющего в-ва может снижаться,а запасы растворенного кислорода восстанавливаются из-за наличия течения. Но из-за неразлагающихся в-в происходит их концентрация в живых организмах. В озерах процесс самоочищения затруднен из-за отсутствия течения, они могут очищаться до 100 лет. В морях: сюда поступают сельскохозяйственные , промышленные и городские сточные воды, атмосферные осадки, мусор, стоки с судов. Токсические хим.в-ва- в месте их сброса отсутствует жизнь, животные болеют, гибнут. Нефть – долго остается в воде,наиболее плохо влияют тяжелые компоненты нефти- убивают донных животных, портят запах и вкус рыбы. Восстановление после сырой нефти – до 3-х лет. После очищено –до 10.

45. Антропогенное эфтрофирование (избыт. пища) – приводит к деградации пресновдоных и морских экосистем, вызывает вторичное загрязнение. Трофность – способность водоема фотосинтезировать в-во как пищу для рыб. Дистрофные- водоемы имеют превышение скорости разрушения вещества над синтезом (низкое содержание органики). Олиготрофные – сбалнсированные скорости и невысокая концентрация органики. Эвтрофные-цветение и накопление огр.в-в, так как скорость продукции больше скорости деструкции. Постепенный переход из дистрофного в олиготрофное сост. Водоема – эвтрофирование. Антропогенное эвтрофир. – вследствие деятельности человека (тепловое загрязнение, пит.в-ва со сточными водами). Увелич. Трофность, ухудшается качество воды , при отмирании водорослей поглащ.кислород и возникают заморы рыб, воздействие на динамику воды.

№46 Деградация наземных экосистем

Нерациональное землепользование приводит к деградации наземных экосистем. Имеются в виду такие процессы, как сведение лесов, эрозия, засоление и загрязнение почв, опустынивание и, как следствие, падение продуктивности почвы, снижение урожаев, высыхание поверхностного слоя почвы, оврагообразование, наступление песчаных дюн на орошаемые земли, уничтожение урожаев песчаными бурями и т.д.

Сведение лесов – серьезная проблема не только потому, что лес – это природный ресурс чрезвычайной важности для человека, который не может быть восстановлен в короткие сроки, возникает также огромное число побочных эффектов. Оно является главной причиной таких экологических проблем, как опустынивание, деградация почв, наводнение, образование селевых потоков, заиливание водотоков, разрушение ареалов диких животных, вымирание видов животных и растений и т.п.

Россия обладает более чем одной пятой мировых лесных ресурсов, из них 79,6% хвойные леса, 2,7% твердолиственные и 17,7% мягколиственные. За пятилетний период леса погибли на площади 1,5 млн. га. Что приводит к сведению лесов в России?

Пожары;Промышленные рубки; Потери заготовленной древесины; Незаконные порубки; Вредные насекомые и болезни; Поражение промышленными выбросами; Опустынивание – процесс, в результате которого уменьшается продуктивность земель, подверженных засухе. Опустынивание может происходить вследствие сведения лесов, нерационального землепользования, засухи, перевыпасов скота, нерационального орошения (заболачивания и засоления) и т.д.

Другая причина, приводящая к опустыниванию, – перевыпас скота. С увеличением поголовья скота возрастает нагрузка на пастбища, и одновременно падает их продуктивность.