Реферат: Типы экологических кризисов. Критерии выхода из экологических кризисов

В последнее время роль различ­ных источников метана измени­лась. В 1940-х годах на первом месте стояли болота и заболочен­ные местности, а в 1980-х годах этот источник ослабел,  и переме­стился на четвертое место, уступив место затопляемым полям для воз­делывания риса («чекам»), живот­новодству и сжиганию биомассы налицо  влияние  деятельности человека.

Терпены, непрерывно выделя­емые в атмосферу деревьями и другими растениями, поступают в атмосферу   приблизительно   в таком же количестве, что и метан, то есть около 400 миллионов тонн в год (хотя некоторые оценки дости­гают 1000 миллионов тонн). Эти вещества очень активны, особенно в присутствии озона. Считается, что именно они создают атмосфер­ную дымку, часто наблюдаемую на суше вдалеке от промышленных источников загрязнения. Многие читатели наверняка наблюдали голубоватую дымку и ощущали запах озона в утреннем, освещен­ном солнцем сосновом бору.

Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятель­ности   человека,   составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важ­ное значение в густонаселенных районах. В 1970 году в США было выброшено в атмосферу около 35 миллионов тонн углеводородов (в течение нескольких предшеству­ющих лет роста почти не происхо­дило), а глобальный выброс в тот же период оценивается в 90 мил­лионов тонн в год. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обра­ботки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводороды. Так, уже при добыче нефти проис­ходит утечка попутного нефтяного газа, испарение легких фракций нефти, неполное сгорание в газо­вых факелах. Более половины углеводородов,     производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и дру­гих средств транспорта. Виной тому не только конструктивные недо­статки двигателей, но и экологи­ческая  безграмотность  многих автомобилистов, не утруждающих себя регулировкой двигателей. Особенно  неприятны   выбросы плохо отрегулированных дизель­ных двигателей; в них имеется большое   количество  сложных циклических и ароматических угле­водородов, являющихся канцеро­генными веществами.

Такие опасные для человека и животных вещества образуются при сжигании угля, нефти, быто­вого мусора и даже при изготовле­нии на открытом огне шашлыков и при курении. Немало углеводоро­дов поступает в атмосферу от химических заводов, при испарении различных растворителей в быту, изготовлении и использовании синтетических красок, при разливах бензина на бензоколонках. При определенных условиях высокая концентрация     углеводородов может привести к образованию так называемого    фотохимического смога с ядовитыми веществами, вызывающими  раздражение  и заболевания дыхательных путей и глаз у людей и губящими расти­тельность.

Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет   важные   экологические последствия. В атмосферу посту­пают главным образом сернистый газ и сероводород. В последнее время начинают привлекать внима­ние и другие соединения серы, образующиеся в результате микро­биологических процессов. Главные естественные источ­ники сернистого газа — вулкани­ческая деятельность, а также про­цессы окисления сероводорода и других соединений серы. По неко­торым расчетам, вследствие вул­канической деятельности в атмо­сферу ежегодно попадает около 4 миллионов тонн сернистого газа. Но гораздо больше — около 200— 215 миллионов тонн сернистого газа — образуется из сероводоро­да, который поступает в атмосферу при разложении органического вещества.

Промышленные источники серни­стого газа по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас срав­нялись с суммарной интенсивно­стью всех естественных источни­ков. В природе нет ископаемого топлива, которое состояло бы из одних углеводородов. Всегда име­ется примесь других элементов, и один из них — сера. Даже природ­ный газ содержит по крайней мере следы серы. В сырой нефти, в зави­симости от месторождения, содер­жится от 0,1 до 5,5 процента серы, а уголь содержит от 0,2 до 7 про­центов серы. Поэтому сжигание топлива дает 80—90 процентов всего антропогенного сернистого газа, причем больше всего (70 про­центов и более) дает сжигание угля. Остальные 10—20 процентов приходятся на выплавку цветных металлов и производство серной кислоты. Сырьем для получения меди, свинца и цинка служат глав­ным образом руды, содержащие большое количество серы (до 45 процентов). Те же самые руды и другие богатые серой минералы служат сырьем для получения сер­ной кислоты.

Сернистый газ очень ядовит, он представляет угрозу здоровью и даже жизни человека и животных, наносит ущерб растительности. В СССР для сернистого газа в атмос­фере предельно допустимые кон­центрации (ПДК) для разового воз­действия — 0,5 миллиграмма на кубометр, средняя за сутки — 0,05, что в перерасчете на объемные концентрации дает 0,17 и 0,017 чнм, соответственно,

Обычная концентрация серни­стого газа в нижней части атмос­феры равна 0,2 чнб. Однако его распределение по земному шару очень неравномерно. По измере­ниям на станциях наблюдения за фоном (мониторинга), расположен­ных в различных районах мира и находящихся в удалении от не­посредственных   антропогенных источников этого газа, концентра­ции различаются в десятки и сотни раз. Наибольшие концентрации наблюдаются в Северном полуша­рии, причем максимальных значе­ний они достигают в восточных и центральных районах США, в Цент­ральной Европе (10—14 микрограммов на кубометр, или 3,4—4,8 чнб). В районах, где крупных городов и промышленных центров меньше (запад США, Европейская террито­рия СССР и др.), концентрация сер­нистого газа на порядок меньше (1—4 микрограмма на кубометр, или 0,34—1,37 чнб), а в некоторых более чистых районах, как Кавказ и озеро Байкал, меньше 0,1 микро­грамма на кубометр, или 0,034 чнб. В Южном полушарии концентрация сернистого газа в 1,5—2 раза ниже, чем в Северном, над океаном суще­ственно ниже, чем над контине­нтом, причем над океаном концент­рация увеличивается с высотой, тогда как над континентами она уменьшается,

При концентрации 8—12 чнм сер­нистый газ сильно раздражает дыхательные пути и вызывает кашель, при 20 чнм он раздражает глаза. В присутствии других загряз­нителей, например при наличии аэрозольных частиц, для такого же воздействия достаточно гораздо более низких концентраций серни­стого газа. Это объясняется тем, что совместный эффект двух загрязнителей превосходит сумму воздействий каждого из загрязни­телей,   действующих   порознь. Именно это произошло во время печально знаменитого сернистого смога 5—9 декабря 1952 года в Лондоне, когда погибли 4 тысячи человек и были зарегистрированы десятки тысяч заболеваний легких и верхних дыхательных путей. Рост ежедневной смертности стал заме­тен, когда содержание сернистого газа достигло 0,20 чнм, а содержа­ние аэрозольных частиц составило 750 микрограммов на кубометр. В дальнейшем эти показатели, а также и смертность продолжали расти, причем смертность увеличи­лась на 20 процентов, когда содер­жание сернистого газа достигло 0,52 чнм, а аэрозолей — 2000 микрограммов на кубометр.

Лондон был, по-видимому, пер­вым из крупных городов мира, кото­рые столкнулись с проблемой загрязнения атмосферы сернистым газом. Известно, что еще в сере­дине XIII века стали раздаваться протесты против использования угля для отопления, но несмотря на королевский запрет, изданный Эдуардом 1 в 1276 году, его потреб­ление в каминах для отопления домов продолжало расти. К этому вскоре прибавилось использование угля в промышленности, и уже в XVIII веке содержание сернистого газа в воздухе над Лондоном часто в несколько раз превосходило сов­ременную предельно допустимую концентрацию. Сохранились свиде­тельства современников о том, что путники, приближавшиеся к Лондону, уже за несколько миль до города чувствовали резкий запах сернистого газа.

Лондонская трагедия 1952 года и аналогичные   случаи   «смогов-убийц» в других крупных городах (Нью-Йорк, Роттердам и многие другие) сыграли свою роль и во многих промышленно развитых странах побудили принять реши­тельные меры по сокращению выбросов сернистого газа (да и дру­гих загрязнителей). По-видимому, это отразилось и на статистике гло­бальных антропогенных выбросов сернистого газа в атмосферу. После быстрого роста выбросов в 1950-х годах (ежегодный рост составлял 4,6 процента по сравне­нию с 1,2 процента в предыдущее десятилетие, включавшее годы второй мировой войны). Последовало уменьшение темпов роста вдвое (до 2,3 процента в год) в 1960-х годах и дальнейшее умень­шение (до 2 процентов) в 1970— 1980 годах (но это все еще был рост!).

Принятые меры не замедлили сказаться. После издания закона об охране воздуха Большого Лондо­на, замены традиционных угольных каминов  бутафорскими  (пред­ставьте себе, что означал для анг­личан отказ от традиции!), введе­ния парового отопления и расшире­ния использования электричества смоги, да и обычные туманы в анг­лийской столице стали гораздо более редкими гостями. Их воз­действие теперь никак нельзя сравнивать с убийственным воз­действием смогов 1950—1960-х годов.

В СССР в 1950—1960-х годах проблема загрязнения атмосферы сернистым газом стояла не так остро, как а промышленно разви­тых капиталистических странах. Однако и в нашей стране в те годы можно было заметить тенденцию к ухудшению обстановки. В застой­ный период в отсутствии широкой гласности возобладал ведомствен­ный диктат, результатом которого стало развитие ради развития и полнейшее игнорирование провоз­глашаемых гуманистических прин­ципов, таких, например, как «все на благо человека». Сейчас, с прихо­дом гласности, вдруг стало ясно, что у нас не только неблагополучно с экологической обстановкой, но, по мнению многих авторитетных экологов, мы находимся на пороге национальной экологической ката­строфы. На Съезде народных депу­татов СССР впервые было сказано о наличии в нашей стране неблаго­получных с точки зрения экологии городов. В 1988 году в их список вошли 104 города из 236 городов с населением свыше 100 тысяч чело­век. В этих городах в течение года хотя бы один раз содержание того или иного из загрязнителей было превышено десятикратно, более сложный индекс загрязнения, учи­тывающий не только содержание загрязнителей, но и их динамику, позволяет выделить 68 особенно неблагополучных городов с сум­марным населением в 43 миллиона человек. В этих городах (например, в Нижнем Тагиле) так дальше жить уже невозможно.

В СССР выбрасывается в воздух ежегодно около 23 миллионов тонн сернистого газа, что составляет приблизительно десятую долю от глобального выброса этого газа и около четверти от всех выбросов вредных веществ в атмосферу в нашей стране.

Для растений сернистый газ ядо­вит при содержании 2—3 чнм (или 6—9 миллиграммов на кубометр), но   хронические   повреждения наступают уже при 0.03 чнм (0,09 миллиграмма на кубометр). При больших концентрациях сернистого газа происходит быстрое отмира­ние листьев и гибель всего расте­ния. Хронические повреждения при длительном воздействии малых концентраций  сернистого  газа выражаются в накоплении вредных веществ в тканях растения, разру­шении   хлорофилла,  снижении интенсивности фотосинтеза, нару­шении роста, снижении урожая. Сернистый газ нарушает водный обмен у растений, вызывает опадание листьев, усыхание молодых побегов. Особенно чувствительны окисляется до серного ангидрида, который жадно соединяется с водой или слабыми водными рас­творами облачных или дождевых капель и образует сульфатные аэрозольные частицы. Их время пребывания в нижней атмосфере несколько больше, чем у серни­стого газа.

Аммиак и окислы азота. Третий по массе и по значению вид газо­образного загрязнения атмосферы образуют соединения азота — аммиак, закись азота, окись азота и двуокись, или перекись, азота. Два первых газа имеют в основном естественное происхождение, и мы не будем здесь на них останавли­ваться.

Главные      азотсодержащие загрязнители атмосферы — окись и перекись азота. Оба газа ядовиты. Окись азота поступает в атмос­феру в результате жизнедеятель­ности микроорганизмов и горения. Естественные  источники  дают около 450 миллионов тонн в год, антропогенные — вдесятеро мень­ше.   Основным  антропогенным источником является высокотем­пературное сжигание ископаемого топлива, прежде всего в двигате­лях внутреннего сгорания и дизе­лях. В атмосфере окись азота довольно быстро окисляется в дву­окись, которая также образуется при горении. Некоторая доля дву­окиси образуется при вулканичес­кой деятельности и электрических разрядах в верхних слоях атмосфе­ры.

Средняя концентрация окиси азота достигает 2 чнб (3 микро­грамма на кубометр), двуокиси азота — 4 чнб (6 микрограммов на кубометр). В крупных промышлен­ных центрах их концентрация уве­личивается в 10—100 раз. Так, например, в пяти крупных городах США, расположенных в промыш­ленном поясе северо-востока и Среднего Запада, средняя годовая концентрация   двуокиси   азота составляла 30—50 чнб (60—100 микрограммов на кубометр), а среднегодовое значение максиму­мов — 140—260 чнб (290—530 микрограммов на кубометр.

Окислы азота в атмосфере при­водят к образованию коричнева­того смога, чему, как правило, спо­собствует   присутствие   Других загрязнителей — сернистого газа, углеводородов, а также местные метеорологические и топографи­ческие условия. Такие смоги нано­сят ущерб здоровью людей, в част­ности вызывают раздражение глаз и губят городскую растительность.

Окислы азота в облаках и тума­нах соединяются с водой, образуя капельки разбавленной азотной кислоты или ее солей. Часть из них превращается в твердые аэрозоль­ные частицы, которые осаждаются на поверхности почвы и воды, дру­гая вымывается из атмосферы дождями, так что кислые дожди бывают как сернокислыми, так и азотнокислыми.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6