Глобальные проблемы человечества

Глобальные проблемы человечества. Загрязнение окружающей среды

Классификация загрязнения

• Одной из разновидностей классификации загрязнений является классификация по характеру источников загрязнения. Химическое загрязнение природной среды — это изменение ее естественнохимических веществ, а также проникновение в природную среду (в ее отдельные сферы) химических веществ, отсутствовавших ранее. Из многих известных сегодня химических веществ «на вредность» изучены совсем немногие. Их возможная токсичность (ядовитость), канцерогенность (способность вызывать рак), мутагенность (способность влиять на наследственность) и тератогенность (способность вызывать рождение уродов) остаются малоисследованными. Одно из хорошо известных проявлений химического загрязнения связано с кислотными дождями. Осадки с растворенной двуокисью серы (SO2) попадают из сильно индустриализиро ванных районов: Рура, Мидленда, Пенсильвании, Донбасса, Урала и т. д. К числу химических загрязнителей относятся также моющие средства, газыпропелленты, гербициды и пестициды (многие из последних влияют на организм человека опосредовано: через потребление животной и растительной пищи).

Физическое загрязнение

• Физическое загрязнение окружающей среды связано с изменением ее физических параметров. Обычно выделяют тепловое (термальное) загрязнение, связанное с повышением температуры среды в связи с промышленными выбросами газов, прогретых вод, нагретого воздуха (может возникнуть и как вторичный результат изменения химического состава среды — «тепличный эффект»); шумовое загрязнение, т. е. превышение естественного уровня шума транспортом, промышленными механизмами, бытовыми приборами и т. д. (при достижении уровня 90—100 ДБ у человека постепенно понижается слух); световое загрязнение, связанное с нарушением естественной освещенности, что нередко приводит к тем или иным аномалиям в жизни человека, животных и растений; электромагнитное загрязнение, т. е. возникновение неестественного магнитного поля и т. д.

Радиация

• Ультрафиолетовая радиация Солнца разрушает молекулы веществ (т.н. процесс фотолитического разложения), в результате чего освобождается атом хлора. Он вступает в реакцию с озоном с образованием атомарного кислорода (О) и молекулы кислорода (О2). Оксид хлора (Cl2O) нестабилен, вступает в реакцию со свободным атомом кислорода, в результате которой образуется молекула кислорода и свободный атом хлора. Поэтому единственный атом хлора, однажды образовавшийся при распаде хлорфторуглеводорода, может разрушить тысячи молекул озона. Опасная для живой клетки коротковолновая ультрафиолетовая радиация Солнца из-за сезонных уменьшений концентрации озона (т.н. озоновых дыр), которые наблюдались, в частности, над Антарктидой и в меньшей степени над другими районами, может проникать к земной поверхности. По прогнозам, повышенные дозы ультрафиолетовой радиации приведут к увеличению числа пострадавших от солнечных ожогов, а также росту заболеваемости раком кожи (эта тенденция уже прослеживается в Австралии, Новой Зеландии, ЮАР, Аргентине и Чили), катарактой глаз и т.д .

Химическое загрязнение

• Кроме хорошо известных биологического и механического загрязнения природной среды, выделяют также менее изученное радиационное загрязнение. Оно значительно отличается от других загрязнений. Радиоактивные нуклиды — это ядра, характеризующиеся испусканием заряженных а, Р, у_частиц. Эти частицы, попадая в организм человека, разрушают его клетки, вызывая соматические явления (в том числе лучевую болезнь) и генетические изменения (повреждения клеток, принимающих участие в процессе размножения). При этом никакие внешние воздействия — ни химическое, ни температура, ни давление не могут изменить главного — периода полураспада, лежащего в очень широких пределах от долей секунд до миллиардов лет. Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы: биологический эквивалент рентгена — бэр или зиверт (100 бэр).

Загрязнение воздуха

• Стратосферный озон сконцентрирован в основном на высотах от 20 до 25 км. Поглощая 99% коротковолнового излучения Солнца, опасного для всего живого, озон предохраняет от него земную поверхность и тропосферу, защищая людей от солнечных ожогов, рака кожи и глаз, катаракты и проч. Кроме того, он не позволяет большей части тропосферного кислорода превратиться в озон. Наряду с процессом образования озона в атмосфере происходит обратный процесс его распада, также протекающий при поглощении солнечного ультрафиолетового излучения. Находящиеся в атмосфере оксиды водорода (НОх), метан (СН4), газообразный водород (Н2) и оксиды азота (NОх) тоже могут разрушать стратосферный озон. Если антропогенное воздействие отсутствует, между образованием и распадом молекул озона существует определенное равновесие. Глобальной химической бомбой замедленного действия являются искусственные хлорфторуглеводороды, которые способствуют снижению средней концентрации озона в тропосфере. Хлорфторуглеводороды, впервые синтезированные в 1928 и известные как фреоны, или хладоны, в 1940-х годах стали чудом химии. Химически инертные, нетоксичные, без запаха, невоспламеняющиеся, не разрушающие металлы и сплавы и недорогие в производстве, они очень быстро завоевали популярность и широко использовались в качестве хладагентов. Источниками хлорфторуглеводородов в атмосфере являются аэрозольные баллончики, испорченные холодильники, а также кондиционеры.

Парниковый эффект

• В 1896 шведский химик Сванте Аррениус впервые высказал предположение о нагреве атмосферы и земной поверхности в результате парникового эффекта. В атмосферу Земли солнечная энергия проникает в виде коротковолновой радиации. Некоторая ее часть отражается в космическое пространство, другая поглощается молекулами воздуха и нагревает его и примерно половина достигает земной поверхности. Поверхность Земли нагревается и излучает длинноволновую радиацию, обладающую меньшей энергией, чем коротковолновая.. После этого радиация проходит через атмосферу и частично теряется в космосе, а большая ее часть поглощается атмосферой и вторично отражается к поверхности Земли. Этот процесс вторичного отражения радиации возможен из-за присутствия в воздухе, хотя и в небольших концентрациях, примесей многих газов (т.н. парниковых), имеющих как естественное, так и антропогенное происхождение. Они пропускают коротковолновую радиацию, но поглощают или отражают длинноволновую. Основные парниковые газы - водяной пар, углекислый газ, озон, метан, оксид азота

Углекислый газ и глобальное потепление

• Средняя концентрация углекислого газа в тропосфере за счет деятельности человека ежегодно возрастает примерно на 0,4 %. На основании компьютерного моделирования был сделан прогноз, согласно которому в результате роста содержания углекислого и других парниковых газов в тропосфере неизбежно произойдет глобальное потепление. Если он оправдается и средняя температура воздуха на Земле повысится всего на несколько градусов, последствия могут быть катастрофическими: изменятся климат и погода, существенно нарушатся условия произрастания растений, в том числе сельскохозяйственных культур, участятся засухи, начнут таять ледники и ледниковые покровы, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня Мирового океана и затоплению приморских низменностей. Ученые подсчитали, что для стабилизации климата планеты необходимо 60%-ое (относительно уровня 1990) уменьшение поступления парниковых газов. В июне 1992 в Рио-де-Жанейро на Конференции ООН по окружающей среде и развитию делегаты 160 стран подписали Конвенцию по изменению климата, которая поощряла дальнейшие усилия по уменьшению выбросов парниковых газов и поставила целью вплоть до 2000 стабилизировать поступление их в атмосферу на уровне 1990.

Озоновая дыра «1»

• ОЗОНОВАЯ ДЫРА — разрыв озоносферы, падение концентрации озона в озоновом слое Земли. Озоновая дыра возникла предположительно в результате антропогенных воздействий, в том числе широкого использования в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов (хлор- и бромсодержащих фреонов), разрушающих озоновый слой. Согласно другой гипотезе, процесс образования «озоновых дыр» в значительной мере естественный и не связанный исключительно с вредным воздействием человеческой цивилизации. Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. Ослабление озонового слоя усиливает поток солнечной радиации на землю и вызывает у людей рост числа раковых образований кожи. От повышенного уровня излучения страдают растения и животные.

«2»

• Озоновая дыра диаметром свыше 1000 км впервые была обнаружена в 1985 году в Южном полушарии над Антарктидой группой британских ученых во главе с Джорджем Фарманом. Дыра появлялась каждый год в августе и прекращала свое существование в декабре-январе. В 1992 году было обнаружено, что над Северным полушарием в Арктике также образовывалась озоновая дыра, но меньших размеров. Проблема сокращения озона в атмосфере сразу привлекла к себе внимание мирового сообщества. В 1985 году была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, в 1987 — Монреальский протокол. К уменьшению концентрации озона в атмосфере ведет совокупность факторов, главными из которых является гибель молекул озона в реакциях с различными веществами антропогенного и природного происхождения, отсутствие солнечного излучения в течение полярной зимы, устойчивый полярный вихрь, который препятствует проникновению озона из приполярных широт, образование полярных стратосферных облаков, частицы которых катализируют реакции распада озона. Эти факторы более характерны для Антарктики, чем для Арктики. Будучи химически активными, молекулы озона могут реагировать со многими неорганическими и органическими соединениями .

«3»

• Главными веществами, вносящими вклад в разрушение молекул озона, являются простые вещества (водород, хлор, бром), неорганические (хлороводород, моноксид азота) и органические соединения (метан, фторхлор- и фторбромфреоны, которые выделяют атомы хлора и брома). Сам фтор не участвует в реакциях распада озона.
• Человечеством были приняты меры по ограничению выбросов хлор- и бромсодержащих фреонов путем перехода на фторсодержащие фреоны. Однако процесс восстановления озонового слоя должен занять несколько десятилетий из-за большого объемом накопленных в атмосфере фреонов, которые имеют период распада в десятки и сотни лет. В 2008 году размер озоновой дыры над Антарктикой достиг рекордных размеров в 27 миллионов кв.км.

• Заболевание глаз у овец вследствие увеличения озонового слоя

Давай подарим себе жизнь!