2015-05-05
1359
Введение
Охрана природы, рациональное использование природных ресурсов - важнейшие проблемы современности, от решения которых зависит здоровье и благосостояние нынешних и будущих поколений.
Постоянно усиливающееся загрязнение атмосферы связано с интенсивным развитием промышленности и энергетических производств, сопровождающимся все возрастающими объемами расходования невосполнимых природных ресурсов. В настоящее время во многих промышленно развитых странах и, особенно в индустриальных центрах уровни загрязняющих выбросов превышают величины, к которым могут адаптироваться организм человека и биосфера в целом. Это привело к уничтожению обширных лесных массивов, снижению производительности сельского хозяйства, создало угрозу для здоровья целых народов. Известны случаи экологических катастроф с человеческими жертвами, явившихся стечением чрезвычайно неблагоприятных обстоятельств. При этом можно говорить о последствиях разрушения окружающей среды, которые выходят за пределы не только промышленных регионов, но даже стран. При дальнейшем развитии этих процессов можно ожидать, что вскоре они приобретут глобальное значение.
|
|
|
Одной из важнейших проблем при охране окружающей среды является защита воздушного бассейна от чрезмерных загрязнений. Следовательно, развитие новых технологических процессов должно быть сбалансировано с разработкой технологии и аппаратуры, предотвращающих выбросы в атмосферу либо ограничивающих их до допустимых уровней. Лишь в этом случае дальнейшее экономическое развитие промышленных регионов не будет лимитировано факторами, воздействующими на сохранность окружающей среды.
Проблемы защиты атмосферы составляют обширную область исследований на стыке наук. Они включают как общие задачи химической технологии, машиностроения и метеорологии, так и вопросы, решением которых могут заниматься узкие специалисты - математики, физики, электротехники, программисты-аналитики, врачи, гигиенисты, биологи, геологи, юристы, конструкторы и т.д.
Технология защиты атмосферы основана на традиционно применяемых принципах. Необходимо выявить причинно-следственные связи появления отрицательных факторов и найти оптимальные технические и экономические решения по их устранению или ограничению.
Расходы на защиту атмосферы неуклонно возрастают, что выдвигает на первый план требование о максимальной эффективности и экономичности внедряемых технологий.
В настоящее время под охраной природы понимается система мер, направленная на поддержание рационального взаимодействия человеческого общества и окружающей природной среды, обеспечивающая сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающая прямое и вредное косвенное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.
|
|
|
Основы экологии. Краткие сведения и основные понятия.
Слово "биосфера" происходит от греческого слова "биос" - жизнь и "сфера" - шар.
Биосфера - это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. Она включает все живое вещество планеты, часть атмосферы высотой до 10-15 км, практически всю водную оболочку (гидросферу) и верхнюю часть литосферы глубиной до 3 км.
Элементарной первичной структурной единицей биосферы является биогеоценоз. Это однородный участок земной поверхности, с определенным составом живых и неживых компонентов, объединенных обменом веществ и энергией в единый природный комплекс.
Сейчас распространено понятие экологическая система (экосистема), под которой понимают любую совокупность организмов и неживых компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ.
Под экологией понимают науку, которая изучает взаимодействие организмов между собой и окружающей средой на уровне видов, видовых популяций и биогеоценоза.
В общей массе живого вещества в биосфере на долю человека приходится всего около 0,0002%. Однако ещё в 1944 г. основоположник учения о биосфере В.И. Вернадский отметил, что биохимическая роль человека превзошла роль других, даже наиболее активных в биогеохимическом отношении организмов.
Виды антропогенных воздействий и примеры загрязнения земной поверхности и гидросферы
Современные масштабы воздействия человека на природу вызваны с одной стороны - научно-технический прогрессом, а с другой - увеличением численности населения. Значение имеет как сам рост населения Земли, так и его темпы (табл.1.1)
Рост населения Земли
Таблица 1.1
| Год | Количество прошедших лет | Численность населения, млрд. человек | Год | Количество прошедших лет | Численность населения, млрд. человек |
| Вся история человечества 28030 | 0,5 1,0 2,0 | 4,0 5,0 8,0 (прогноз) |
Под загрязнением биосферы в настоящее время понимают внесение в какую-либо среду для неё новых, не в рассматриваемое время физических, химических и биологических агентов или превышение среднемноголетнего уровня этих агентов в среде.
По масштабу, воздействия делят на глобальные и локальные.
Воздействия:
· Химическое
· Электромагнитное
· Ультра и инфразвуковое
· Шумовое и вибрационное
· Радиоактивное
· Тепловое
· Биологическое
· Физическое разрушение биогеоценоза
Лекция 2
Глобальное загрязнение земной поверхности. Локальные загрязнения земной поверхности. Глобальные загрязнения гидросферы. Локальное загрязнение гидросферы.- 2 часа.
Глобальное загрязнение земной поверхности
Наряду с загрязнением воздуха и воды возникает проблема загрязнения природной среды твердыми отходами. По данным ООН, в городах такие отходы составляют 500 кг в год на душу населения. Сжигать такие отходы трудно, большая часть мусора не горит, а некоторые пластики при сгорании выделяют ядовитые газы. Трудно становится находить места для свалок. Химические вещества, образующиеся на свалках, загрязняют грунтовые воды, гниющие отбросы выделяют в воздух вредные вещества. Не меньший вред приносят промышленные отходы, количество которых достигает многих миллионов тонн. Немалую часть пахотных земель занимают сейчас хвосто- и отвалохранилища, провалы, карьеры, отвалы горных пород. Скорость антропогенного разрушения поверхностных слоев литосферы превышает естественную в тысячи раз.
|
|
|
Истощение и разрушение почв
В большинстве областей Земли толщина плодородного слоя почвы, обеспечивающего получение большей части пищи, составляет всего 15-30 см. Около 75% всех почв планеты имеют пониженную продуктивность из-за необеспеченности теплом и влагой. По данным Международной организации по вопросам продовольствия (ФАО), общая площадь потенциально пригодных для земледелия почв составляет около 2,7 млрд. га, из которых 1,5 млрд. га уже обрабатывается, а для включения остальных 1,2 млрд. га в сельскохозяйственное производство нужны большие материальные затраты. В то же время существуют расчеты, показывающие, что каждый новый житель планеты при существующей средней урожайности требует для производства пищи около 0,4-0,5 га и около 0,1 га на несельскохозяйственные нужды.
Серьезную озабоченность вызывают процессы разрушения и истощения почв. Бесконтрольная ликвидация естественного травянистого или лесного покрова, неправильное ведение земледелия привели к тому, что большие площади земной поверхности на всех континентах мира охвачены процессом эрозии, т.е. разрушения водой и ветром верхнего слоя почвы, поддерживающего жизнь. Плодородные почвы теряются не только в процессе эрозии, большие пространства затопляются при устройстве водохранилищ, происходит загрязнение почв токсическими веществами, что ведет к быстрому снижению их продуктивности. Большое количество плодородных земель отводится для промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
Истощение минеральных ресурсов
Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Совокупность полезных ископаемых, заключенных в недрах, составляет понятие "минеральные ресурсы", они являются основой развития ведущих отраслей промышленности. Научно-технический прогресс привел к резкому ускорению темпов добычи и потребления энергетического сырья и различных материалов. Если в 1968 г. на каждого жителя Земли извлекалось из недр 20 т. породы в год, то в 1975 г. уже 27 т. Добыча полезных ископаемых удваивается за каждые 8-10 лет. Если такой темп сохранится, то к 2000 г. будет извлечено из недр примерно 6*1011 т. горных пород и минералов.
|
|
|
Наибольшее беспокойство в настоящее время вызывает быстрое истощение запасов горючих ископаемых. Подсчетом запасов этих и других ресурсов занимают сейчас многие ученые. Однако единой точки зрения до сих пор не существует.
Глобальные загрязнения гидросферы
Океаны, покрывающие большую часть поверхности Земли, играют исключительную роль в обеспечении жизни на планете, формировании погоды и климата.
Океаны активно участвуют в процессах глобального характера. Это - процессы взаимодействия океана и атмосферы, определяющие климат нашей планеты; биогеохимические циклы химических элементов, тесно связанные с циркуляцией вещества и энергии в природных экосистемах; фотосинтетическая активность водорослей, регулирующая баланс кислорода и углекислоты и др.
Велика роль Мирового океана в решении таких важных для человечества проблем, как обеспечение продуктами питания и энергией, добыча полезных ископаемых.
В то же время экологические системы Мирового океана, как правило, находятся в конечном звене различных крупномасштабных превращений, потоков разных веществ. Поэтому океан испытывает значительное антропогенное воздействие, приводящее к серьезным негативным последствиям, в том числе к сокращению воспроизводства биологических ресурсов.
Уже в настоящее время в ряде областей Мирового океана создалась напряженная экологическая ситуация, возникли поля хронического загрязнения. Поступление загрязняющих веществ антропогенного происхождения, активное изъятие биологических ресурсов (в том числе в результате рыболовства более 70 млн. Т в год) становятся постоянно действующими экологическими факторами, преобразующими морские экосистемы. В последнее время добыча полезных ископаемых (газа и нефти, железомарганцевых конкреций, полиметаллических сульфидов и т.п.) усиливает негативное воздействие на океан.
Совокупность океанов, морей, озер, рек, болот, ледяных образований, подземных и атмосферных вод нашей планеты называется гидросферой. Океаны и моря занимают площадь, в 2,5 раза превышающую площадь суши.
Наиболее ценной и уязвимой частью гидросферы является пресная вода, дефицит которой стремительно нарастает.
Объем пресных вод составляет 2,5% от общих запасов воды на Земле. Большая часть пресных вод (68,7 %) сосредоточена во льдах и снежном покрове Антарктиды и Арктики, а также в горных ледниках.
Самым крупным водопотребителем из всех отраслей народного хозяйства является сельское хозяйство: на орошение, обводнение и сельскохозяйственное водоснабжение приходится более 50% всего водопотребления в нашей стране.
В промышленности наиболее водопотребляющими отраслями являются энергетика, горнодобывающая, металлургическая, химическая.
Наряду с увеличением водопотребления в катастрофических размерах растет загрязнение океанов, морей, рек и озер, Источниками загрязнения являются: неочищенные сточные воды промышленных предприятий; загрязнение водоемов фекально-бытовыми водами городов, сельскохозяйственных предприятий, морских и речных судов. Количество загрязненных сточных вод, сбрасываемых в реки, озера и моря, во всем мире составляет 250-300 млрд.м3 в год. Особым видом загрязнения является "тепловое" загрязнение рек, вызываемое сбросом в водоемы подогретой воды, использовавшейся для охлаждения турбин на ТЭЦ и других целей.
Сточные воды металлургических, нефтехимических, химических, машиностроительных и других предприятий загрязняют водоемы солями тяжелых металлов, травильными растворами, железом, цинком, фенолами, нефтепродуктами, органическими и неорганическими веществами, многие из которых являются сильнейшими ядами.
Сельское хозяйство также является крупным источником загрязнения водоемов. Смываемые с почвы и поступающие в водоемы и подземные воды, минеральные удобрения нарушают природное равновесие существующих экосистем. Большой вред приносят смываемые с полей, орошаемых массивов, лесных почв пестициды, которые не поддаются биологическому распаду и сохраняются на протяжении многих лет в пресной и морской воде, вызывая смерть обитателей водоемов на ранних этапах развития, различные мутации и вырождение особей.
Чрезвычайно опасно загрязнение мирового океана. Если из-за загрязнений погибнет морской планктон, то запасы достаточного животным и человеку кислорода резко сократятся, так как белее половины всего кислорода на планете выделяется именно планктоном. Эта опасность возрастает по причине резкого сокращения площади лесов и зеленых насаждений. По имеющимся данным, в мировой океан попадает около 1% транспортируемой нефти, а это гигантское количество - около 10 млн. т. Кроме нефти и вредных веществ из загрязненных рек, много загрязнений поступает в мировой океан из атмосферы.
К весьма нежелательным последствиям часто приводят недостаточно продуманные крупномасштабные преобразования режимов поверхностных вод. Например, осуществленное в 1980 г. перекрытие пролива, соединяющего Каспийское море с заливом Кара-Богаз-Год, превратило последний в быстровысыхающее озеро.
Строительство дамбы, защищающей Ленинград от наводнений, привело к образованию застойной зоны. Очищающее морское влияние Балтийского моря практически прекратилось.
В каждом случае вмешательству в водный режим должна предшествовать экологическая научно-техническая экспертиза. Благодаря подобной экспертизе был решен вопрос об отмене переброски части стока северных и сибирских рек на юг.
Лекция 3
Охрана воздушного бассейна. Строение атмосферы. Инверсия температуры. Глобальные загрязнения атмосферы. Изменение концентрации CO2 в атмосфере. Нарушение озонового слоя Земли.- 2 часа.
Охрана воздушного бассейна. Строение атмосферы
Обычно под термином "атмосфера" понимают слой воздуха, окружающий Землю. Суммарная масса земной атмосферы составляет 5,3*1018 кг. Нагрузка воздуха на каждый квадратный сантиметр на уровне моря составляет около 1 кгс. Примерно 90% массы воздуха находится на высоте менее 15 км, 99% - менее 30 км и 99,99% - менее 48 км от поверхности Земли.
Высотные исследования, начало которым было положено почти 100 лет назад, выявили сложную структуру атмосферы. По характеру изменения температуры с увеличением высоты можно выделить несколько слоев, разделенных узкими переходными зонами - паузами. Нижний примыкающий к Земле слой - тропосфера - характеризуется средним вертикальным градиентом температуры 6°/км. Высота верхней границы тропосферы меняется от 8 км в полярных широтах до 16 - 18 км над экватором. От более высокого слоя - стратосферы - тропосферу отделяет сравнительно тонкая зона тропопауза.
Рисунок 1 Вертикальное распределение температуры в атмосфере:
I - тропопауза; II - стратопауза: III - мезопауза.
Потребность человека в воздухе: в состоянии покоя - 5-10 л/мин; при усилиях - около 30 л/мин; при больших усилиях - до 100 л/мин; в среднем за сутки около 15 кг.
Рисунок 2 Тепловой баланс атмосферы и земной поверхности (потоки радиации к кДж/(см2/год))
Таблица 1.2 - Средний газовый состав природной атмосферы
| Основные газовые компоненты | В сухом воздухе | Во влажном воздухе | ||||
| % (по объему) | г*м-3 | % (по массе) | % (по объему) | г*м-3 | % (по массе) | |
| Азот N2 Кислород O2 Вода H2O Аргон Ar Итого основные компоненты | 78,09 20,94 ---- 0,93 99,96 | ---- 15,2 | 75,54 23,13 ---- 1,28 99,95 | 75,65 20,29 3,12 0,9 99,96 | 14,7 | 74,08 22,64 1,97 1,26 99,95 |
Суммарное содержание прочих газовых составляющих - 0,04 - 0,05 %
Инверсия температуры
Инверсия температуры в атмосфере - метеорологическое состояние, заключающееся в росте температуры воздуха с высотой, вместо обычного для тропосферы убывания. Нормальное понижение температуры воздуха с высотой составляет примерно 0,5-0,6 °С на 100 м. Инверсия температуры может периодически наблюдаться на протяжении круглого года. Приземные инверсии температуры связаны с излучением земной поверхности. В теплую часть года они наблюдаются лишь в ясные тихие ночи в отсутствие облачности нижнего и среднего ярусов и сильного ветра. Мощность таких инверсий не велика, всего несколько десятков метров, а величина - несколько градусов.
В холодную часть года приземные инверсии температуры наблюдаются не только ночью, но и днем. Их мощность может достигать нескольких сот метров, а величина составляет 10 – 15 °С и более. Особенно интенсивны инверсии зимой, при наличии снежного покрова; в этом случае длительность инверсионного состояния достигает 5 - 7 суток.
Инверсия температуры в тропосфере сопровождается особым режимом влажности и ветра; обычный рост относительной влажности с высотой сменяется ее убыванием, а ветер изменяется с высотой скачкообразно.
Инверсия температуры препятствует развитию вертикальных токов воздуха и связанному с этим переносу водяного пара и ядер конденсации в более высокие слои. Хорошо развитая инверсия действует как преграда для восходящих течений, так как они задерживаются чрезвычайно устойчивым слоем более теплого воздуха. Различают следующие состояния устойчивости атмосферы, определяющие возможность развития неупорядоченных вертикальных движений воздуха:
· неустойчивое состояние, характеризуемое значительным падением температуры с высотой, при этом частица вещества, получившая начальную вертикальную скорость, начинает двигаться с ускорением;
· особо устойчивое состояние, когда с высотой температура возрастает (инверсия), при этом частица, получившая начальную вертикальную скорость, возвращается в свое исходное положение. Такое состояние препятствует развитию вертикальных движений воздуха;
· состояние безразличного равновесия, при котором градиент падения температуры с высотой равен критической величине, а частица, получившая начальный импульс, будет двигаться до тех пор, пока не исчерпает своей энергии.
Иногда температурные инверсии распространяются на большие площади земной поверхности. Область из распространения обычно совпадает с областью распространения антициклонов, которые возникают в зонах высоких барометрических давлений.
Метеорологическая обстановка, способствующая возникновению локальных загрязнений, обычно характеризуется штилем или слабым ветром у поверхности Земли, что сочетается с приземной инверсией.
Особенно неблагоприятны условия, при которых нижняя граница инверсии располагается над источником загрязнения. Если при такой метеорологической обстановке в атмосферу интенсивно поступают вредные примеси, то может возникнуть зона опасных загрязнений, сохраняющаяся длительный период (от нескольких часов до нескольких суток). Повторяемость инверсии на европейской территории России составляет: 80-100% для районов Арктики, где она наибольшая, и 60 - 80% для всей остальной территории. Минимальная повторяемость инверсии отмечается в мае - июне.
Зависимость интенсивности турбулентного перемешивания над сушей от времени суток и года показана на рис.
Рисунок 3 Интенсивность турбулентного перемешивания над сушей
Глобальные загрязнения атмосферы.
Загрязнение атмосферы - результат выбросов загрязняющих веществ из различных источников. Причинно-следственные связи этого явления нужно искать в природе земной атмосферы. Так, загрязнения переносятся по воздуху от источников появления к местам их разрушающего воздействия; в атмосфере они могут претерпевать изменения, включая химические превращения одних загрязнений в другие, еще более опасные вещества.
Установившееся содержание загрязнений в воздухе (выбросы) определяет степень разрушающего воздействия на данный регион. Можно сказать, что степень загрязнения атмосферы зависит от числа и массы выбросов.
В общем плане концепция загрязнения атмосферы включает значительное число действий и явлений, ведущих к ухудшению исходного, природного качества ее. В более узком смысле, соответствующем концепции, согласованной в рамках стран, входящих в систему Комекон и ряда других, загрязнение атмосферы понимается как выброс твердых, жидких и газообразных загрязняющих веществ. Считается, что загрязняющие вещества - это те, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду либо непосредственно, после химических изменений в атмосфере, либо в сочетании с другими веществами.
В рамках Конвенции по обширным межгосударственным загрязнениям воздуха загрязнением атмосферы помимо выбросов в воздух материальных частиц считаются также приводящие к ущербу выбросы энергии. Следовательно, выбросы теплоты, шума, вибраций и излучений (не только радиоактивных, но и электромагнитных, таких как микроволновые, радарные, ультравысокочастотные, т.е. тех, которые испускаются высоковольтными линиями и т.д.) могут считаться видами загрязнения.
В таблице 1.3. дана классификация степеней загрязнения атмосферы и возникающих при этом проблем, в зависимости от высоты, расстояния и времени. Как видно, динамическое загрязнение атмосферы происходит главным образом в нижних слоях ее, а долговременные изменения вследствие загрязнений воздействуют на всю земную атмосферу.
Классификация загрязнения атмосферы
| Проблема | Масштаб | Компетенция организаций | ||
| по региону | по высоте | по времени | ||
| Глобальная | Глобальный | Атмосфера | 10-летие | Международных |
| Континентальная | Континентальный | Стратосфера | Годы | Международных |
| Государственная | Государственный | Тропосфера | Месяцы | Государственных |
| Промышленного конгломерата | Обширный район | Недели | ||
| Малая зона | Нижний слой до 500-1500 м | |||
| Города | Городской | Дни | Региональных | |
| Локальная | Непосредственное окружение источника | Высота дымовой трубы | Часы | Региональных |
Защита атмосферы включает комплекс технических и административных мер, прямо или косвенно направленных на прекращение или, по крайней мере, уменьшение возрастающего загрязнения атмосферы, являющегося следствием промышленного развития.
Придание исследованиям по защите атмосферы целенаправленного характера должно включать борьбу против ее загрязнения, особенно промышленного, а также от транспортных средств и других источников. Они не могут проводиться, например, только ради постановки задач, но должны указывать пути улучшения существующего положения. Таким образом, эта область исследований не может пассивно комментировать сложившуюся ситуацию и делать прогнозы, основывающиеся на данных самих "поставщиков загрязнений", она должна разрабатывать концепции, промежуточные и долговременные планы, а также конкретные программы, направленные на активное ограничение неблагоприятного хода событий, используя при этом кратковременную локальную тактику и долговременную общенациональную стратегию.
Защита атмосферы не может быть успешной при односторонних и половинчатых мерах, направленных против конкретных источников загрязнения. Наилучшие результаты могут быть получены лишь при объективном, многостороннем подходе к определению причин загрязнения атмосферы, вкладу отдельных источников и выявлению реальных возможностей ограничения этих выбросов.
Конечной целью защиты атмосферного воздуха от загрязнения является решение трех основных задач:
1) создание замкнутых циклов производства с полезным использованием всех технологических отходов;
2) глубокая очистка вентиляционных выбросов;
3) перевод автотранспорта (а со временем и авиации) на двигатели, не дающие токсичных выбросов в атмосферу. Для решения этих сложных задач требуется значительный период времени и совместные работы ученых и специалистов разных специальностей как внутри страны, так и в рамках международного сотрудничества, большие капитальные и эксплуатационные затраты.
Основной задачей ближайших лет является: а) разработка и применение различных технологических процессов и, прежде всего, процессов сжигания топлив с пониженным выбросом токсичных веществ в атмосферу; б) разработка, исследование и внедрение методов и аппаратов для улавливания или уничтожения основных токсичных веществ.
Нарушение озонового слоя Земли.
Несмотря на то, что в атмосфере содержится небольшое количество озона, он является ее важнейшей составляющей. Озон активно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца и таким образом определяет распределение температуры в стратосфере, а также является охранным щитом от жесткого ультрафиолетового излучения, опасного для всего живого на Земле. Озон образует в атмосфере озоносферу. Содержание озона в атмосфере составляет 6 * 10-5 % (по массе); его общее количество достигает 3,3·109т. (из них 1,16·108 т находится в тропосфере). Среднее время жизни озона в атмосфере составляет около 50 сут.
Основное количество озона распределено на высотах от 15 до 45 км с максимумом на высоте 15 - 25 км (на более низких высотах - в полярных широтах, выше в тропиках). Содержание озона достигает своего максимума весной в северном полушарии и составляет в среднем 446ДЕ - добсоновских единиц (1 ДЕ - = 0,001 см озона при нормальном давлении и температуре); осенью оно примерно вдвое меньше.
Среднее годовое количество озона в озоносфере составляет 300 ДЕ (т.е. всего около 3 мм при нормальных условиях), а на экваторе - еще меньше (до 200 ДЕ). Существует большая естественная изменчивость концентрации озона в атмосфере вследствие переноса его упорядоченными и турбулентными потоками (в основном на высотах менее 25 км), а также вследствие того, что различные фотохимические реакции (выше 25 км) притекают с разной скоростью. Только дневные вариации концентрации озона достигают ±25 %.
Средняя скорость разрушения озона (за счет фотодиссоциации и других и других естественных процессов) составляет 6,6·1010 молекул/(см2·с). Антропогенное воздействие на озонный слой представляется реальным и опасным, хотя выявить антропогенные эффекты на фоне большой естественной изменчивости концентраций озона не просто.
Основными антропогенными процессами производства веществ, приводящими к нарушению озонного слоя, являются: работа холодильников и аэрозольных установок (и упаковок), выделяющих галогеноуглероды (хлорфторметаны, или фреоны); разложение минеральных удобрений (выделяющих закись азота); полеты высотных самолетов (выброс окислов азота, паров воды); ядерные взрывы (ведущие к образованию значительного количества окислов азота). Наблюдаются также проникновения в стратосферу и других соединений хлора (антропогенного происхождения).
Из тропосферы в стратосферу проникают, как правило, лишь инертные (в химическом отношении) вещества, такие, как фреоны, закись азота. В стратосфере под действием ультрафиолетового излучения фреоны выделяют хлор, ведущий к разрушению стратосферного озона.
В целом на основании наблюдений и расчетов можно сделать вывод о том, что с 1970 г. Общее изменение содержания озона, которое можно отнести на счет антропогенных воздействий, составляет не более 2%. Это значение находится ниже предела уверенного обнаружения.
Таким образом, хотя в ближайшие годы вследствие влияния антропогенных факторов общее содержание озона, по-видимому, будет меняться мало, возможно существенное перераспределение озона по высоте, что может привести к заметным изменениям климата и другим негативным последствиям. Это указывает на чувствительность озоносферы к уже существующему антропогенному воздействию. Отметим также, что максимального уменьшения содержания озона следует ожидать в конце зимы и высоких широтах (этот эффект в 3- 4 раза сильнее, чем в низких широтах летом).
Целесообразно подчеркнуть вообще высокую уязвимость верхней атмосферы. Кроме уже рассмотренных эффектов, связанных с озоносферой, следует указать на появление в верхней атмосфере, в области ионосферы, зон с пониженной электронной концентрацией (так называемых "ионосферных дыр"). Наблюдается появление или усиление эмиссий, нехарактерных для естественного свечения верхней атмосферы. Это воздействие обусловлено:
· накоплением в верхней атмосфере различных веществ за счет диффузии
· накоплением в верхней атмосфере различных веществ при запусках мощных ракет
· влиянием электромагнитных излучений передающих устройств.
Ультрафиолетовое излучение существенно влияет на здоровье человека, способствуя образованию витамина Д3, вызывая солнечные ожоги, болезни глаз, аллергические реакции и заболевания кожи, включая раковые. Кроме образования витамина Д, все это является вредным для человека. Увеличение ультрафиолетового излучения на 1% ведет к увеличению заболеваемости немеланомным раком кожи белее, чем на 2% (это статистически хорошо проверено). Есть указания, что увеличение жесткого ультрафиолетового излучения ведет к возникновению и злокачественных меланом. Особенно подвержены подобным заболеваниям люди со светлой кожей, живущие в низких широтах. Ультрафиолетовое излучение изменяет реакцию и иммунологическую системы человека и животных.
Лекция 4
