Какво причинява разрушаването на озоновия слой накратко. Озоновият слой на Земята беше пробит от озонови дупки: човечеството е изправено пред глобална катастрофа? Разрушаване на озоновия слой: начини за решаване на проблема

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА

РУСКА ФЕДЕРАЦИЯ

Воронежски държавен университет

Факултет по биология и почва

Катедра по ботаника и микология

Разрушаване на озоновия слой

020201 - биология

Абстрактна работа

Ръководител на катедрата доцент, доктор по биология: Агафонов В.А.

Ученик: Bykovskaya T.G.

Лектор: Негробов В.В.

Воронеж 2010г

Въведение.

Озонът, разположен на височина около 25 км от земната повърхност, е в състояние на динамично равновесие. Представлява слой с повишена концентрация с дебелина около 3 мм. Стратосферният озон абсорбира суровата ултравиолетова радиация на Слънцето и по този начин защитава целия живот на Земята. Озонът поглъща и инфрачервеното лъчение на Земята и е една от предпоставките за запазване на живота на нашата планета.

20-ти век донесе много ползи на човечеството, свързани с бързото развитие на научно-техническия прогрес, и в същото време постави живота на Земята на ръба на екологична катастрофа. Нарастването на населението, интензификацията на производството и емисиите, които замърсяват Земята, водят до фундаментални промени в природата и се отразяват в самото съществуване на човека. Някои от тези промени са изключително силни и толкова широко разпространени, че възникват глобални екологични проблеми.

В резултат на много външни влияния озоновият слой започва да изтънява в сравнение с естественото си състояние и при определени условия изчезва напълно върху определени територии - появяват се озонови дупки, изпълнени с необратими последици. Първоначално те бяха наблюдавани по-близо до южния полюс на Земята, но наскоро бяха забелязани над азиатската част на Русия. Отслабването на озоновия слой увеличава притока на слънчева радиация към земята и причинява увеличаване на броя на рака на кожата и редица други сериозни заболявания при хората. Растенията и животните също страдат от повишени нива на радиация.

Въпреки че човечеството е предприело различни мерки за възстановяване на озоновия слой (например, под натиска на екологичните организации, много промишлени предприятия са отишли ​​на допълнителни разходи за инсталиране на различни филтри за намаляване на вредните емисии в атмосферата), този сложен процес ще отнеме няколко десетилетия. На първо място, това се дължи на огромния обем вече натрупани в атмосферата вещества, които допринасят за нейното унищожаване. Затова смятам, че проблемът с озоновия слой остава актуален и в наше време.

Глава 1.

Същността и значението на озоновия екран.

Заедно с видимата светлина слънцето излъчва ултравиолетови вълни. Ултравиолетовото лъчение е подобно на светлината, но дължината на вълната му е малко по-къса от тази на виолетовите вълни, най-късите дължини на вълната, възприемани от човешкото око. Въпреки че ултравиолетовите лъчи са невидими, те имат повече енергия от видимите. Прониквайки през атмосферата и поглъщайки се от тъканите на живите организми, те разрушават молекулите на протеините и ДНК. Това се случва, когато почернявате. Ако цялата ултравиолетова радиация, която удря горните слоеве на атмосферата, достигне повърхността на Земята, тогава животът едва ли би оцелял на нея. Дори малка, достъпна за нас част от това количество (по-малко от 1%) причинява слънчево изгаряне и годишно 200 000-600 000 случая на рак на кожата в Съединените щати.

Ние сме защитени от агресивното въздействие на ултравиолетовата радиация, тъй като по-голямата част от нея (над 99%) се абсорбира от озоновия слой в стратосферата на височина около 25 километра от земната повърхност. Този слой обикновено се нарича озонов слой.

Когато ултравиолетовото лъчение се абсорбира в атмосферата, се образува вид смес, в която преобладават свободни електрони, неутрални кислородни атоми и положителни йони на кислородни молекули. Когато те взаимодействат, се образува озон. Взаимодействието на ултравиолетовото лъчение с кислорода се случва по цялата височина на атмосферата - има доказателства, че в мезосферата, на височина от 50 до 80 километра, вече се наблюдава процесът на образуване на озон, който продължава в стратосферата (от 15 до 50 km) и в тропосферата (до 15 km ). В същото време горните слоеве на атмосферата, по-специално мезосферата, са изложени на толкова силен ефект на късовълнова ултравиолетова радиация, че молекулите на всички газове, които съставляват атмосферата, се йонизират и се разпадат. Озонът, който току-що се е образувал там, не може да не се разложи, особено след като това изисква почти същата енергия, както за молекулите на кислорода. Въпреки това той не е напълно унищожен – част от озона, който е 1,62 пъти по-тежък от въздуха, се спуска в долните слоеве на атмосферата на височина от 20-25 километра, където плътността на атмосферата му позволява да бъде, т.к. беше в равновесно състояние. Там молекулите на озона създават слой с повишена концентрация, тоест озоновия слой.

Озоновият слой е изненадващо тънък. Ако този газ беше концентриран близо до земната повърхност, той би образувал филм с дебелина само 2-4 мм (минимум - в областта на екватора, максимум - на полюсите). Този филм обаче ни защитава надеждно, почти напълно поглъщайки опасните ултравиолетови лъчи. Без него животът би оцелял само в дълбините на водата (по-дълбоки от 10 m) и в онези слоеве на почвата, където слънчевата радиация не прониква. Освен това, ако не беше озоновият слой, тогава животът изобщо нямаше да може да излезе от океаните и нямаше да възникнат високоразвити форми на живот като бозайниците, включително хората.Озонът поглъща част от инфрачервеното лъчение на Земята . Благодарение на това той забавя около 20% от земната радиация, увеличавайки ефекта на затопляне на атмосферата.Озонът също така регулира твърдостта на космическата радиация. Ако този газ е поне частично унищожен, тогава, естествено, твърдостта на радиацията рязко се увеличава и следователно настъпват реални промени в растителния и животинския свят. Според лекарите всеки процент от изгубения озон в световен мащаб причинява до 150 000 допълнителни случая на слепота поради катаракта, 2,6% увеличение на броя на рака на кожата и значително увеличение на броя на заболяванията, причинени от отслабена човешка имунна система. Хората със светла кожа в северното полукълбо са най-застрашени. Но не само хората страдат. UV-B радиацията, например, е изключително вредна за планктона, пържените, скаридите, раците, водораслите, които живеят на повърхността на океана.

Глава 2

Образуване и разрушаване на озоновия слой.

Както вече споменахме, озонът в стратосферата е продукт на действието на самия ултравиолетов (UV) върху кислородните молекули (O2). В резултат на това някои от тях се разпадат на свободни атоми, които от своя страна могат да се присъединят към други кислородни молекули, за да образуват озон (O3). Въпреки това, целият кислород не се превръща в озон, тъй като свободните O атоми, реагирайки с молекулите на озона, дават две молекули O2. По този начин количеството озон в стратосферата не е статично; това е резултат от равновесие между тези две реакции. Разрушаването на озона е отделяне на озонови молекули, причинено от стратосферни озоноразрушаващи вещества (OSNV), естествени процеси (например вулканични изригвания) или излъчено (освободено) от човешка дейност, която съдържа хлор (Cl) или бром (Br); както и метан или азотен оксид (I) - (N2O).

Най-значимите етапи от разрушаването на озоновия слой:

1) Емисии: в резултат на човешката дейност, както и в резултат на естествените процеси на Земята се отделят (изпускат) газове, съдържащи халогени (бром и хлор), т.е. вещества, които разрушават озоновия слой.

2) Натрупване (излъчените газове, съдържащи халогени, се натрупват (натрупват) в долните атмосферни слоеве и под въздействието на вятъра и въздушните потоци се придвижват към региони, които не са в пряка близост до източниците на такива газови емисии).

3) Движение (натрупаните газове, съдържащи халогени, се придвижват към стратосферата с помощта на въздушни течения).

4) Трансформация (повечето от газовете, съдържащи халогени, под въздействието на ултравиолетовото лъчение от Слънцето в стратосферата, се превръщат в лесно реагиращи халогенни газове, в резултат на което се разрушава озоновият слой в полярните райони на земното кълбо е относително по-активен).

5) Химични реакции (лесно реагиращите халогенни газове причиняват разрушаване на стратосферния озон; факторът, допринасящ за реакциите, са полярните стратосферни облаци).

6) Отстраняване (под въздействието на въздушни течения, лесно реагиращите халогенни газове се връщат в тропосферата, където поради влагата и дъжда, присъстващи в облаците, се отделят и по този начин напълно се отстраняват от атмосферата).

Глава 3

Причини за разрушаването на озоновия слой.

През 70-те години на миналия век учените предположиха, че свободните хлорни атоми катализират отделянето на озона. И хората ежегодно попълват състава на атмосферата със свободен хлор и други вредни вещества. Освен това, сравнително малък брой от тях могат да причинят значителни щети на озоновия екран и това влияние ще продължи за неопределено време, тъй като хлорните атоми, например, напускат стратосферата много бавно.

По-голямата част от хлора, използван на земята, например за пречистване на вода, е представен от неговите водоразтворими йони. Следователно те се измиват от атмосферата от валежи много преди да влязат в стратосферата. Хлорофлуоровъглеводородите (CFC) са силно летливи и неразтворими във вода. Следователно те не се измиват от атмосферата и, продължавайки да се разпространяват в нея, достигат до стратосферата. Там те могат да се разлагат, отделяйки атомен хлор, който всъщност унищожава озона. По този начин CFC причиняват щети, като действат като носители на хлорни атоми в стратосферата.

CFC са относително химически инертни, незапалими и токсични. Освен това, тъй като са газове при стайна температура, те се изгарят при леко налягане при отделянето на топлина и изпарявайки се, те я поглъщат отново и се охлаждат. Тези свойства им позволиха да бъдат използвани за следните цели.

1) Хлорофлуоровъглеводородите се използват в почти всички хладилници, климатици и термопомпи като хлорни агенти. Тъй като тези устройства в крайна сметка се разпадат и се изхвърлят, съдържащите се в тях CFC обикновено се озовават в атмосферата.

2) Втората най-важна област на тяхното приложение е производството на порести пластмаси. CFC се смесват в течни пластмаси при повишено налягане (те са разтворими в органична материя). Когато налягането се освободи, те разпенват пластмасата, както въглеродният диоксид разпенва газирана вода. И в същото време бягат в атмосферата.

3) Третата основна област на тяхното приложение е електронната индустрия, а именно почистването на компютърни чипове, което трябва да бъде много задълбочено. Отново CFC се отделят в атмосферата. И накрая, в повечето страни, с изключение на САЩ, те все още се използват като носители в аерозолни кутии, които ги пръскат във въздуха.

Редица индустриални страни (например Япония) вече обявиха, че се отказват от използването на дълготрайни фреони и преминават към краткотрайни фреони, чийто живот е значително по-малък от една година. В развиващите се страни обаче такъв преход (изисква обновяване на редица области на индустрията и икономиката) среща разбираеми трудности, следователно в действителност едва ли може да се очаква пълно спиране на емисиите на дълготрайни фреони в обозримото десетилетия, което означава, че проблемът със запазването на озоновия слой ще бъде много остър.

В. Л. Сивороткин разработи алтернативна хипотеза, според която озоновият слой намалява поради естествени причини. Известно е, че цикълът на унищожаване на озона от хлор не е единственият. Съществуват и азотни и водородни цикли на разрушаване на озона. Това е водородът – „основният газ на Земята“. Основните му запаси са съсредоточени в ядрото на планетата и навлизат в атмосферата чрез система от дълбоки разломи (рифти). Според приблизителни оценки в техногенните фреони има десетки хиляди пъти повече естествен водород от хлор. Решаващият фактор в полза на водородната хипотеза обаче е Сивороткин V.L. вярва, че центровете на озоновите аномалии винаги са разположени над центровете на дегазиране на водорода на Земята.

Разрушаването на озона се случва и поради излагане на ултравиолетова радиация, космически лъчи, азотни съединения, бром. Човешките дейности, които разрушават озоновия слой, предизвикват най-голямо безпокойство. Поради това много страни подписаха международно споразумение за намаляване на производството на озоноразрушаващи вещества. Озоновият слой обаче се разрушава и от реактивни самолети и някои изстрелвания на космически ракети.Има много други причини за отслабването на озоновия щит. Първо, това са изстрелванията на космически ракети. Изгарянето на гориво "изгаря" големи дупки в озоновия слой. Някога се предполагаше, че тези „дупки“ се затварят. Оказа се, че не. Те съществуват от доста време. Второ, самолети, летящи на височини 12-15 км. Излъчената от тях пара и други вещества разрушават озона. Но в същото време самолетите, летящи под 12 км, дават увеличение на озона. В градовете той е един от компонентите на фотохимичния смог. На трето място, азотни оксиди. Те се изхвърлят от едни и същи самолети, но най-вече се отделят от повърхността на почвата, особено при разлагането на азотните торове.

Парата играе много важна роля в разрушаването на озона. Тази роля се реализира чрез хидроксилни молекули OH, които се раждат от водните молекули и накрая се превръщат в тях. Следователно скоростта на разрушаване на озона зависи от количеството пара в стратосферата.

По този начин има много причини за разрушаването на озоновия слой и въпреки цялата му важност, повечето от тях са резултат от човешката дейност.

Глава 4

Озоновите дупки и тяхното влияние.

Озоновата дупка е локален спад в концентрацията на озона в озоновия слой на Земята.Доскоро състоянието на озоновия слой не предизвикваше безпокойство. Алармите започнаха да идват преди 20 години. С началото на космическите изследвания на земната атмосфера през есента на 1985 г. беше открито нарушение на озоновия слой над Антарктида. Оказа се, че по време на антарктическата пролет нивото на озона в атмосферата там е много по-ниско от нормалното. Всяка година по едно и също време количеството на озона намалява – понякога в по-голяма, понякога в по-малка степен.

През следващите години учените разбраха защо се появява озоновата дупка. Когато слънцето се скрие и започне дългата полярна нощ, има рязък спад на температурата и се образуват високи стратосферни облаци, съдържащи ледени кристали. Появата на тези кристали предизвиква поредица от сложни химични реакции, водещи до натрупване на молекулен хлор (молекулата на хлора се състои от два свързани хлорни атома). Когато слънцето се появи и започва антарктическият извор, под действието на ултравиолетовите лъчи вътрешномолекулните връзки се разрушават и поток от хлорни атоми се втурва в атмосферата. Тези атоми действат като катализатори за превръщането на озона в обикновен кислород. В резултат на тези реакции молекулите на озона (O3) се превръщат в кислородни молекули (O2), докато оригиналните хлорни атоми остават в свободно състояние и отново участват в този процес (всяка молекула на хлора унищожава милион молекули на озона, преди да бъдат отстранени от атмосферата чрез действието на други).химични реакции). В резултат на тази верига от трансформации озонът започва да изчезва от атмосферата над Антарктида, образувайки озонова дупка. Въпреки това, скоро, със затоплянето, антарктическите вихри се срутват, свеж въздух (съдържащ нов озон) нахлува в района и дупката изчезва.

През февруари 1989 г. учените изследвали стратосферата над Арктика и открили наличието на същите химически фактори. Те стигнаха до извода, че и тук съдържанието на озон може рязко да спадне. Това ще зависи само от конкретните метеорологични условия на следващата година. Ако над Арктика се образува озонова дупка, последствията ще бъдат много по-сериозни, т.к. има много повече организми, които могат да бъдат засегнати. Дори периодичното отваряне на такава дупка над Антарктида е изпълнено със значителни загуби на морски фитопланктон. А това от своя страна ще засегне значително почти всички антарктически животни от пингвини до китове, тъй като фитопланктонът е в основата на почти всички хранителни вериги в този регион. Ако сегашните емисии на CFC в атмосферата продължат, тогава можем да очакваме само разширяването и „задълбочаването“ на озоновите дупки над полюсите. Естествено, това ще доведе до разреждане на озоновия слой върху цялата планета, което е напълно неприемливо както за животинския свят, така и за цялото човечество като цяло.

Има обаче и друга гледна точка. Откъде идват озоновите дупки, далеч от създадени от човека региони, например в Якутия, Тибет и над пустите територии на Сибир? Има мнение, че промените в атмосферната циркулация се причиняват от стационарни планетарни вълни, които проникват в стратосферата през зимно-пролетния период, като силно влияят върху разпределението на озона и другите му компоненти в средните и високите географски ширини. Един от източниците на тези вълни са различни температури по повърхностите на континентите и океаните, така че промените в температурата на повърхността на океана влияят на вълновата активност. При продължително отслабване на вълновата активност западните ветрове се увеличават в стратосферата, долната й част се охлажда, образуват се полярни стратосферни облаци и по този начин се създават условия за разрушаване на озона. Циркулацията в стратосферата през последните 20 години можеше да се промени много. Така че основната причина за озоновата „дупка“ в Антарктида може да бъде дългосрочно отслабване на вълновата активност на стратосферата, свързано с много бавни процеси в океаните.

Сравнявайки промените във вълновата активност на стратосферата и съдържанието на озон през 1979-1992 г., експертите стигат до извода, че отслабването на активността съответства на намаляване на концентрацията на озон в средните и високите географски ширини поради по-малък междуширочинен обмен. Изглежда, че през лятото на 1980 г. циркулацията в стратосферата се промени драстично и се появиха условия за образуване на озонова „дупка“.

Напоследък периодично се наблюдава появата на озонови дупки по цялата повърхност на земята. Освен това озоновият слой на самата Земя изтънява. За човек това заплашва да увеличи рака на кожата. Но ако човек може да се предпази от ултравиолетово лъчение, тогава животинският и растителният свят остава беззащитен пред него.

Учените търсят начини за възстановяване на озоновия слой. Първоначално за тази цел беше предложено да се създадат фабрики за производство на озон, след което той да бъде доставен със самолети в атмосферата. Друг вариант е да се изградят захранвани с лазер, слънчеви балони, които използват кислород за създаване на озон. Най-реалистичният изход от тази ситуация е намаляването на обезлесяването и увеличаването на зелените площи.

Заключение.

Проблемът с озоновия слой е един от глобалните проблеми на нашето време. Както знаете, животът на Земята се е появил едва след образуването на защитния озонов слой на планетата, покриващ я от жестока ултравиолетова радиация. Ето защо, за да се защити озоновият екран, бяха свикани множество различни конференции и симпозиуми, в резултат на които бяха постигнати определени споразумения в областта на намаляването на вредните производства. По-специално, на 22 март 1985 г. беше приета Виенската конвенция за защита на озоновия слой, в която страните, участващи в конвенцията, се споразумяха за необходимостта от провеждане на систематични и фундаментални изследвания, свързани с озоновия слой, които да включат в изисквания на законодателството за намаляване и премахване на емисиите на вещества, които разрушават озоновия слой, както и за създаване на специална международна институция за насърчаване и координиране на защитата на озоновия слой - Секретариат за озон. На среща в Хелзинки през 1989 г. беше планирано напълно да се премахне използването на хлорфлуорвъглеводороди в производството до 2000 г. Проблемът обаче не е толкова прост, колкото може да изглежда на пръв поглед. Факт е, че вече произведените хладилници и климатици са натрупали твърде много CFC: тъй като те обикновено се повредят, количеството вредни газове в атмосферата ще продължи да нараства за много години напред, дори в случай на пълна и незабавна забрана на производство.

За продължителен успех са необходими следните стъпки:
1) Продължете да наблюдавате озоновия слой за бързо проследяване на непредвидени промени; да осигури изпълнението от страните на приетите споразумения;

2) Продължаване на работата за идентифициране на причините за промените в озоновия слой и оценка на вредните свойства на новите химикали във връзка с разрушаването на озоновия слой и въздействието върху изменението на климата като цяло;
3) Продължете да предоставяте информация за технологии и заместители, които позволяват използването на пяни за хладилни, климатични и топлоизолационни пяни, без да се уврежда озоновият слой.

Библиография.

1. Небел Б., Наука за околната среда, V.1 (Как работи светът), М., 1993

2. Гвишиани Д.М., Римски клуб. История на създаването, избрани доклади и речи, официални материали, М., 1997

3. Микаел П. Тодаро, Икономическо развитие, М., 1997

4. http://www.cross.ru/soc/parn.shtml

5. http://www.germany.org.ru/ger_10.html

6. http://www.meteo.lv/public/27110.html

Много жители на планетата знаят за озоновия слой на Земята само, че в него се е появила огромна дупка и това заплашва с всеобща катастрофа. От време на време във вестници и списания се появяват статии, в които хората се плашат от потенциални проблеми. Учените говорят за предстоящото изменение на климата, което ще се отрази негативно на целия живот на Земята. Наистина ли е? Струва ли си да се тревожите сега и дали учените не преувеличават мащаба на предстоящото бедствие? Заплашва ли ни разрушаването на озоновия слой в близко бъдеще и как това може да повлияе на климата? Нека се опитаме да разберем всичко.

Къде се намира

Така че, за начало, нека да разберем какво е озон и каква роля играе в природата. Над земната повърхност, на височина от седем до деветнадесет километра, атмосферата се състои от слой озон. Това е специална форма на кислород. Освен това на полюсите той се намира по-ниско - на височина 7-8 километра, а на екватора - много по-високо, на разстояние 17-18 километра от земната повърхност. По този начин се разпределя много неравномерно.

Ако анализираме озона от гледна точка на химичните реакции, получаваме следната картина. Поради силното действие на ултравиолетовото лъчение на Слънцето, кислородната молекула, която изгражда въздушната обвивка на земята, е прикрепила към себе си трети кислороден атом. Така се появи озонът.

важна цел

Струва си да се отбележи, че голямото количество озон в атмосферата е огромен плюс за нашата Земя. Колкото повече е, толкова по-добре абсорбира ултравиолетовите лъчи. Всъщност това е основната му цел. Не мислете обаче, че озоновият слой на атмосферата е дебела възглавница, която надеждно приютява Земята от горещите лъчи на слънцето.

Не. Озоновият слой е много, много тънък. За да можете визуално да си представите неговия мащаб, можете да дадете пример. Вземаме площ от 45 квадратни километра. Ако целият озон, наличен в земната атмосфера, е равномерно разпределен върху нея, тогава дебелината му ще бъде ... само 0,3 см. Това изглежда невероятно! Как такова тънко защитно „наметало“ е защитавало човечеството от горещото слънце в продължение на много хилядолетия? Въпреки това е така.

Предвид важността на озоновия слой и неговото относително малко количество, трябва да се положат всички усилия, за да се запази непокътната защита. В крайна сметка, за да го унищожите - не е необходим много ум, но е почти невъзможно да го възстановите.

Мирише на озон

Понякога след дъжд, особено през лятото, въздухът става особено свеж, приятен и хората казват: „Мириса на озон“. Това в никакъв случай не е образен израз. Наистина, известно количество озон частично прониква в долните слоеве на атмосферата с течението на горния въздух. Това е така нареченият полезен озон. Освен това придава на атмосферата необичайна свежест. Често това явление може да се наблюдава след гръмотевични бури.

Но има и много вреден, изключително опасен за хората озон. Отработените газове и промишлените емисии, попадащи под действието на слънчевата светлина, влизат в фотохимична реакция. В резултат на това се образува така нареченият приземен озон. Много е вредно за човешкото здраве. Най-често такъв озон се намира в столични райони и големи градове. Изключително опасно е да се диша такъв въздух, тъй като този газ влияе неблагоприятно на бронхите и белите дробове и ги унищожава. Ако човек вдишва такъв въздух, той може да получи пристъпи на астма, болки в гърдите, инфаркти, световъртеж.

От такава лоша екологична ситуация страдат не само хората, но и растенията край пътищата. Но на голяма надморска височина значението на озоновия слой е трудно за надценяване. Ако не беше това, човечеството вече щеше да изгори от ултравиолетова радиация.

Дупка с размерите на сушата

Озоновият слой на земята е открит от учени през 70-те години на ХХ век. В същото време физиците определят стойността му и го описват в научни трудове. Но само десетилетие и половина по-късно изследователите се изправиха пред глобалния проблем за озоновия слой. Британски учени през 1985 г. направиха откритие, което уплаши целия свят и принуди да погледне по-различно на развитието на съвременната индустрия.

Над Антарктида изследователите са открили огромна "дупка". Озоновият слой над този континент е напълно отсъствал. Още повече, че дупката беше ужасяваща по размер – с размерите на САЩ.

Експериментално е установено, че в атмосферата над най-студения континент на Земята в големи количества присъстват съединения, които се образуват при взаимодействието на озона и хлора. Така се потвърди теорията, че хлорът унищожава озона.

Опасни фреони

Учените са доказали, че фреоните, които се използват масово в хладилници и климатици, както и в многобройни аерозолни кутии, влияят неблагоприятно върху озоновия слой. Просто ни се струва, че напръскахме косата си с лак и нищо ужасно не се случи. Но представете си, че такива микроемисии се извършват на ден от милиони потребители! Сега мащабът се очертава, тъй като всеки от нас унищожава озоновия слой!

Причините за разрушаването са, че фреоновите молекули взаимодействат с молекулите на озона. Слънчевата радиация кара фреоните да отделят хлор. Той разделя озона, което води до образуването на атомен и обикновен кислород. На мястото, където се случва това взаимодействие, озоновият слой напълно изчезва.

Разбира се, промишлените емисии носят най-голяма вреда на озоновия слой. Но употребата в домакинството на лекарства, които съдържат фреон, по един или друг начин, също оказва влияние върху унищожаването на озона.

Защитни мерки

След като учените документираха, че озоновият слой се разрушава, политиците започнаха да мислят как да го спасят. В крайна сметка това е важно не за отделна страна, а за цялото човечество като цяло. По света се проведоха поредица от консултации и срещи по този въпрос, в които участваха представители на всички страни, в които е развита индустрията.

През 1985 г. е приета Конвенцията за защита на озоновия слой. Той е подписан от представители на 44 държави. Година по-късно е подписан друг важен документ - Монреалският протокол. Съгласно неговите разпоредби производството и потреблението на вещества, които разрушават озона, са значително ограничени в света.

Някои се опитаха да се противопоставят на тези забрани. Но за всяка страна бяха определени ясни квоти за опасни отрасли, които не могат да бъдат превишавани. В крайна сметка съдбата на цялото човечество е заложена на карта.

Защита на озоновия слой в Русия

У нас на този проблем също се отделя голямо внимание. Според действащото законодателство на Руската федерация озоновият слой е един от важните природни обекти. Подлежи на правна защита. Законът „За опазване на околната среда” (чл. 4) урежда защитните мерки, насочени към опазване на този природен обект от увреждане, замърсяване, унищожаване и изчерпване.
Член 56 от Закона описва мерките за опазване на озоновия слой на Земята. Между тях:

• организация на наблюдение на този природен обект;
• постоянно наблюдение на изменението на климата, което възниква под влияние на дейността на стопанските субекти или поради други процеси;
• стриктно спазване на стандартите за емисии на вредни вещества в атмосферата;
• регулиране на производството на химикали, които разрушават озоновия слой;
• прилагане на санкции и санкции за нарушаване на горните изисквания.

Има няколко международни организации и инспекции, които внимателно следят как се извършват мерките за защита на озоновия слой в различни страни по света.

Блуждаеща дупка

Ако приемем, че озоновата дупка ще продължи да се разширява непрекъснато, а това е напълно възможно, тогава човечеството е застрашено от смърт. И това не е преувеличение. Ето защо опазването на озоновия слой е от голямо значение днес във всички страни.

Струва си да се отбележи, че озоновата дупка е нестабилна. Веднага след като количеството на вредните емисии в атмосферата се намали, озоновата дупка започва постепенно да се стяга. Молекулите на озона проникват в него от онези части на атмосферата, които се намират наблизо. Но тук има и друг рисков фактор. В съседните райони в резултат количеството на озона е значително намалено. Слоят става по-тънък.

Рискови фактори

Междувременно учените продължават да провеждат изследвания и ни плашат с разочароващи заключения. Те стигнаха до това заключение. Ако количеството озон намалее само с един процент в горните слоеве на атмосферата, тогава, например, ракът на кожата ще се увеличи с 3-6%. Освен това ултравиолетовите лъчи в големи количества влияят неблагоприятно на човешката имунна система. Той става по-уязвим към инфекциозни заболявания. Може би това обяснява факта, че все повече хора страдат от злокачествени тумори през 21 век.

Повишеното ултравиолетово лъчение също се отразява негативно на природата. Той унищожава растителните клетки, те започват да мутират и произвеждат по-малко кислород. И въпреки че озоновият слой е висок и ние не го усещаме, значението му за природата трудно може да бъде надценено.

Влияе на вятъра, валежите и температурата

Според учените изтъняването на озоновия слой пряко влияе върху климата на нашата планета. Забелязали ли сте, че всяка година времето става все по-променливо?

Озоновият слой е не само "чадър" за ултравиолетовата радиация, но и своеобразно покритие за Земята. Той улавя топлината, която се разсейва от повърхността на нашата планета. Колкото по-тънък е озоновият слой, толкова по-бързо се охлажда топлият въздух на земната повърхност. Както отбелязват изследователите, температурата на въздуха на планетата постепенно, година след година, намалява. Това допринася за промяна на посоката на преобладаващите ветрове. Времето става изключително променливо.

страшни цифри

Ето още няколко сухи статистики, които намекват за предстоящото бедствие. От 1979 г. до наши дни се наблюдава намаляване на годишното съдържание на озон с около 4-5 процента. А в средните географски ширини на планетата тази цифра е още по-висока - озоновият слой е станал 7 процента по-малък.

И ако по-рано учените откриха озоновата дупка само над Антарктида, днес на картата се появиха други места, където този защитен слой не се наблюдава. Експертите са идентифицирали няколко по-малки дупки над Арктика и прилежащите региони на Северното полукълбо.

Но има и оптимистични доклади. След като човечеството се загрижи за проблема за опазването на озоновия слой и бяха разработени редица защитни и забранителни мерки, ситуацията донякъде се стабилизира. Така че можем спокойно да кажем, че ако се държим разумно, можем да решим този проблем.

Изберете един верен отговор от няколко дадени.

1. Глобалните екологични проблеми са причинени главно от:

а) геоложки процеси;
б) пространствени фактори;
в) високи темпове на напредък;
г) изменение на климата.

2. Основните природни фактори, влияещи върху размера на човешките популации, са:

а) особености на терена;
б) хранителни ресурси и болести;
в) особености на климата;
г) географското положение на страната.

3. Рационалното управление на природата предполага:

а) дейности, насочени към задоволяване нуждите на човечеството;
б) дейности, насочени към научно обосновано използване, възпроизводство и опазване на природните ресурси;
в) добив и преработка на полезни изкопаеми;
г) мерки, които осигуряват производствената и икономическата дейност на дадено лице.

4. Минералните ресурси на недрата на планетата включват:

а) неизчерпаеми природни ресурси;
б) възобновяеми природни ресурси;
в) невъзобновяеми природни ресурси;
г) попълване на ресурси.

5. Обезлесяването води до:

а) увеличаване на видовото разнообразие на птиците;
б) увеличаване на видовото разнообразие на бозайниците;
в) намаляване на изпарението;
г) нарушение на кислородния режим.

6. Липсата на питейна вода се причинява главно от:

а) парниковият ефект;
б) намаляване на обема на подземните води;
в) замърсяване на водни обекти;
г) засоляване на почвата.

7. Парниковият ефект възниква в резултат на натрупването в атмосферата на:

а) въглероден оксид;
б) въглероден диоксид;
в) азотен диоксид;
г) серни оксиди.

8. Важната роля на атмосферата е, че тя предпазва живите организми от:

а) резки колебания в температурата;
б) канцерогенни вещества;
в) радиоактивно замърсяване;
г) патогени.

9. От силно ултравиолетово лъчение живите организми предпазват:

а) водна пара;
б) облаци;
в) озоновия слой;
г) азот.

10. Разрушаването на озоновия слой води до увеличаване на заболяванията:

а) стомашно-чревния тракт;
б) сърдечно-съдова система;
в) кожа;
г) дихателни органи.

11. При унищожаване на флуоресцентни лампи се отделят йони, опасни за здравето:

а) живак;
б) олово;
в) калций;
г) кобалт.

12. Най-честите заболявания, които възникват в резултат на влошаване на околната среда са:

а) заболявания на опорно-двигателния апарат;
б) инфекциозни заболявания;
в) сърдечно-съдови и онкологични заболявания;
г) заболявания на храносмилателния тракт.

13. Веществата, които причиняват рак се наричат:

а) биогенни;
б) канцерогенен;
в) пирогенни;
д) абиогенен.

14. Най-голям брой вещества, замърсяващи биосферата, попадат върху:

а) предприятия от химическата и въгледобивната промишленост;
б) селско стопанство;
в) ежедневни дейности на човек;
г) превозни средства.

Отговори: 1 - в; 2 - б; 3 - б; 4 - в; 5 д; 6 - в; 7 - б; 8 - а; 9 - в; 10 - в; 11 - а; 12 - в; 13 - б; 14 - а.

Според материалите:

Пришчепина И.А., Захарова Г.А.пр. Биология. Тестови задачи. - Минск: Ново знание, 2005.

Глобални промени в атмосферата. Разрушаване на озоновия слой. Континентални проблеми, причини за изчезване на маса от тропически растителни и животински видове. Парников ефект и възможни последици от изменението на климата. Заплаха за екосистемите и биоразнообразието.

Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.

Парникови ефекти и разрушаване на озона

Влияние на топлинния режим на земната повърхност върху състоянието на атмосферата. Защита на планетата от ултравиолетова радиация с озонов щит. Замърсяването на атмосферата и разрушаването на озона като глобални проблеми. Парников ефект, заплахата от глобалното затопляне.

резюме, добавен на 13.05.2013

Изменението на климата е един от глобалните екологични проблеми

Човешкото въздействие върху околната среда. Основи на екологичните проблеми. Парников ефект (глобално затопляне): история, признаци, възможни последици за околната среда и начини за решаване на проблема. Киселинно утаяване. Разрушаване на озоновия слой.

курсова работа, добавена на 15.02.2009

Екологични проблеми

Локални, регионални и глобални екологични проблеми на нашето време. Затопляне на климата, неговите причини и последствия. Смърт и обезлесяване. Екологичен проблем на озоновия слой. Замърсяване на водата с производствени отпадъци. Проблеми с изчезването на видовете.

презентация, добавена на 19.02.2012

Екологични проблеми на Република Беларус

Глобални екологични проблеми: намаляване на биоразнообразието на Земята, деградация на екосистемите; затопляне на климата; разрушаване на озоновия слой; замърсяване на атмосферата, водата, земята; увеличаване на световното население. Състоянието на околната среда в Република Беларус.

резюме, добавено на 24.10.2011

Парников ефект: причини и последствия

Същността на идеята за механизма на парниковия ефект, неговите основни причини и възможни последици, ролята на химикалите. Глобалното изменение на климата и влияещите фактори не ускоряват или забавят процеса на затопляне, пет от възможните сценария.

резюме, добавено на 27.01.2010 г

Глобални екологични проблеми

Глобални промени в околната среда под влияние на човека. Проблеми със замърсяването на атмосферата, почвата и водите на Световния океан, изчерпване на озоновия слой, киселинни дъждове, парников ефект. Основни условия за поддържане на баланс и хармония с природата.

презентация, добавена на 22.10.2015

Парниковия ефект

Антропогенно въздействие, техногенно натоварване, нарастване на населението като причини за натрупване на въглероден диоксид в атмосферата. Парников ефект и глобални екологични проблеми: намаляване на потенциала на природните ресурси, стабилност на ландшафтите и геосистемите.

курсова работа, добавена на 12/02/2010

Глобални екологични проблеми

Същността на глобалните екологични проблеми. Унищожаване на природната среда. Замърсяване на атмосферата, почвата, водата. Проблемът с озоновия слой, киселинните дъждове. Причини за парниковия ефект. Начини за решаване на проблемите с пренаселеността на планетата, енергийни проблеми.

презентация, добавена на 11/05/2014

Екологични проблеми на атмосферата.

Първата причина за разрушаването на озоновия слой на Земята е

Киселинно утаяване. Проблемът с озоновия слой в атмосферата. Концепцията за парниковия ефект

Локална екологична криза. Екологични проблеми на атмосферата. Проблемът с озоновия слой. Концепцията за парниковия ефект. Киселинен дъжд. Последиците от киселинния дъжд. Самопречистване на атмосферата. Кои са основните приоритети? Кое е по-важно екология или научно-технически прогрес.

резюме, добавен на 14.03.2007

Глобални проблеми

Източници на изкуствено аерозолно замърсяване на въздуха: ТЕЦ, фабрики, заводи. Глобални проблеми: унищожаване на природната среда, замърсяване на атмосферата, почвата, водата. Актуални проблеми на озоновия слой и киселинните валежи. Решаване на екологични проблеми.

презентация, добавена на 25.09.2011

Озонов слой- част от стратосферата на височина от 12 до 50 km (в тропическите ширини 25-30 km, в умерените ширини 20-25, в полярните 15-20), в която под въздействието на ултравиолетовото лъчение от Слънцето, молекулно кислородът се дисоциира на атоми, които след това се комбинират с други молекули O2, образувайки озон (O3). Сравнително високата концентрация на озон (около 8 ml/m³) абсорбира опасните ултравиолетови лъчи и предпазва всичко, което живее на сушата от вредни лъчения.

Етапи на разрушаване на озоновия слой:

1) Емисии: в резултат на човешката дейност, както и в резултат на естествените процеси на Земята се отделят (изпускат) газове, съдържащи халогени (бром и хлор), ᴛ.ᴇ. вещества, които разрушават озоновия слой.

2) Натрупване (излъчените газове, съдържащи халогени, се натрупват (натрупват) в долните атмосферни слоеве и под въздействието на вятъра и въздушните потоци се придвижват към региони, които не са в пряка близост до източниците на такива газови емисии).

3) Движение (натрупаните газове, съдържащи халогени, се придвижват към стратосферата с помощта на въздушни течения).

4) Трансформация (повечето от газовете, съдържащи халогени, под въздействието на ултравиолетовото лъчение от Слънцето в стратосферата, се превръщат в лесно реагиращи халогенни газове, поради което разрушаването на озоновия слой в полярните райони на земното кълбо е относително по-активен).

5) Химични реакции (лесно реагиращите халогенни газове причиняват разрушаване на стратосферния озон; факторът, допринасящ за реакциите, са полярните стратосферни облаци).

6) Отстраняване (под въздействието на въздушни течения, лесно реагиращите халогенни газове се връщат в тропосферата, където поради влагата и дъжда, присъстващи в облаците, се отделят и по този начин напълно се отстраняват от атмосферата).

Причини за унищожаването на ОС:

Първо,- ϶ᴛᴏ изстрелвания на космически ракети. Изгарянето на гориво ʼʼизгаряʼʼ големи дупки в озоновия слой. Някога се предполагаше, че тези ʼʼдупкиʼʼ се затягат. Оказа се, че не. Οʜᴎ съществуват от доста време. Второ, самолети, летящи на височини 12-15 км. Излъчената от тях пара и други вещества разрушават озона. Но в същото време самолетите, летящи под 12 км, дават увеличение на озона. В градовете той е един от компонентите на фотохимичния смог. . Трето- азотни оксиди. Те се изхвърлят от едни и същи самолети, но повечето от тях се отделят от повърхността на почвата, особено при разлагането на азотните торове.

Последствия:

Това се отразява негативно не само на всички живи същества: хора, животни, растения, тропически гори, но и предмети. Например, ако озоновият слой стане твърде тънък, гумата, използвана във фермата, ще издържи много по-малко. Водните организми, живеещи в горните слоеве на водата, ще престанат да съществуват. Фауната на джунглата Амазо с питони и папагали.Уловът на риба и земеделските добиви ще намалеят значително. Несъмнено разрушаването на озоновия слой ще засегне и хората. Човечеството ще се разболее два пъти повече, защото имунната система ще бъде значително отслабена. Вашите шансове да получите рак на кожата и катаракта ще се увеличат.

Учените предполагат, че намаляването на озоновия слой с 1% ще доведе до активно разпространение на болести. Например, случаите на рак на кожата ще се увеличат с 10 000 пъти, а очната катаракта - със 100 000 пъти. Склонността на човек към респираторни и белодробни заболявания ще нарасне рязко.

Учените търсят начини за възстановяванеозонов слой.

Може ли озоновият слой да бъде спасен от унищожаване?

Първоначално за тази цел беше предложено да се създадат фабрики за производство на озон, след което той да бъде доставен със самолети в атмосферата. Друг вариант е да се изградят захранвани с лазер, слънчеви балони, които използват кислород за създаване на озон. Най-реалистичният изход от тази ситуация е намаляването на обезлесяването и увеличаването на зелените площи.

49) Прието е да се нарича ядрено оръжие, чийто разрушителен ефект се дължи на енергията, освободена по време на реакциите на ядрено делене или синтез. Това е най-мощният вид оръжие за масово унищожение.

Ядрените експлозии могат да се извършват на повърхността на земята (вода), под земята (вода) или във въздуха на различни височини. Поради тази причина се разграничават следните видове ядрени експлозии: наземни, подземни, подводни, въздушни и височинни. Най-характерните видове ядрени експлозии са наземни и въздушни.

Увреждащи фактори на ядрена експлозия : ударна вълна, светлинно излъчване на ядрена експлозия, проникваща радиация, радиоактивно замърсяване на района и електромагнитен импулс.

1) Ударна вълна (SW)- област от рязко сгъстен въздух, разпространяващ се във всички посоки от центъра на експлозията със свръхзвукова скорост под високо налягане

Въздействието на HC върху хората трябва да бъде пряко и непряко. При директно излагане причината за нараняване е моментално повишаване на налягането на въздуха, което се възприема като остър удар, водещ до фрактури, увреждане на вътрешните органи и разкъсване на кръвоносните съдове. При непряко въздействие хората се изумяват от летящи отломки от сгради и конструкции, камъни, дървета, счупени стъкла и други предмети.

Степента на увреждане от ударна вълна на различни обекти зависи от силата и вида на експлозията, механичната якост (стабилността на обекта), както и от разстоянието, на което е възникнала експлозията, терена и позицията на обектите върху земята.

Прочетете също

— Разрушаване на озоновия слой

През 70-те години. 20-ти век имаше съобщение за регионално намаляване на съдържанието на озон в стратосферата. Особено забележима беше сезонно пулсиращата озонова дупка над Антарктида с площ от повече от 10 милиона km2, където съдържанието на озон за 80-те години. намалява с почти 50%. Други, „скитащи“… [прочетете повече].

- ИЗТЪНЯВАНЕ НА ОЗОНОВИЯ СЛОЙ

В момента се наблюдава влошаване на състоянието на озоновия слой и образуване на „озонови дупки“ (зони с ниско съдържание на озон) над полюсите на Земята, което представлява опасност за околната среда. Временни „дупки“ също се появяват върху огромни площи извън полюсите (в ... [прочетете повече].

Министерство на образованието на Република Беларус

образователна институция

"БЕЛАРУСКИ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ПО ИНФОРМАТИКА И РАДИОЕЛЕКТРОНИКА"

Институт по информационни технологии

Специалност ITiUTS

ТЕСТ

(надзираван самоуправляващ се учител

студентска работа)

Според курса Основи на екологията и енергоспестяване

Вариант номер 32

Завършен от студент 3-та година

Групи No 182425

Номер на записната книга: 182425-20

Име: Гришко Екатерина Николаевна

Адрес: 231201 Гродненска област

Островец, ул. Володарского 17/12

Тел.: +375336859213

Минск, 2013 г

1. Основните причини за изменението на климата на Земята, разрушаването на озоновия слой, изчерпването на природните ресурси. Възможни последици от тези промени.

Научно-техническият прогрес постави редица нови, много сложни проблеми пред човечеството, с които то изобщо не се е сблъсквало или проблемите не са били толкова мащабни. Сред тях особено място заема връзката между човека и околната среда. През миналия век природата е била под натиск от 4-кратно увеличение на населението и 18-кратно увеличение на световното производство.

Учените казват, че от около 60-70-те години на XX век. промените в околната среда под влияние на човека са станали глобални, тоест засягат всички страни по света без изключение, поради което се наричат ​​​​глобални. Сред тях най-подходящите са:

♦ изменение на климата на Земята;

♦ разрушаване на озоновия слой;

♦ трансграничен пренос на вредни примеси и замърсяване на въздуха;

♦ изчерпване на запасите от прясна вода и замърсяване на водите на Световния океан;

♦ изчерпване на биологичното разнообразие;

♦ замърсяване на земята, разрушаване на почвената покривка и др.

Глобално затопляне. В резултат на изучаването на материалите от метеорологичните наблюдения във всички региони на земното кълбо е установено, че климатът е подложен на определени промени. Започнал в края на 19 век. затоплянето особено се засилва през 20-30-те години на 20-ти век, но след това започва бавно охлаждане, което спира през 60-те години. Изследването на геолозите на седиментните отлагания на земната кора показа, че в минали епохи са настъпили много по-големи климатични промени. Тъй като тези промени се дължат на естествени процеси, те се наричат ​​естествени.

Наред с природните фактори, човешката икономическа дейност оказва все по-голямо влияние върху глобалните климатични условия. Това влияние започва да се проявява преди хиляди години, когато във връзка с развитието на селското стопанство в сухите райони започва широко да се използва изкуственото напояване. Разпространението на селското стопанство в горската зона също доведе до някои климатични промени, тъй като наложи обезлесяване на големи площи. Изменението на климата обаче беше ограничено главно от промените в метеорологичните условия в долния въздушен слой в онези райони, където се извършваха значителни икономически дейности.

През втората половина на XX век. Във връзка с бързото развитие на индустрията и нарастването на наличността на енергия, перспективите за изменение на климата се появиха по цялата планета. Съвременните научни изследвания установяват, че влиянието на антропогенната дейност върху глобалния климат е свързано с действието на няколко фактора, сред които най-важните са:

♦ увеличаване на количеството на атмосферния въглероден диоксид, както и на някои други газове, навлизащи в атмосферата в хода на стопанската дейност, което засилва парниковия ефект в нея;

♦ увеличаване на масата на атмосферните аерозоли;

♦ увеличаване на количеството топлинна енергия, произведена в процеса на стопанска дейност и освободена в атмосферата.

Първата от тези причини за антропогенното изменение на климата е от най-голямо значение. Увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата се определя от образуването на CO2 в резултат на изгарянето на въглища, нефт и други горива. В допълнение към въглеродния диоксид, парниковият ефект на атмосферата може да бъде повлиян от увеличаване на примесите на други газове - метан, азотен оксид, озон, хлорфлуорвъглеводороди.

За разлика от газовете, които съставляват малки примеси в атмосферния въздух, притокът на въглероден диоксид в атмосферата е толкова голям, че е технически невъзможно да се спре този процес през следващите десетилетия. Освен това потреблението на енергия в развиващия се свят започва да нараства бързо.

Постепенното увеличаване на количеството CO2 в атмосферата вече оказва забележимо влияние върху климата на Земята, променяйки го към затопляне. Общата тенденция на повишаване на температурата на въздуха, която се наблюдава през 20 век, се засилва, което вече доведе до повишаване на средната температура на въздуха с 0,5 oC.

В резултат на четирикратно увеличение през втората половина на 20 век. количеството въглеродни емисии, земната атмосфера започна да се нагрява с нарастваща скорост. Според прогнозите на ООН през XXI век. средната температура ще се повиши още повече - с 1,2-3,5 "C, което ще предизвика топене на ледници и полярни ледени шапки, ще повиши нивото на Световния океан, ще представлява заплаха за стотици милиони жители на крайбрежните райони и напълно наводнение някои острови и причиняват развитието на други негативни процеси, на първо място - опустиняване на земите.

Тъй като тенденциите на затопляне се засилват, метеорологичните модели стават по-нестабилни, а свързаните с климата природни бедствия стават по-разрушителни. Щетите, причинени от природни бедствия на световната икономика, се увеличават. Само през 1998 г. той надхвърли щетите, причинени от природни бедствия през 80-те години на миналия век, десетки хиляди хора загинаха и около 25 милиона "екологични бежанци" бяха принудени да напуснат домовете си.

Разрушаване на озоновия слой на Земята. Основното количество озон се образува в горния слой на атмосферата – стратосферата, на височини от 10 до 45 км. Озоновият слой предпазва целия живот на Земята от суровата ултравиолетова радиация на Слънцето. Поглъщайки тази радиация, озонът влияе значително върху разпределението на температурата в горните слоеве на атмосферата, което от своя страна влияе на климата.

Общото количество озон и неговото разпределение в атмосферата е резултат от сложен и не напълно разбран динамичен баланс на фотохимични и физични процеси, които определят неговото образуване, разрушаване и транспорт. От около 70-те години на XX век. има глобално намаляване на количеството на стратосферния озон. В някои райони на Антарктика през септември-октомври стойностите на общото съдържание на озон намаляват с 60%; в средните ширини на двете полукълба намалението е 4-5% на десетилетие. Изчерпването на озоновия слой на планетата води до разрушаване на съществуващата биогенеза на океана поради смъртта на планктона в екваториалната зона, инхибиране на растежа на растенията, рязко увеличаване на очни и ракови заболявания, както и заболявания, свързани с отслабване на имунната система на хората и животните, повишаване на окислителната способност на атмосферата, корозия на метали и др. .d.

F. Rowland и M. Molino (Berkeley) обосноваха възприетата понастоящем от световната общност гледна точка, че хлорофлуоровъглеводородите (CFC) - вещества, които са инертни при нормални условия - попадат в стратосферата и се разрушават под действието на ултравиолетовото лъчение на Слънцето освобождава свободен хлор, който участва в каталитичните реакции на разрушаване на озона. CFC се използват широко като газове за пълнене на аерозоли, при производството на меки и твърди пяни, като фреони в хладилни и климатични системи, като разтворители в промишленото производство и др. Веднъж попаднала в атмосферата, една молекула от такъв инертен газ може да унищожи до 1000 молекули на озона, а някои CFC могат да се задържат в атмосферата повече от 100 години.

Изчерпване на запасите от прясна вода. Между 1900 и 1995 г. глобалното потребление на прясна вода се е увеличило шест пъти, повече от два пъти по-високо от темпа на нарастване на населението. Вече почти една трета от световното население живее в страни, където количеството на консумираната вода е с 10% по-високо от общото количество налични резерви. Ако настоящите тенденции продължат, до 2025 г. двама от всеки трима души на Земята ще живеят в недостиг.

Основният източник на снабдяване на човечеството с прясна вода като цяло са активно възобновяемите повърхностни води, които са около 39 000 km3 годишно. Още през 70-те години тези огромни годишни възобновяеми ресурси на прясна вода осигуряват средно около 11 хиляди m3 на жител на земното кълбо, през 80-те години предлагането на вода на глава от населението намалява до 8,7 хиляди m3 / година, а до края на ХХ век. - до 6,5 хил. m3/год. Като се вземе предвид прогнозата за нарастване на населението на Земята до 2050 г. (до 9 милиарда души), водоснабдяването ще падне до 4,3 хил. м3/годишно. Човечеството е обезпокоено от доста рязък (почти 2 пъти) спад в предлагането на прясна вода в края на 20-ти век.

Трябва обаче да се има предвид, че дадените средни данни са твърде обобщени. Неравномерното разпределение на населението и водните ресурси по земното кълбо води до факта, че в някои страни годишното осигуряване на населението с прясна вода намалява до 1000-2000 m3 / година (южноафриканските страни) или се увеличава до 100 хиляди m3 / година (Нова Зеландия). В такива изобилни с вода и рядко населени райони като Аляска, Гвиана, наличието на водни ресурси на глава от населението дори надхвърля 2 милиона m3. Влияние имат и колебанията в речния отток във времето, когато в някои страни през сухите години ресурсите на прясна вода намаляват 3-4 пъти; в някои части на Северна и Източна Африка няма дъжд от няколко години и реките пресъхват.

Подземните води осигуряват нуждите на една трета от световното население. Особено безпокойство за човечеството е тяхното ирационално използване и методи на експлоатация. Добивът на подземни води в много региони на света се извършва в такива обеми, които значително надвишават способността на природата да ги обновява. Разпространен е на Арабския полуостров, в Индия, Китай, Мексико, страните от ОНД и САЩ. Наблюдава се спад на нивото на подземните води с 1-3 m годишно.

В някои региони на света има интензивна конкуренция между държавите за водни ресурси за напояване и производство на електроенергия, която по всяка вероятност ще се засили още повече с нарастването на населението. Днес Близкият изток и Северна Африка страдат най-много от недостиг на вода, но към средата на 21-ви век. Африка на юг от Сахара ще се присъедини към тях, тъй като населението им се удвои или дори утрои през това време.

Разрушаване на почвената покривка на Земята. Проблемът със земните ресурси сега се превърна в един от най-големите глобални проблеми не само поради ограничения земен фонд на планетата, но и защото естествената способност на почвената покривка да произвежда биологични продукти годишно намалява както относително (на глава от населението на прогресивно нарастващо световно население) и и абсолютно (поради увеличените загуби и деградацията на почвата в резултат на човешката дейност).

Човечеството е загубило безвъзвратно повече плодородна земя в своята история, отколкото се разорава по целия свят (повече от 1,5 милиарда хектара), превръщайки някога продуктивната обработваема земя в пустини, пустоши, блата, храсти, пусти земи, дерета. Много безжизнени пустини по света са резултат от човешката дейност. Процесът на тези безвъзвратни загуби продължава и до днес. Според най-оптимистичните оценки на специалисти от ООН почти 2 милиарда хектара земя са обект на деградация, причинена от човека, което застрашава съществуването на почти 1 милиард.

1.1. Разрушаване на озоновия слой

Човек. Основните причини за това са засоляването на почвата в резултат на напояването, както и ерозията, причинена от прекомерна паша, обезлесяване и опустиняване на земята.

Почвената ерозия е позната на човека от дълго време, но е получила особено развитие в съвременната епоха във връзка с интензификацията на селското стопанство, с многократно увеличаване на натоварването на почвената покривка.

Вторият най-важен процес на деградация, също широко разпространен в целия свят, е сложен набор от различни неблагоприятни вторични ефекти от поливното земеделие, сред които се открояват вторично засоляване и преовлажняване на почвите. Увеличаването на обработваемия слой на поливната почва в съдържанието на соли до 1% намалява добива с една трета, а при съдържание от 2-3% културата загива напълно.

Изчерпването на обработваемите и пасищни почви, намаляването на плодородието им се случва по целия свят в резултат на нерационалното им интензивно използване. Има и други процеси на деградация: заблатяване на почвите в райони с достатъчна или прекомерна атмосферна влага, уплътняване на почвата и техногенно замърсяване. В световен мащаб всяка година допълнителни 20 милиона хектара земеделска земя стават негодни за растениевъдство поради деградация на почвата или градско посегателство. В същото време се очаква търсенето на храни в развиващите се страни да се удвои през следващите 30 години. Нови земи могат и ще бъдат усвоявани, но това ще става основно в зоната на рисково земеделие, където почвите са още по-податливи на деградация.

Страници:123 следващи →

Защо е необходим озоновият слой?

През 1912 г. френските физици Чарлз Фабри и Анри Бюисон откриват съществуването на озоновия слой. Учените са доказали, че молекулите на озона са концентрирани в далечните слоеве на атмосферата, които блокират късите вълни от слънчевия спектър и практически не предават ултравиолетова радиация на Земята.

По-нататъшно изследване на озоновите съединения в атмосферата показа, че озоновият слой също задържа топлината на слънцето, което ни позволява да поддържаме обитаема температура на нашата планета. Освен това озоновите съединения са способни да превръщат някои вредни химикали (напр. метан, азотни оксиди) в екологично чисти съединения.

Защитната функция на озоновия слой
сравнима по сила с метален щит

Въпреки че количеството озонови съединения в атмосферата е сравнително малко, защитната функция на така наречения "озонов слой" е сравнима по сила с металния щит. Ако озоновият слой не съществуваше, Земята щеше да бъде подложена на постоянна слънчева радиация и други разрушителни влияния от космоса. Има основание да се смята, че без съществуването на озоновия слой животът не би възникнал на Земята във вида, в който го наблюдаваме сега.

Как работи озоновият слой?

Озоновите съединения в атмосферата са концентрирани предимно в стратосферата - на разстояние от 10 до 50 км от Земята. Общо в атмосферата има около три хиляди тона озонови молекули. В мащаба на обема на целия атмосферен въздух това е доста малко. Ако съберете всички молекули на озона заедно и ги разпределите равномерно около Земята, дебелината на такъв слой ще бъде само 3-5 милиметра. И ако си представим, че всички молекули на озона могат да бъдат концентрирани на едно място, тогава получаваме газообразна топка с диаметър само 14 km. За сравнение: такава топка, съдържаща целия атмосферен въздух, би имала диаметър 2001 km.

Можете да опознаете озоновия слой „отблизо“, като гледате визуално видео „Безценен газ. Колко озон има в атмосферата? (на беларуски).

Дори сравнително малко количество озон в атмосферата прави чудеса. Освен че защитава нашата планета от опасна слънчева радиация, озоновият слой прави Земята уникална планета, като създава така наречената температурна инверсия. Нормалният ход на температурата се счита за намаляване на температурата на атмосферата с разстояние от Земята: колкото по-високо - толкова по-студено. Въпреки това, озоновият слой създава бариера, която нарушава нормалния ход на температурата. Там, където се намира озоновият слой, температурата внезапно започва да се повишава отново.

Атмосферен озонов слой и температурна инверсия

Температурната инверсия, създадена от озоновия слой, разделя атмосферата на две части – тропосферата и всичко отгоре. Поради това разделяне в тропосферата могат да се формират метеорологични условия, подходящи за живот. Други планети са по-малко щастливи (добре, или повече) - няма озонов слой и следователно няма температурна инверсия, която би създала подходящи условия за човешкия живот.

Защо озонът се разрушава?

До 70-те години на миналия век учени от цял ​​свят започват да забелязват намаляване на концентрацията на озонови молекули в атмосферата. Този факт завладя умовете на много физици и химици по целия свят, учените излагат различни хипотези за причините за такива промени. Изследването на химиците Франк Шерууд Роуланд и Марио Молина за ефектите на хлорфлуорвъглеводородите (CFC) върху земната атмосфера беше решаващо. През 1973 г. химиците теоретизираха, че хлорните молекули, които се появяват в резултат на разпадането на CFC под ултравиолетовите лъчи, могат да причинят унищожаването на големи количества озон в атмосферата.

Една молекула хлор може да унищожи до 200 000 молекули на озона

Заключенията на американски учени бяха подкрепени от подобни работи на учените Пол Джоузеф Круцен и Харолд Джонстоун. Оттогава такава хипотеза за такъв феномен като изтъняване на озоновия слой, е общоприето в научния свят.

Ето как изглежда разрушаването на молекулата на озона под въздействието на хлорфлуоровъглерод. Под въздействието на ултравиолетовата светлина се отделя атомен хлор, който разрушава връзките в молекулата на озона.

Откритието на Молина и Роуланд направи възможно не само да се обясни процеса на изтъняване на озоновия слой, но и да се направи важно заключение, че изтъняване на озоновия слойвъзниква под влиянието на човешката дейност. В крайна сметка основните „доставчици“ на хлорфлуоровъглеводороди в атмосферата са фроените – тези вещества, които се използват за създаване на изкуствен студ в нашите хладилници, климатици и други домакински и промишлени уреди. Вещества, опасни за озона, се намират и в някои аерозоли, пожарогасители, изолационни плочи и разтворители.

Впоследствие Молина, Роуланд и Крутцен бяха удостоени с Нобелова награда по химия през 1995 г. за работата си върху разрушаването на озона.

За да предпазят озоновия слой от разрушаване, еколозите се съветват да следват няколко прости съвета в ежедневието.

• Не разглобявайте и не ремонтирайте сами стари хладилници – фреоните, разрушаващи озона, могат да попаднат в околната среда.
• Рециклирайте стари хладилници и климатици.
• Изберете уреди (особено хладилници и климатици), които не съдържат озоноразрушаващи вещества. Това трябва да бъде посочено на опаковката.
• Изберете аерозоли, които са безопасни за озоновия слой. Обикновено те са обозначени като „щадящи озон“, „благоприятни за озон“, „без озон“.

Примери за етикети, щадящи озон

Съществуват ли озонови дупки?

Както обяснява Иля Бръчковски, изследовател от Националния център за мониторинг на озона към Белоруския държавен университет, изследовател на стратосферния озон в Антарктида, в научния свят понятието „озонова дупка“ не съществува, но има „озон аномалия”.

По същество озоновите аномалии са области с много ниско съдържание на озон в атмосферата. Така че, ако нормалното съдържание на озон в атмосферата е 300 единици на Добсън, тогава вътре в озоновата аномалия се наблюдават около 180 единици. Всъщност една такава аномалия съществува и се намира над Антарктида.

Динамика на съдържанието на озон в атмосферата в района на озоновата аномалия над Антарктика от 1957 до 2001 г.

новата ера на активното изследване на космоса, а именноизстрелвания на космически ракети . Веществата, съставляващи изтичащата струя (поради която се движи ракетата), интензивно унищожават озона. Така на мястото на изстрелване на ракетата-носител се появява голяма „дупка“ в озоновия слой, която, както се оказа, отнема много време, за да се затвори. И всяка година има все повече и повече такива „дупки, пробити в атмосферата“. Което неминуемо води до изчерпване на озоновия слой на Земята.

Втората причина за разрушаването на озоновия слой на Земята е

интензивно развитие на височинната авиация(самолет, летящ на височина над 12 км). Продуктите от горенето на тези машини също унищожават молекулите на озона, което води до изчерпване на озоновия слой на Земята. Озоноактивните компоненти на отработените газове са азотни оксиди и в по-малка степен въглероден окис. Учените са анализирали начини за намаляване на азотния оксид в продуктите от изгаряне на реактивно гориво. Въпреки това резултатите от изследванията до момента са разочароващи. Намаляването на стратосферния озоноразрушаващ азотен оксид не е възможно нито чрез модернизиране на съществуващите двигатели, нито чрез преминаване към „чисти“ горива (втечнен природен газ и втечнен или компресиран водород). Намаляването на емисиите на вещества, които разрушават озоновия слой на Земята, ще бъде възможно само със създаването на принципно нови двигатели. Но това все още е далеч...

Третата причина за разрушаването на озоновия слой на Земята е

прилагане на азотни торове в селското стопанство.Докато се разлагат, те отделят азотни оксиди, които се издигат в стратосферата и... унищожават молекулите на озона, причинявайки изчерпването на озоновия слой на Земята, разбира се.

Четвъртата причина за разрушаването на озоновия слой на Земята е

широко разпространено използване на фреони в човешката икономическа дейност(като пръскачки, в хладилната промишленост). На повърхността на земята тези газове са практически безвредни, тъй като не влизат в никакви химически реакции. Но след като попаднат в стратосферата, фреоните под въздействието на слънчевата радиация влизат във фотохимични реакции, освобождавайки атомен хлор. И един хлорен атом, както бе споменато по-горе, по време на дългия си живот е способен да унищожи до сто хиляди озонови молекули. Ето един воин в полето. А количеството фреони в атмосферата нараства от година на година, увеличавайки се с около 8-9% годишно.

Разгледахме причините за разрушаването на озоновия слой на Земята. Нека тъжно обобщим: човешката дейност унищожава планетата. Време е да преминем към следващия параграф на тази статия. Какво ни заплашва с разрушаването на озоновия слой на Земята?

Последици от разрушаването и изчерпването на озоновия слой на Земята.

Разрушаването на озоновия слой увеличава притока на слънчева радиация към Земята.

Според лекарите всеки загубен процент от озона в планетарен мащаб причинява:

до 150 хиляди допълнителни случаи на слепота поради катаракта,

2,6% увеличение на броя на рака на кожата,

броят на заболяванията, причинени от отслабването на човешката имунна система, се увеличава значително.

Но не само хората страдат. Ултравиолетовото лъчение също е изключително вредно за планктона, пържените, скаридите, раците, водораслите, които живеят на повърхността на океана, и други организми в биосферата.

Проблемът с разрушаването на озоновия слой е открит отдавна, но през 80-те години на миналия век учените бият тревога. Ако озонът се намали значително в атмосферата, земята ще загуби нормалния си температурен режим и ще спре да се охлажда. В резултат на това в различни страни бяха подписани огромен брой документи и споразумения с цел намаляване на производството на фреони. Освен това е изобретен заместител на фреона - пропан-бутан. Според техническите си параметри това вещество има висока производителност, може да се използва там, където се използват фреони.

Днес проблемът с разрушаването на озона е много актуален. Въпреки това, използването на технологии, използващи фреони, продължава. В момента хората мислят как да намалят количеството на емисиите на фреон, търсят заместители за спасяване и възстановяване на озоновия слой.

20. Киселинни дъждове: причини, механизми на възникване, въздействие върху флората и фауната, структури.

Киселинен дъжд се нарича всякакви атмосферни валежи (дъжд, сняг, градушка), съдържащи произволно количество киселини. Наличието на киселини води до намаляване на нивото на pH. Водороден индекс (рН) - стойност, която отразява концентрацията на водородни йони в разтворите. Колкото по-ниско е нивото на pH, толкова повече водородни йони в разтвора, толкова по-кисела е средата.

За дъждовната вода средната стойност на pH е 5,6. В случай, че pH на валежите е по-малко от 5,6, те говорят за киселинен дъжд. Съединенията, които понижават pH на утайките, са оксиди на сяра, азот, хлороводород и летливи органични съединения (ЛОС).

Причини за киселинния дъжд

киселинен дъждпо естеството на произхода си има два вида: естествени (възникват в резултат на дейността на самата природа) и антропогенни (причинени от човешката дейност).

естествен киселинен дъжд

Има няколко естествени причини за киселинен дъжд:

активност на микроорганизми, вулканична дейност, мълнии, изгаряне на дървесина и друга биомаса.

Антропогенни киселинни дъждове

Основната причина за киселинните дъждове е замърсяването на въздуха. Ако преди около тридесет години промишлените предприятия и топлоелектрическите централи бяха посочени като глобални причини, които причиняват появата на съединения в атмосферата, които „окисляват“ дъжда, днес този списък е допълнен от автомобилния транспорт.

Топлоелектрическите централи и металургичните предприятия "дават" на природата около 255 милиона тона серни и азотни окиси.

Ракетите с твърдо гориво също имат и имат значителен принос: изстрелването на един комплекс совалка води до изпускането в атмосферата на повече от 200 тона хлороводород, около 90 тона азотни оксиди.

Антропогенни източници на серни оксиди са предприятия, които произвеждат сярна киселина и рафинират масло.

Отработени газове от автомобилния транспорт - 40% от азотните оксиди влизат в атмосферата.

Основният източник на ЛОС в атмосферата, разбира се, са химическата промишленост, петролните хранилища, бензиностанциите и бензиностанциите, както и различни разтворители, използвани както в промишлеността, така и в ежедневието.

Крайният резултат е следният: човешката дейност доставя в атмосферата повече от 60% серни съединения, около 40-50% азотни съединения и 100% летливи органични съединения.

Оксидите, попадайки в атмосферата, реагират с водни молекули, образувайки киселини. Серните оксиди, попадайки във въздуха, образуват сярна киселина, азотните оксиди образуват азотна киселина. Трябва да се има предвид и фактът, че атмосферата над големите градове винаги съдържа частици желязо и манган, които действат като катализатори на реакциите. Тъй като в природата има воден кръговрат, водата под формата на валежи рано или късно пада върху земята. Заедно с водата влиза и киселина.

Ефектите на киселинния дъжд

Окисление на водни ресурси. Най-чувствителни са реките и езерата. Рибите умират. Докато някои видове риби могат да понасят леко подкиселяване на водата, те също умират поради загубата на хранителни ресурси. В онези езера, където нивото на pH е по-малко от 5,1, не е уловена нито една риба. Това се обяснява не само с факта, че възрастните екземпляри от риби умират - при pH 5,0 по-голямата част не могат да излюпят пържени от яйца, в резултат на това се наблюдава намаляване на броя и видовия състав на рибните популации.

Вредно въздействие върху растителността. Киселинният дъжд засяга растителността пряко и косвено. Директното въздействие се случва във високопланинските райони, където короните на дърветата буквално са потопени в киселинни облаци. Прекалено киселата вода унищожава листата и отслабва растенията. Непрякото въздействие възниква поради намаляване на нивото на хранителните вещества в почвата и в резултат на това увеличаване на дела на токсичните вещества.

Унищожаване на човешки творения. Фасади на сгради, паметници на културата и архитектурата, тръбопроводи, автомобили - всичко е изложено на киселинни дъждове. Имаше много проучвания и всички те сочат едно нещо: през последните три десетилетия процесът на излагане на киселинни дъждове се е увеличил значително. В резултат на това са застрашени не само мраморни скулптури, витражи на древни сгради, но и кожени и хартиени изделия с историческа стойност.

Човешко здраве. Сами по себе си киселинните дъждове не оказват пряко въздействие върху човешкото здраве - попадайки под такъв дъжд или плувайки в резервоар с подкиселена вода, човек не рискува нищо. Опасности за здравето са съединения, които се образуват в атмосферата поради навлизането в нея на серни и азотни оксиди. Получените сулфати се пренасят от въздушни течения на значителни разстояния, вдишват се от много хора и, както показват проучванията, провокират развитието на бронхит и астма. Друг момент е, че човек яде даровете на природата, не всички доставчици могат да гарантират нормалния състав на хранителните продукти.

21. Смоги: видове, механизъм на образуване

смогпредставлява смес от дим, мъгла и някои замърсители.

Един от глобалните екологични проблеми, които изискват радикално решение, е разрушаването на озоновия слой. Терминът е приет за обозначаване на пика на концентрацията на озон в стратосферата, който служи като ефективен екран, който унищожава ултравиолетовото лъчение. Озонът е вид кислород, който се образува, когато кислородният газ е изложен на ултравиолетова светлина в горните слоеве на атмосферата. Озоновият слой, разположен на около 24 км надморска височина, предпазва земната повърхност от вредните ултравиолетови лъчи на слънцето.

Притесненията относно здравето на озоновия слой бяха повдигнати за първи път през 1974 г., когато беше установено, че CFC могат да унищожат озоновия слой, който предпазва Земята от ултравиолетова радиация. Излъчените в атмосферата флуорирани и хлорирани въглеводороди (FCH) и халогенни съединения (халони) разрушават крехката структура на този слой. Озоновият слой се изчерпва, което води до появата на така наречените „озонови дупки“. Проникващите ултравиолетови лъчи на слънцето са опасни за целия живот на Земята. Те имат особено негативен ефект върху човешкото здраве, неговата имунна и генна система, причинявайки рак на кожата и катаракта. Разрушаването на озоновия слой води до увеличаване на ултравиолетовото лъчение, което от своя страна ще доведе до увеличаване на инфекциозните заболявания.

Ултравиолетовите лъчи могат да унищожат планктона, малки организми, които формират основата на хранителната верига в океана. Те също са опасни за флората на сушата, включително за културите. Смята се, че намаляването на озона с 25% води до загуба на 10% от основните вещества в осветения, топъл и биологично богат горен слой на океана и загуба на 35% близо до повърхността на водата. Тъй като планктонът формира гръбнака на морската хранителна верига, промените в тяхното изобилие и видовия състав ще повлияят на реколтата от риба и миди. Загубите от този вид ще имат пряко въздействие върху предлагането на храна. Тоест променящите се нива на ултравиолетова радиация в резултат на изчерпването на озоновия слой на Земята могат да имат значително влияние върху производството на храна. Според проучванията на Шведската кралска академия на науките, в резултат на влиянието на този фактор, добивите от соя са намалели с 20-25% с намаление на озона с 25%. Съдържанието на протеини и масло в зърната също е намалено. Горите също се оказаха уязвими, особено иглолистните дървета.

Етапи на разрушаване на озоновия слой:

1)Проблеми:в резултат на човешката дейност, както и в резултат на естествените процеси на Земята се отделят (освобождават) газове, съдържащи халогени (бром и хлор), т.е. вещества, които разрушават озоновия слой.

2) Съхранение(Емитираните газове, съдържащи халогени, се натрупват (натрупват) в долните атмосферни слоеве и под въздействието на вятъра и въздушните течения се придвижват до региони, които не са в пряка близост до източниците на такива газови емисии).

3)движещ се(натрупаните газове, съдържащи халогени, се придвижват в стратосферата с помощта на въздушни течения).

4)трансформация(Повечето от газовете, съдържащи халогени, под въздействието на ултравиолетовите лъчи от Слънцето в стратосферата се превръщат в лесно реагиращи халогенни газове, в резултат на което разрушаването на озоновия слой е относително по-активно в полярните райони на земно кълбо).

5)химична реакция(лесно реагиращите халогенни газове причиняват разрушаване на стратосферния озон; фактор, допринасящ за реакциите, са полярните стратосферни облаци).

6)Премахване(под въздействието на въздушни течения лесно реагиращите халогенни газове се връщат в тропосферата, където поради влагата и дъжда, присъстващи в облаците, се отделят и по този начин напълно се отстраняват от атмосферата).

7.Замърсяване на водите

Замърсяване на водитесе проявява в промяна на физичните и органолептични свойства (нарушение на прозрачността, цвета, миризмите, вкуса), увеличаване на съдържанието на сулфати, хлориди, нитрати, токсични тежки метали, намаляване на кислорода във въздуха, разтворен във вода, поява на радиоактивни елементи, патогенни бактерии и други замърсители.

Основни замърсители на водата. Установено е, че повече от 400 вида вещества могат да причинят замърсяване на водата. Ако допустимата норма е превишена поне с един от трите показателя за вредност: санитарно-токсикологичен, общосанитарен или органолептичен, водата се счита за замърсена.

Разграничаване химически, биологични и физическизамърсители (П. Бертокс, 1980). Между химическиНай-често срещаните замърсители включват нефт и нефтопродукти, повърхностно активни вещества (синтетични повърхностно активни вещества), пестициди, тежки метали, диоксини и др. (Таблица 14.1). Много опасно замърсяване на водата биологични замърсителикато вируси и други патогени, и физически- радиоактивни вещества, топлина и др.

Основните видове замърсяване на водата.Най-често срещаните са химическо и бактериално замърсяване. Много по-рядко се наблюдава радиоактивно, механично и топлинно замърсяване.

химическо замърсяване- най-често срещаните, упорити и широкообхватни. Може да бъде органичен (феноли, нафтенови киселини, пестициди и др.) и неорганичен (соли, киселини, основи), токсичен (арсен, живачни съединения, олово, кадмий и др.) и нетоксичен. Когато се отлагат на дъното на резервоарите или по време на филтриране в резервоара, вредните химикали се абсорбират от скалните частици, окисляват се и редуцират, утаяват се и т.н., но като правило не настъпва пълно самопречистване на замърсените води. Източникът на химическо замърсяване на подземните води в силно пропускливи почви може да се простира до 10 km или повече.

бактериалназамърсяването се изразява в появата във водата на патогенни бактерии, вируси (до 700 вида), протозои, гъбички и др. Този вид замърсяване е временно.

Съдържанието във водата, дори при много ниски концентрации, на радиоактивни вещества, които причиняват радиоактивензамърсяване

Механично замърсяванехарактеризиращ се с навлизането на различни механични примеси във водата (пясък, утайка, тиня и др.). Механичните примеси могат значително да влошат органолептичните свойства на водата.

ЗАМЪРСЯВАНЕ НА ПОДЗЕМНИТЕ ВОДИ

предизвикано от човека влошаване на качеството на подземните води (по физични, химични или биологични показатели) в сравнение с естественото им състояние, което води или може да доведе до невъзможност за използването им по предназначение

Проблемът със замърсяването на подземните води се изостря от факта, че в условията на анаеробна редуцираща среда, характерна за подземните хоризонти, постоянно ниски температури и липса на слънчева светлина, процесите на самопречистване рязко се забавят.

основни видове източници на замърсяване на подземните води .Индустриални обекти на предприятиясвързани с производството или използването като суровини на вещества, способни да мигрират с подземните води Места за съхранение и транспортиране на промишлени продукти и производствени отпадъци.

Особено опасни за замърсяването на подземните води са съхранение на пестициди, включително забранените за използване, както и неактивни кладенци в животновъдните ферми.

Характеристиките на замърсяването на подземните води се дължат на факта, че при ниски температури, липса на слънчева светлина, липса или липса на кислород процесите на самопречистване протичат изключително бавно и често се развиват вторични процеси, които засилват ефекта на замърсяването.

8.АНТРОПОГЕННА ЕВТРОФИЯ.

Въпреки че еутрофикацията на водните тела е естествен процес и неговото развитие се оценява в рамките на геоложки времеви мащаби, през последните няколко века човекът значително увеличи използването на хранителни вещества, особено в селското стопанство като торове и почистващи препарати. В много водни обекти през последните няколко десетилетия се наблюдава увеличаване на трофея, придружено от рязко увеличаване на изобилието на фитопланктон, обрастване на крайбрежните плитки води от водна растителност и промени в качеството на водата. Този процес стана известен като антропогенна еутрофикация.

Шилкрот Г.С. (1977) дефинира антропогенната еутрофикация като увеличаване на първичната продукция на резервоара и свързаната с него промяна в редица характеристики на режима в резултат на нарастващото добавяне на минерални хранителни вещества към резервоара. На Международния симпозиум по еутрофикация на повърхностните води (1976 г.) е приета следната формулировка - „антропогенната еутрофикация е увеличаване на доставката на хранителни вещества за растенията във водата поради човешката дейност в басейните на водните тела и произтичащото от това повишаване на производителността на водорасли и висши водни растения."

Антропогенната еутрофикация на водните тела започва да се разглежда като независим процес, коренно различен от естествената еутрофикация на водните тела.

Естествената еутрофикация е много бавен във времето процес (хиляди, десетки хиляди години), развива се главно поради натрупването на дънни седименти и плиткост на водните обекти.

Антропогенната еутрофикация е много бърз процес (години, десетилетия), негативните му последици за водните обекти често се проявяват в много остра и грозна форма.

ПОСЛЕДСТВИЯ ОТ ЕВТРОФИЯТА

Сред най-очевидните прояви на последствията от еутрофикацията е "цъфтежът" на водата. В сладките води се дължи на масовото развитие на синьо-зелени водорасли, в морските - динофлагелати. Продължителността на цъфтежа на водата варира от няколко дни до 2 месеца. Периодичната промяна в максимумите на изобилието на отделни масови видове планктонни водорасли във водните обекти е естествено явление поради сезонни колебания в температурата, осветеността, съдържанието на хранителни вещества, както и генетично обусловените вътреклетъчни процеси. Сред водораслите, които образуват многобройни популации до мащаба на "цъфтеж" на водата, най-голяма роля по отношение на размножаването, биомасата и екологичните последици играят синьо-зелените от родовете Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Oscillatoria. Научното изследване на това явление започва през 19 век, а рационално обяснение и анализ на механизмите на масовото размножаване на синьо-зелените са дадени едва в средата. 20 век в САЩ от лимноложката школа на Дж. Хътчинсън. Подобни проучвания бяха проведени в IBVV RAS (Borok) от Гусева K.A. и през 60-70-те години от служителите на Института по хидробиология (Украйна), в края на 70-те - от Института на Великите езера (САЩ).

Водораслите, които причиняват "цъфтеж" на водата, са сред видовете, способни да ограничат насищането на своите биотопи. Във водоемите на Днепър, Волга и Дон доминират Microcystis aeruginosa, M. wesenbergii, M. holsatica, Oscillatoria agardhii, Aphanizomenoen flos-aquae, видовете от рода Anabaena.

Установено е, че първоначалният биофонд на Microcystis се намира в повърхностния слой на тиня отлагания през зимата. Микроцистисът зимува под формата на слузести колонии, вътре в които натрупванията на мъртви клетки покриват единствената жива. С повишаване на температурата централната клетка започва да се дели и в първия етап източникът на храна са мъртвите клетки. След разпадането на колониите клетките започват да усвояват органичните и биогенни вещества от утайката.

Aphanizomenon и Anabaena зимуват като спори, събуждайки се за активен живот, когато температурата се повиши до +6 C ⁰. Друг източник на биофонда от синьо-зелени водорасли са техните натрупвания, изхвърлени на брега и зимуващи в слой от сухи кори. През пролетта те се накисват и започва нов вегетационен цикъл.

Първоначално водораслите се хранят осмотично и биомасата се натрупва бавно, след това те изплуват и започват активно да фотосинтезират. За кратко време водораслите могат да уловят целия воден стълб и да образуват непрекъснат килим. Anabaena обикновено доминира през май, Aphanizomenon през юни, а Microcystis и Aphanizomenon от края на юни-юли-август. Механизмът на експлозивния характер на размножаването на водораслите е разкрит от работата на Института на Големите езера (САЩ). Предвид огромния потенциал за размножаване на синьо-зелените водорасли (до 10 ²⁰потомци на една клетка на сезон), може ясно да си представим мащаба, който отнема този процес. Следователно факторът на първичната еутрофикация на водоемите е осигуряването им с фосфор поради наводняването на плодородни заливни земи и разлагането на растителността. Факторът на вторичната еутрофикация е процесът на затиляване, тъй като тините са идеален субстрат за водораслите.

След интензивно размножаване под действието на стягащи електростатични сили започва образуването на колонии, свиването на колониите в агрегати и сливането им във филми. Образуват се "поля" и "цъфтящи петна", които мигрират през акваторията под въздействието на течения и се изтласкват към бреговете, където се образуват разлагащи се натрупвания с огромна биомаса - до стотици кг/м2 ³.

Разлагането е придружено от редица опасни явления: недостиг на кислород, отделяне на токсини, бактериално замърсяване, образуване на ароматни вещества. През този период може да има смущения във водоснабдяването поради запушване на филтрите на водопроводите, отдихът става невъзможен и настъпва умъртвяване на риба. Водата, наситена с метаболитни продукти на водораслите, е алергична, токсична и неподходяща за пиене.

Може да причини над 60 заболявания, особено на стомашно-чревния тракт, и се подозира, макар и не доказано, че е онкогенен. Излагането на синьо-зелени метаболити и токсини причинява "болест на Гаф" при риби и топлокръвни животни, чийто механизъм на действие се свежда до появата на B ₁бери-бери.

С масовото отмиране на синьо-зелените се наблюдава бързо разпадане и лизис на колониите, особено през нощта. Предполага се, че причината за масовото изчезване може да бъде масово отравяне със собствени токсини, а тласък са симбиотичните вируси, които не са способни да унищожават клетките, но са способни да отслабят жизнената им активност.

Приливните, срутващи се маси от синьо-зелени водорасли придобиват неприятен жълто-кафяв цвят и под формата на гроздове с неприятна миризма се разпространяват по акваторията, като постепенно се влошават до есента. Целият този комплекс от явления беше наречен "биологично самозамърсяване". Малък брой слузести колонии се утаяват на дъното и презимуват. Този резерв е напълно достатъчен за възпроизвеждане на нови поколения.

Синьо-зелените водорасли са най-старата група организми, открити дори в архейските находища. Съвременните условия и антропогенното натоварване само разкриха техния потенциал и им дадоха нов тласък за развитие.

Синьо-зелените алкализират водата и създават благоприятни условия за развитието на патогенна микрофлора и патогени на чревни заболявания, включително Vibrio cholerae. Угасвайки и преминавайки в състояние на фитодетрит, водораслите засягат кислорода на дълбоките слоеве на водата. Синьо-зелените през периода на цъфтеж силно поглъщат късовълновата част от видимата светлина, нагряват се и са източник на ултракъсо излъчване, което може да повлияе на топлинния режим на водоема. Стойността на повърхностното напрежение намалява, което може да причини смъртта на хидробионтите, живеещи в повърхностния филм. Образуването на повърхностен филм, който екранира проникването на слънчева радиация във водния стълб, причинява светлинен глад при други водорасли и забавя тяхното развитие.

Например, общата биомаса на синьо-зелените водорасли, произвеждащи през вегетационния период във водоемите на Днепър, достига стойности от порядъка на 10 ⁶ t (в сухо тегло). Това съответства на масата на облака от скакалци, който V.I. Вернадски нарече „скала в движение“ и сравни с масата на мед, олово и цинк, добивани през 19 век по целия свят.

Ефекти от еутрофикацията върху фитопланктона

Антропогенната еутрофикация води до промяна в характера на сезонната динамика на фитопланктона. С увеличаване на трофея на водните обекти се увеличава броят на върховете в сезонната динамика на неговата биомаса. В структурата на съобществата ролята на диатомеите и златните водорасли намалява, докато се увеличава ролята на синьо-зелените и динофитите. Динофлагелатите са характерни за стратифицираните дълбоководни езера. Нараства и ролята на хлорококовите зелени и евгленоидни водорасли.

Ефекти от еутрофикацията върху зоопланктона. Преобладаването на видовете с кратък жизнен цикъл (кладоцери и коловратки), преобладаването на дребните форми. Високо производство, малък дял на хищници. Сезонната структура на съобществата е опростена - унимодална крива с максимум през лятото. По-малко доминиращи видове.

Ефекти от еутрофикацията върху фитобентоса. Повишено развитие на нишковидни водорасли. Изчезването на харофити, които не могат да понасят високи концентрации на хранителни вещества, особено на фосфор. Характерна особеност е разширяването на площите на обрастване на обикновена тръстика, широколистен рогоз и мана, гребенов езерен плевел.

Ефекти от еутрофикацията върху зообентоса.

Нарушаването на кислородния режим в дънните слоеве води до промяна в състава на зообентоса. Най-важният признак за еутрофикация е намаляването на ларвите на хексаниевите майски мухи в езерото. Ери е важен хранителен продукт за сьомгата в езерото. Все по-важни стават ларвите на някои двукрили насекоми, които са по-малко чувствителни към кислороден дефицит. Плътността на популациите на олигохети се увеличава. Бентосът става по-беден и по-монотонен. Съставът е доминиран от организми, адаптирани към ниско съдържание на кислород. В късните етапи на еутрофикация в дълбокия регион на водните тела остават само няколко организми, които са адаптирани към условията на анаеробен метаболизъм.

Последиците от еутрофикацията за ихтиофауната.

Еутрофикацията на водните тела засяга рибната популация в 2 основни форми:

директен ефект върху рибите

прякото влияние е сравнително рядко. Проявява се като еднократна или масова смърт на яйца и млади риби в крайбрежната зона и настъпва при навлизане на отпадни води, съдържащи смъртоносни концентрации на минерални и органични съединения. Такова явление обикновено има локален характер и не обхваща резервоара като цяло.

косвено влияние, проявяващо се чрез различни промени във водните екосистеми

косвеното влияние е най-често срещаното. По време на еутрофикацията може да възникне зона с ниско съдържание на кислород и дори мъртва зона. В този случай местообитанието на рибите се намалява и предлагането на храна за тях намалява. Разцветът на водата създава неблагоприятен хидрохимичен режим. Промяната на растителните асоциации в крайбрежната зона, често придружена от засилване на заблатените процеси, води до намаляване на площите на местата за хвърляне на хайвера и местата за хранене на ларви и млади риби.

Промените в ихтиофауната на водните тела под влияние на еутрофикацията се проявяват в следните форми:

Намаляване на броя, след това изчезване на най-взискателните видове риби (стенобионти) по отношение на качеството на водата.

Промени в рибопродуктивността на водоем или отделни зони.

Преходът на водоем от един вид риболов към друг по схемата:

сьомга-сиг → платика-костур → платика-плотка → хлебарка-костур-кара.

Тази схема е подобна на трансформацията на езерните ихтиоценози в хода на историческото развитие на водните екосистеми. Въпреки това, под влиянието на антропогенната еутрофикация, то протича в продължение на няколко десетилетия. В резултат на това бялата риба (и в редки случаи сьомгата) изчезва първо. Вместо това лидери стават ципринидите (циприка, хлебарка и др.) и в по-малка степен костурите (щука, костур). Освен това от шаран платика постепенно се заменя с хлебарка, от костур доминира костур. В екстремни случаи водните обекти преминават в състояние на изчезване и се обитават предимно от караси.

При рибите се потвърждават общите закономерности в промените в структурата на съобществата - видовете с дълъг цикъл се заменят с такива с къс цикъл. Наблюдава се увеличение на рибната продуктивност. В същото време обаче ценните видове бели риби се заменят с видове с ниски търговски качества. Първо, големи частици - платика, щука, след това малки частици - хлебарка, костур.

Често последствията за рибната популация са необратими. Когато нивото на трофея се върне в първоначалното си състояние, изчезналите видове не винаги се появяват. Възстановяването им е възможно само ако има налични начини за утаяване от съседни водни обекти. За ценните видове (сиг, рипус, щука) вероятността за такова заселване е малка.

ПОСЛЕДСТВИЯ ОТ ЕВТРОФИКАЦИЯТА НА ВОДНИ ОБЪЕКТИ ЗА ЧОВЕКА

Човекът е основният консуматор на вода. Както знаете, при прекомерна концентрация на водорасли качеството на водата се влошава.

Особено внимание заслужават токсичните метаболити, по-специално синьо-зелените водорасли. Алготоксините проявяват значителна биологична активност по отношение на различни хидробионти и топлокръвни животни. Алготоксините са силно токсични съединения. Синьо-зеленият токсин действа върху централната нервна система на животните, което се проявява в поява на парализа на задните крайници, десинхронизация на ритъма на централната нервна система. При хронично отравяне токсинът инхибира редокс ензимните системи, холинестеразата, повишава активността на алдолазата, в резултат на което се нарушава въглеродният и протеиновият метаболизъм, а непълно окислените продукти на въглехидратния метаболизъм се натрупват във вътрешната среда на тялото. Намаляването на броя на червените кръвни клетки, инхибирането на тъканното дишане причинява смесен тип хипоксия. В резултат на дълбока намеса в метаболитните процеси и тъканното дишане на топлокръвните животни, синьо-зеленият токсин има широк спектър от биологични ефекти и може да бъде класифициран като протоплазмена отрова с висока биологична активност. Всичко това свидетелства за недопустимостта на използването на вода за питейни цели от места на натрупване на водорасли и резервоари, подложени на силен цъфтеж, тъй като токсичното вещество на водораслите не се неутрализира от конвенционалните системи за пречистване на вода и може да влезе във водоснабдителната мрежа както в разтворена форма и заедно с отделни клетки на водорасли, не забавени филтри.

Замърсяването и влошаването на качеството на водата могат да повлияят на човешкото здраве чрез редица трофични връзки. По този начин замърсяването на водата с живак е причина за натрупването му в рибите. Яденето на такава риба причинява много опасно заболяване в Япония - болест на Минимат, в резултат на което са отбелязани многобройни смъртни случаи, както и раждане на слепи, глухи и парализирани деца.

Установена е връзка между появата на детска метхемоглобинемия и съдържанието на нитрати във водата, което води до повече от 2-кратно увеличение на смъртността на малките момичета, родени в онези месеци, когато нивото на нитратите е било високо. Високи нива на нитрати са отбелязани в американския царевичен пояс в кладенците. Често подземните води не са подходящи за пиене. Появата на менингоенцефалит при юноши се свързва след дълго къпане в езерце или в река в топъл летен ден. Предполага се връзка между заболяването асептичен менингит, енцефалит и плуване във водоеми, което е свързано с повишено вирусно замърсяване на водата.

Инфекциозните заболявания станаха широко известни поради микроскопичните гъбички, които навлизат в раните от водата, причинявайки тежки увреждания на кожата при хората.

Контактът с водорасли, пиенето на вода от цъфтящи води или яденето на риба, която се храни с токсични водорасли, причинява болестта на Хаф, конюнктивит и алергии.

Често през последните години избухванията на холера са насрочени да съвпаднат с периода на "цъфтеж".

Масовото развитие на водорасли във водоема, наред със смущения във водоснабдяването и влошаване на качеството на водата, значително усложнява рекреационното използване на водоизточника, а също така причинява смущения в техническото водоснабдяване. Развитието на биозамърсяване се засилва по стените на тръбите на водопроводите и охладителните системи. Когато средата се алкализира поради развитието на водорасли, се образуват твърди карбонатни отлагания и поради утаяването на частици и водорасли топлопроводимостта на тръбите на топлообменните устройства намалява.

По този начин, прекомерното натрупване на водорасли по време на периода на интензивен "цъфтеж" на водата е причина за биологично замърсяване на водните обекти и значително влошаване на качеството на естествените води.