Розділ 5 ПРИРОДНІ ТА АНТРОПОГЕННІ ЗАБРУДНЕННЯ БІОСФЕРИ
|
|
Скачати 1.62 Mb.
|
|
6.5. ПАРНИКОВИЙ ЕФЕКТ Упродовж усього історичного періоду планети її клімат неодноразово змінювався. Однак ці зміни, як свідчать дослідження, відбувалися поступово. Останнім часом у результаті швидкого зростання населення планети та його потреб відбувається інтенсивний розвиток промисловості й енергетики. Усе це призвело до утворення й викиду в атмосферу величезної кількості забруднень та невикористаної теплоти. За підрахунками, внаслідок спалювання значної кількості палива в атмосферу викидається понад 3∙1014 МДж теплоти, яка розсіюється в навколишньому середовищі. Потепління планети відбувається головним чином внаслідок забруднення атмосфери тепличними газами – переважно вуглекислим газом і меншою мірою метаном, оксидами нітрогену та ін. У земній атмосфері оксид карбону (IV) та деякі інші гази діють подібно до скла в парнику: вони пропускають сонячне світло, але затримують теплоту розігрітої сонцем поверхні Землі, що зумовлює розігрівання поверхні планети. Це явище дістало назву «парникового ефекту». Появі «парникового ефекту» сприяють також оксид нітрогену N2O, метан СН4, водяна пара Н2О, фторхлорметани – фреони (CFCl3, CF2Cl2 та ін.). Загальний вміст «парникових» газів в атмосфері становить, частини на мільйон: вуглекислого газу – 355; метану – 1,75; оксидів нітрогену – 0,31; фторхлорвуглеців – 0,001. Річне зростання концентрації цих газів в атмосферному повітрі становить, %: оксиду карбону (IV) – 0,5, оксидів нітрогену – 1,0, метану – 0,7, фторхлорвуглеців – 0,3. За останні 40 років кількість викидів оксиду карбону (IV) зросла на 35 %. Збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері спричинює також інтенсивне вирубування лісів. Вважають, що в другій половині XX ст. температура Землі збільшувалася за кожні 10 років на 0,3 °С. За даними підрахунків ООН, до 2100 р. температура зросте на 3 °С. Це може призвести до танення льодовиків Антарктики, Арктики та гірських, що зумовить підняття рівня вод Світового океану на 2-3 метри і затоплення багатьох прибережних районів. Можуть зникнути під водою густонаселені міста і навіть цілі країни. Потепління спричинить істотну зміну клімату майже на всій планеті, що може мати негативні і навіть катастрофічні наслідки. Основні кліматичні зони змістяться на північ на 400 км. Настане потепління в зонах тундри, збільшиться посушливість у середніх широтах, де розвинуте зернове землеробство (деякі штати США, Україна, Кубань, чорноземні зони Росії). Клімат тут стане напівпустельним, що призведе до значного зниження врожаїв. Це потребуватиме змін в агротехніці та реорганізації сільського господарства, що, за підрахунками японського вченого Д.Утідзіми, підвищить собівартість сільськогосподарської продукції на 10-20%. Збитки, заподіяні майбутнім потеплінням клімату, оцінюють приблизно в 1013 доларів. Людство не має таких коштів. А тому з метою запобігання впливу «парникових» газів на всесвітній конференції ООН у Токіо в 1998 р. було прийняте рішення про квотування викидів «парникових» газів. Це має на меті обмежити зростання викиду їх в атмосферу. 6.6. КИСЛОТНІ ДОЩІ Оксиди сульфуру і нітрогену, що потрапили в атмосферу, окиснюються і, сполучаючись з водою, утворюють туманоподібні краплини сульфатної та нітратної кислот. Переносячись вітрами на значні відстані, вони згодом випадають разом з дощем, який має кислу реакцію. Кислотними називають взагалі будь-які опади – дощ, сніг, туман, якщо значення їх рН становить менш ніж 7,0. Кислотні дощі мають значення рН частіше в межах 4,1-2,1, а в деяких випадках навіть менш як 2,1. Спостереження свідчать, що ще 100 років тому дощова вода мала рН = 7,0, тобто осади були нейтральними. Вперше кислотні дощі зареєстровані в Англії в 1972 p., вони були наслідком потрапляння в атмосферу оксидів сульфуру і нітрогену. Поступово індустріалізація охоплювала все більше число країн, а надходження оксидів сульфуру і нітрогену безперервно збільшувалось, особливо загрозливих масштабів набувши в наш час. Тому кислотні опади випадають всюди. У Західній Європі кислотність дощів у 1990 р. знизилась на 0,2 одиниці рН порівняно з 1989 р. В Україні кислотні дощі часто випадають у Сумській, Черкаській та Рівненській областях, де в повітря викидається значна кількість оксидів сульфуру і нітрогену. Україна забруднена також за рахунок транскордонного перенесення цих оксидів з країн Західної Європи. Під впливом кислотних опадів відбувається закиснення водойм і ґрунтів, вимивання з ґрунту калію, магнію і кальцію та зменшення врожайності сільськогосподарських культур на 3-8 %, деградація флори і фауни. У закиснених водоймах гине риба і численні види комах. Внаслідок випадання кислотних дощів гинуть ліси, особливо букові, тисові та кедрові. Загибель лісів зумовлює гірські зсуви та селі. Кислотні опади прискорюють руйнування житлових будинків і архітектурних пам'яток, оздоблених мармуром і вапняком. Кислотний сніг завдає ще більшої шкоди, ніж дощ, оскільки він може накопичуватись упродовж тривалого часу, що призводить до значного закиснення ґрунту під час танення снігу навесні. Кислотність талої води в десятки разів вища від кислотності дощової. У багатьох країнах кислотні дощі завдають значних збитків. Так, у Швейцарії від кислотних дощів гине третина лісів, у Великій Британії висихають 69 % букових і тисових лісів. Від кислотних опадів особливо потерпають закриті водойми – озера й ставки. У Швеції в 4 тис. озер риба повністю зникла. В Україні за останні 35 років площа кислих ґрунтів зросла на 33 %. Кислі ґрунти потребують вапнування, що підвищує собівартість сільськогосподарської продукції. 6.7. РУЙНУВАННЯ ОЗОНОВОГО ШАРУ Розташований в атмосфері на висоті 20-35 км озоновий шар є природним захисним бар'єром від проникнення на поверхню Землі жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця з довжиною хвилі 325-400 нм. Цей шар має відносно невелику товщину, він надійно захищає живу речовину біосфери від згубного впливу такої радіації. Якби не існувало озонового шару, то життя на суходолі Землі було б неможливим, як це було на світанку його зародження. Як уперше помітили метеорологи США (М. Моліна і Ш. Роуленд), останнім часом озоновий шар атмосфери зазнає руйнування. Цей небажаний і небезпечний процес інтенсивно відбувається під дією деяких хімічних речовин – хлор- і бромпохідних вуглецю (фреони), тетрахлориду карбону, метилхлороформу та ін. Особливо небезпечними є фреони (CFCl3 – фреон 11, C2FCl – фреон 12, CF2ClBr – галон 1211), які широко застосовують у техніці й побуті як холодоагенти, розпорошувачі в аерозольних упаковках тощо. Світове виробництво фреонів на початку 90-х років XX ст. перевищило 1,4 млн т за рік. Під дією ультрафіолетового випромінювання фреони розкладаються з виділенням атомарного хлору, який є ефективним каталізатором розщеплення озону на кисень. Так, один атом хлору призводить до розкладання 100 тис. атомів озону. Руйнування озонового шару спричинюють також космічна і ракетна техніка та сучасні надзвукові літаки. Викиди продуктів згоряння палива з їхніх двигунів розкладають озон до кисню та інших сполук. Внаслідок руйнування озонового шару концентрація озону почала зменшуватися, а в деяких місцях, зокрема над Антарктидою, в ньому часто виникає «пульсівна дірка». Вміст озону в ній менший від звичайного на 40-50 %. Ця «дірка» чітко виявляється із серпня по жовтень (антарктична весна), а нині вона не затягується і влітку і має надзвичайно велику площу, що дорівнює площі Антарктиди. Внаслідок цього в країнах південної півкулі Землі спостерігається підвищений ультрафіолетовий фон. Це спричинює збільшення кількості захворювань людей на рак шкіри та катаракту. «Озонову дірку» виявлено і в північній півкулі над Антарктикою (Шпіцберген). За оцінками НАСА (США), з 1978 по 1990 рік кількість озону в озоновому шарі зменшилася на 45 %. Цей процес зменшення концентрації озону невпинно триває. Так, за спостереженнями з канадського супутника «Німбус 7», за період з 1980 по 1991 рік швидкість руйнування озону становила 0,224 % за рік. Як показали супутникові спостереження, за останні 15 років ультрафіолетове випромінювання на поверхні Землі зросло більш ніж на 10 %, а в районах Антарктиди – більш ніж на 40 %. Це призводить до зниження імунітету та збільшення частоти інфекційних захворювань людей і тварин. Як стверджує «Грінпіс», зменшення товщини озонового шару на 10 % призводить до збільшення захворювань на рак шкіри 300 тис. населення. З метою запобігання подальшому руйнуванню озонового шару атмосфери уряди багатьох країн підписали в 1985 р. у Відні (Австрія) Конвенцію про охорону атмосферного озону і скорочення виробництва фреонів та інших речовин, що руйнують озон. 6.8. ЯДЕРНА ЗИМА Надзвичайно небезпечними є забруднення атмосфери радіонуклідами, яке трапляється під час аварій на атомних електростанціях та інших ядерних об'єктах і випробувань ядерної зброї. Особливо небезпечною, навіть катастрофічною була б ядерна війна, яка призвела б до загибелі не тільки людства, а й усього живого на Землі. Розрахунки, виконані на електронно-обчислювальних машинах американськими і російськими вченими, свідчать, що в разі ядерного конфлікту з використанням ядерних зарядів потужністю 1000 Мт тротилу, незалежно від місця вибуху, виникнуть величезні пожежі, які спричинять потепління на 1 °С. Це супроводжуватиметься буревіями і призведе до значних руйнувань будівель та рослинного покриву. Радіонукліди течіями повітря швидко поширяться по всій земній кулі. Внаслідок пожеж і руйнування нафтових і газових свердловин в атмосферу виділиться багато «парникових» газів (оксидів карбону, метану та ін.), значна кількість пилу і сажі. Це призведе до підвищення температури ще на 4-5 °С, танення льодовиків та підвищення рівня води в Світовому океані, в результаті чого будуть затоплені величезні території суходолу. Надходження в стратосферу значної кількості оксидів нітрогену спричинить істотне (на 40-60 %) руйнування озонового шару. Це значно збільшить ультрафіолетове опромінення Землі. У повітря здійметься понад 5 млрд т дрібнодисперсних часточок пилу і попелу. По земній поверхні прокотяться вогняні смерчі. Пил, попіл і сажа чорною хмарою затягнуть усе небо над землею, прозорість атмосфери зменшиться в 200 разів. Настане ядерна ніч, що призведе до повної загибелі рослинного покриву біосфери. При цьому відбудеться нагрівання тропосфери й охолодження приземного шару повітря на 15-30 °С упродовж першого місяця конфлікту. Локальні зниження температури сягатимуть -40... -50 °С. Настане ядерна зима, що триватиме кілька місяців. Після осідання пилу і сажі атмосфера прогріється на 20-30 °С вище від норми, що спричинить повені на великих площах і селі в гірських районах, які супроводжуватимуться буревіями та снігопадами, масовою загибеллю рослин, тварин і людей. Поширяться епідемії хвороб. Гіршого пекла і не уявити. Таким чином, локальний ядерний конфлікт може спричинити загибель людства, а можливо, і всього життя на Землі. Людство, нарешті, зрозуміло, яку загрозу приховує в собі ядерна зброя. І тому заявило: ядерній зброї на Землі – ні! 6.9. НОРМУВАННЯ ЯКОСТІ ПОВІТРЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ ЗАБРУДНИКІВ В АТМОСФЕРІ З метою визначення токсичних речовин, що містяться в атмосферному повітрі у вигляді газів, пари, аерозолів і пилу, проводять дослідження атмосферних забруднень. Взагалі забруднення токсичними речовинами, які можуть міститися в складному поєднанні, нелегко дослідити і проаналізувати. Дослідження атмосферного повітря пов'язані з визначенням мікрограмових кількостей речовин, тому для його аналізу слід застосовувати високочутливі методи. Проте для оцінки забруднення атмосферного повітря самих визначень концентрації забрудників, нехай навіть і точних, недостатньо. Потрібно ще визначити ГДК, щоб мати можливість порівняти, наскільки визначена концентрація домішок перевищує допустиму межу. Як вже зазначалося, для повітря встановлені ГДКР.3 – гранично допустимі концентрації робочої зони – та ГДК шкідливих речовин в атмосферному повітрі населених місць. Гранично допустимі концентрації дають змогу сформулювати вимоги до очисних споруд та визначити санітарно-захисну зону. Тому ГДК можна розглядати як один із шляхів запобігання надмірним забрудненням атмосфери. Однак ГДК санкціонують на законних засадах забруднення атмосферного повітря до певної межі. Крім того, слід завжди пам'ятати, що ГДК встановлені для однієї речовини, а на практиці в повітря викидається кілька одночасно. їхню спільну дію не вивчено. Крім того, визначення ГДК проводили на тваринах, і ці дані ми переносимо на людей. А тому все це слід враховувати в практичних умовах, зокрема визначати сумаційний ефект комплексу забруднювальних речовин. З метою стабілізації стану повітряного середовища та поліпшення якості повітря в країні передбачається розробити стандарти якості повітря, пов'язавши їх з міжнародною системою стандартів. Передбачається також створити нову систему екологічного нормування. Будуть уведені технологічні стандарти і нормативи для забруднювальних речовин викидних газів з урахуванням можливостей новітніх технологій. Значення ГДК деяких забруднювальних речовин в атмосферному повітрі населених пунктів наведено в табл. 6.4. Таблиця 6.4. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі населених пунктів
Важливим нормативом, який дає змогу кількісно оцінити викид забруднювальних речовин в атмосферу, є гранично допустимий викид. Під час проектування промислових підприємств слід дотримуватись певних норм викидів шкідливих речовин, для чого визначають максимальне значення приземної концентрації забруднювальної речовини Ст (мг/м3). У разі викиду шкідливих газів з одиночного точкового джерела з круглим устям за несприятливих метеорологічних умов на відстані Хm (м) від джерела Сm визначають за формулою  де А – коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери (табл. 6.5); М – маса шкідливої речовини, що викидається в атмосферу, г/с; F – безрозмірний коефіцієнт, що залежить від швидкості осідання шкідливих речовин (для газуватих речовин і дрібнодисперсних аерозолів – пилу, попелу F = 1. Для дрібнодисперних аерозолів з коефіцієнтом очищення викидів не менш як 90 % F = 2, від 75 до 90 % F = 2,5, менш як 75 % і в разі відсутності очищення F=3);H – висота джерела викиду над рівнем землі, м; η – безрозмірний коефіцієнт, що залежить від рельєфу місцевості (у разі рівної місцевості або з перепадом висоти не більш як Таблиця 6.5. Значення коефіцієнта А
50 м на 1 км η = 1); ΔT – різниця температур викидних газів T2 і навколишнього атмосферного повітря Тп (за останню приймають середню максимальну температуру повітря найжаркішого місяця року); m і n – коефіцієнти; V1 – витрата викидних газів, м3/с, яку визначають за формулою V1 = πD2W0/4, де D – діаметр устя джерела викиду, м; W0 – середня швидкість викидних газів з устя джерела викиду, м/с. Значення коефіцієнтів m і п залежать від параметрів f, Vm, V′m i fe: f = 1000 W0D/H2ΔT;  V'm = 1,3W0D/H; fe=800 (V'm)3. Коефіцієнт m визначають залежно від f за формулами:  при f < 100; при f ≥ 100.Для fe < f < 100 значення коефіцієнта m обчислюють при f = fе. Коефіцієнт п при f < 100 визначають залежно від Vm за формулами: n = 0,532Vm2 – 2,13Vm + 3,13 при 0,5 ≤ Vm <2; n = 4,4Vm при Vm < 0,5. Відстань Хm (м) від джерела викидів, на якій приземна концентрація С (мг/м3) за несприятливих метеорологічних умов досягає максимального значення Сm, визначають за формулою Xm = αH(5-F)/4, де безрозмірний коефіцієнт α при f < 100 обчислюють за формулами:  при Vm ≤ 0,5; при 0,5 < Vm < 2 при Vm > 2.Якщо f > 100 або ΔT = 0, значення α визначають за формулами:  при V′m ≤ 0,5; при 0,5 < V′m <2; при V′m >2.Для холодних викидів (ΔT ≈ 0) висоту труби визначають за формулою H = [AMFDη / 8 V1(ГДК – СФ)3/4, де Сф – фонова концентрація шкідливої речовини, мг/м3. Значення гранично допустимого викиду (ГДВ, г/с) для одиночного джерела з круглим устям у разі, коли Сф < ГДК, визначають за формулою  Якщо f ≥ 100 або ΔT ≈ 0, ГДВ обчислюють за формулою ГДВ = (ГДК ∙ Сф)H4/3 ∙ 8V1/(AFnηD). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Схожі:
|
ДО АНТРОПОГЕННИХ НАВАНТАЖЕНЬ УРОК КАТЕГОРІЯ «ЗАБРУДНЕННЯ». ОСНОВНІ АНТРОПОГЕННІ ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА |
План урока Слайд Атлантичного океану; вдосконалити практичні уміння характеризувати кліматичні умови океану, властивості водних мас, природні багатства,... |
|
Поняття екологічної катастрофи. Екологічні катастрофи в історії Землі.... На деструкційна зміна умов навколишнього середовища глобального чи локального масштабу, яка пов'язана з нанесенням величезної шкоди... |
Природні умови та природні ресурси. Природні умови європейських країн... Піренеї, Альпи, Апенніни, Балкани, Карпати. Давніми зруйнованими горами є Скандинавські, Уральські гори та Центральноєвропейський... |
|
Уроках хімії. Тема: Повітря та його склад. Забруднення атмосфери Розкрити взаємозв'язок хімії, людини, природи. Показати, що головною причиною забруднення природи є людина. Виховати думку, що знання... |
Поняття і зміст права власності на природні ресурси Право власності на природні ресурси — це інститут екологічного права, нормами якого регулюються суспільні відносини належності природних... |
|
Тема: Природні лиха Головні дидактичні цілі Головні дидактичні цілі: дати уявлення учням про природні стихійні лиха; ознайомити з правилами безпечної поведінки рід час грізних... |
Конвенція про захист чорного моря від забруднення (бухарестська конвенція) Протокол про захист морського середовища Чорного моря від забруднення з наземних джерел, 1992 рік |
|
Тема роботи. Порівняння обсягів і структури забруднення міст України... Обладнання й матеріали: картка з таблицею для практичної роботи; карта України, робочий зошит |
Конспект уроку Тема: ГЕОГРАФІЧНА ОБОЛОНКА ЗЕМЛІ ТА ПРИРОДНІ КОМПЛЕКСИ Навчальна cформувати в учнів поняття «географічна оболонка, природні комплекси», а також сформувати уявлення учням про географічну... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua