4. Екопроблеми атмосфери, гідросфери, літосфери та їх охорона. Біорізноманіття та його охорона. Атмосфера.

Атмосфера – це газова оболонка Землі.

Будова атмосфери:

• тропосфера – до 18 км;

• стратосфера – до 25 км;

• мезосфера – до 80 км;

• термосфера – до 1000 км;

• екзосфера – до 1900 км;

• іоносфера – до 20000 км.

Екологічне значення атмосфери:

• захист від космічного випромінювання, метеоритів;

• теплоізоляція Землі (регулювання добових і сезонних коливань температури);

• вплив на клімат;

• вплив на стан літосфери (вивітрювання);

• джерело кисню для тварин і вуглекислого газу для рослин;

• сфера життя.

Забруднення атмосфери буває:

• природне: вулкани, пожежі, рослини, тварини – не порушує газового балансу повітря;

• штучне (антропогенне): побутове, викиди транспорту, енергетики, промисловості, сільського господарства.

Зміни в атмосфері, зумовлені її забрудненням:

1. Глобальні зміни клімату (тепличний ефект). Причиною потепління є затримання теплового випромінювання Землі унаслідок збільшення в атмосфері концентрації газів:

• вуглекислого газу (основні джерела – ТЕС, транспорт, промисловість, ґрунти, дихання живих організмів);

• метану (джерела – болота, рисові поля, шахти, транспорт, хімічна та нафтодобувна промисловість);

• озону (утворюється під час гроз, озонування води, зварювання металів);

• водяної пари тощо.

Деякі вчені дотримуються думки, що потепління – циклічне явище і зумовлене переважно зміною сонячної активності. Однією з причин вважають і теплу течію “Ель-Ніньо” (Немовля).

Наслідки тепличного ефекту:

• танення льодовиків, що призведе до підвищення рівня океану, затоплення великих територій суші, а також до опріснення океанічних вод, в результаті – загибелі багатьох гідробіонтів та зменшення обсягів фотосинтезу;

• зміни режиму погоди на великих територіях, зміни кліматичних зон;

• зменшення виробництва сільськогосподарської продукції;

• прискорення метаболізму (в першу чергу у мікрооргазінмів, що підвищить темпи біологічної еволюції та призведе до виникнення нових епідемій серед людей та тварин).

З метою стабілізації вмісту вуглекислого газу в повітрі країни-члени ООН підписали в 1992р. Конвенцію ООН.

2. Руйнування озонового шару Землі.

Озоновий шар розміщується в атмосфері на висоті 20-30 км, він захищає життя на планеті від жорсткого ультрафіолетового випромінювання (λ < 320 нм).

Основними руйнівниками озону вважаються:

• оксиди нітрогену – утворюються при випробуваннях ядерної зброї, запусках ракет, на хімічних підприємствах;

• фреони – застосовуються у холодильниках, як мастило;

• водяна пара – утворюється при запусках ракет, польотах літаків.

Зменшення густини озонового екрану призводить до зменшення врожайності сільськогосподарських культур, негативно впливає на флору та фауну, здоров’я людини (зниження імунітету, катаракта очей, рак шкіри, підвищення інфекційних захворювань).

З метою збереження озонової оболонки з 1996р. розвинені країни припинили виробництво фреонів, замінивши їх пропан-бутановою сумішшю.

3. Кислотні дощі.

Кислі атмосферні опади з рH<5,5 утворюються внаслідок забруднення атмосфери оксидами сульфуру, нітрогену та пари кислот. Їх природними джерелами є вулканічні виверження, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій; антропогенними – транспорт, ТЕС, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати, хімічні підприємства тощо.

Наслідки кислотних дощів:

• зниження рН поверхневих вод і ґрунтів та посилення міграції важких металів;

• опіки і зниження інтенсивності фотосинтезу у рослин;

• загибель гідробіонтів;

• деградація лісів;

• зміна активності ферментів у яйцеклітинах;

• корозія металів;

• руйнування будівель з вапняку і архітектурних пам’яток;

• негативний вплив на здоров’я людини.

4. Смоги.

Смоги (англ. Смоке – дим, фог - тумаг) – явище, характерне для певних місць за певних метеорологічних умов і забруднення повітря. За походженням смоги поділяють на три типи: лондонський (чорний смог), лос-анджелеський (білий смог) та льодяний смог.

Причини лондонського смогу:

• низька температура (близько 0⁰ С);

• вологість до 100%;

• підвищений вміст сажі, оксидів карбону, нітрогену, сульфуру, що утворюються при спалюванні палива.

В Україні такі смоги спостерігаються у приморських містах.

Фотохімічний смог лос-анджелеського типу виникає при дії сонячного світла на вуглеводні і виявляється у вигляді білого туману з неприємним запахом, що подразнює очі, слизові оболонки, органи дихання.

Білий смог формується за умов:

• високої температури (понад 30⁰ С);

• відсутності перемішування шарів повітря у вертикальному напрямі (інверсія);

• значної концентрації викидів автотранспорту: вуглеводнів, оксидів нітрогену, озону, акролеїну;

• утворення пероксицетилнітрату, що має лакриматорну дію (подразнює слизові оболонки).

В Україні спостерігається в Дніпропетровську, Запоріжжі, Донецьку і, навіть, курортному місті Ялті.

Льодяний смог складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерний для північних широт за температур нижче –30⁰ С, високої вологості та забруднення повітря.

Тривалі смоги призводять до появи задухи, бронхіальної астми, збільшення смертності, пригнічення рослинності, руйнування будівель, прискорення корозії металів та інших негативних наслідків.

Самоочищення атмосфери.

Зниження забрудненості повітря відбувається завдяки різноманітним фізичним, хімічним та біологічним процесам в атмосфері:

• розсіюванню забруднювачів;

• сухого та вологого випадання домішок;

• адсорбції забруднювачів Земною поверхнею;

• руйнуванню забруднювачів під дією сонячної радіації (фотохімічні процеси);

• хімічній взаємодії між окремими забруднювачами, а також компонентами повітря з утворенням нетоксичних сполук;

• поглинанню рослинами сполук нітрогену та сульфуру і використанню їх для синтезу органічних сполук.

Заходи з охорони повітряного середовища:

• впровадження безвідходних та маловідходних технологій;

• використання високоефективних очисних споруд, фільтрів;

• альтернативна енергетика;

• зменшення токсичності вихлопних газів (фільтри, покращення якості пального, альтернативні види палива);

• озеленення територій;

• моніторинг;

• правовий захист;

• міжнародне співробітництво.